高分子化合物溶(物理化學(xué)性質(zhì),分類,鹽析,分段鹽析,膜平衡)

　　在自然界中，存在著大量高分子化合物。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們又合成了大量的高分子化合物。它們的共同特點(diǎn)是都具有很大的相對分子質(zhì)量。如生物體中的蛋白質(zhì)、核酸、糖原、淀粉、纖維等都是高分子化合物。它們是由許多重復(fù)的原子團(tuán)或分子殘基所組成，這些較小的原子團(tuán)或分子殘基叫做單體。如淀粉分子是由成千上萬個(gè)葡萄糖分子殘基按一定方式聯(lián)結(jié)而成的。天然橡膠分子是由許多異戊二烯（CH2=C（CH3）-CH=CH2）的單體聯(lián)結(jié)而成的大分子。

　　高分子化合物是大分子，其粒子的形狀是復(fù)雜的。不同高分子化合物，在溶液中分子的形狀往往也有很大的差異。例如，γ-球蛋白的分子是球形分子，脫氧核糖核酸分子是線形分子。線形分子在不同條件下形狀有時(shí)也不一樣，有的是比較伸展的線條形，有的則是卷曲的無規(guī)則線團(tuán)。由于分子形狀不同，它們在運(yùn)動(dòng)中的相互干擾作用也不一樣。球形分子互相干擾少，而線形分子則互相干擾大，因此線形分子的粘度就大。

　　高分子化合物粒子具有許多親溶劑基團(tuán)，質(zhì)點(diǎn)表面結(jié)合著一層溶劑。溶劑化后的粒子在溶液中成為一個(gè)運(yùn)動(dòng)單體，降低了運(yùn)動(dòng)速度，影響了溶液的粘度。

　　當(dāng)高分子化合物為電解質(zhì)時(shí)，粒子帶有電荷。例如蛋白質(zhì)類高分子化合物，由于含有酸性基團(tuán)（-COOH）和堿性基團(tuán)（-NH2），在水溶液中，因溶液PH值的差異，蛋白質(zhì)大分子可以帶正電荷或負(fù)電荷。

　　大分子的這些特性，往往影響到高分子化合物溶液的性質(zhì)。

　　二、高分子化合物溶液的性質(zhì)

　　高分子化合物溶液中，溶質(zhì)和溶劑有較強(qiáng)的親和力，兩者之間有沒有界面存在，屬均相分散系。由于在高分子溶液中，分散質(zhì)粒子已進(jìn)入膠體范圍（1-100nm），因此，高分子化合物溶液也被列入膠體體系。它具有膠體體系的某些性質(zhì)，如擴(kuò)散速度小，分散質(zhì)粒子不能透過半透膜等，但同時(shí)也具有自己的特征。

　�。ㄒ唬┓�(wěn)定性

　　高分子化合物溶液屬均相分散系，可長期放置而不沉淀。在穩(wěn)定性方面它與真溶液相似。

　　另外，由于高分子化合物具有許多親水基團(tuán)（如-OH，-COOH，-NH2等），當(dāng)其溶解在水中時(shí)，其親水基團(tuán)與水分子結(jié)合，在高分子化合物表面形成了一層水化膜，使分散質(zhì)粒子不易靠近，增加了體系的穩(wěn)定性。

　�。ǘ�）粘度

　　液體的一部分流過其他一部分所受到的阻力叫粘度。高分子化合物溶液的粘度比一般溶液或溶膠大得多，高分子化合物溶液的高粘度與它的特殊結(jié)構(gòu)有關(guān)。

　　高分子化合物常形成線形、枝狀或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這種伸展著的大分子在溶劑中的行動(dòng)困難，枝狀、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)牽制溶劑，使部分液體失去流動(dòng)性，自由液體量減少，故表現(xiàn)為高粘度。由于粘度與粒子的大小、形狀及溶劑化程度直接相關(guān)，所以測定蛋白質(zhì)溶液的粘度就能推知蛋白質(zhì)分子的形狀和大小。

　�。ㄈ�）鹽析

　　鹽析作用在高分子化合物溶液中，加入足夠量的中性鹽時(shí)，可使高分子化合物從溶液中析出，這就是鹽析作用。使一升溶液出現(xiàn)鹽析現(xiàn)象所需中性鹽的最小量稱鹽析濃度，單位為mol·L^-1。鹽析濃度一般都比較大，如血漿中各種蛋白質(zhì)鹽析所需的鹽一般不少于1.3-2.5mol·L^-1。

　　鹽析效應(yīng)的特點(diǎn)是，同價(jià)同符號的不同離子，對鹽析效應(yīng)的能力不一樣。

　　已發(fā)現(xiàn)各種鹽的鹽析能力，其陰離子的能力有如下次序：

　　1/2SO₄^2-＞OAc^-＞CL^-＞NO₂^-＞Br^-＞I^-＞CNS^-

　　其陽離子則有如下次序：

　　Li⁺＞Na⁺＞K⁺＞NH₄⁺＞1/2Mg²⁺

　　鹽析作用的實(shí)質(zhì)，主要是高分子化合物與溶劑（水）間的相互作用被破壞，鹽的加入使高分子化合物分子脫溶劑化。鹽的加入還使一部分溶劑（水）與它們形成溶劑（水）化離子，致使這部分溶劑（水）失去溶解高分子化合物的性能。溶劑（水）被電解質(zhì)奪去，高分子化合物沉淀析出。所以鹽類的水化作用越強(qiáng)，其鹽析作用也越強(qiáng)。上述離子鹽析能力順序，實(shí)質(zhì)上反映了離子水化程度大小的次序。醫(yī)學(xué)全在線www.med126.com

　　分段鹽析鹽析時(shí)，相對分子質(zhì)量大的蛋白質(zhì)比相對分子質(zhì)量小的蛋白質(zhì)更容易沉淀。利用這一原理可以用不同濃度的鹽溶液使蛋白質(zhì)分段析出加以分離。例如，(NH4)2SO4使血清中球蛋白鹽析的濃度是2.0mol·L^-1，清蛋白鹽析濃度是3-35mol·L^-1。在血清中加(NH4)2SO4達(dá)一定量，則球蛋白先析出，濾去球蛋白，再加(NH4)2SO4則可使清蛋白析出，這個(gè)過程叫分段鹽析。

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