Иммобилизованные соединения
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮГОУ ВПО «Кемеровский Государственный Университет»Химический факультетКафедра химии твёрдого телаРефератИММОБИЛИЗОВАННЫЕ СОЕДИНЕНИЯВыполнил: студентка 4 курсагруппы Х-051(3)Тарасова К. В.Проверил: к.х.н., доцентЯкубик Д. Г.Кемерово 2008Иммобилизация – это закрепление вещества на поверхности носителя (матрицы).Методы иммобилизации:- Физическая мобилизация представляет собой включение вещества в такую среду, в которой для него доступной является лишь ограниченная часть общего объёма. При физической иммобилизации вещество не связано с носителем ковалентными связями. Существует 4 типа связывания:1. Адсорбция на нерастворимых носителях2. Включение в поры геля3. Пространственное отделение вещества от остального объёма реакционной системы с помощью полупроницаемой перегородки (мембраны)4. Включение в двухфазную среду, где вещество растворимо и может находиться только в одной из фазАдсорбционная иммобилизация является наиболее старым из существующих способов иммобилизации. Этот способ достаточно прост и достигается при контакте водного раствора фермента с носителем. После отмывки неадсорбированного вещества иммобилизованное соединение готово к использованию. Удерживание адсорбированной молекулы на поверхности носителя может обеспечиваться за счет неспецифических Ван-дер-ваальсовых взаимодействий, водородных связей, электростатических и гидрофобных взаимодействий между носителем и поверхностными группами вещества. Вклад каждого из типов связывания зависит от природы носителя и функциональных групп на поверхности. Взаимодействия с носителем могут быть настолько сильными, что адсорбция может сопровождаться разрушением структуры. Преимуществом метода адсорбционной иммобилизации является доступность и дешевизна сорбентов, выступающих в качестве носителей.Суть метода гелевой иммобилизации состоит в том, что молекулы включаются в трёхмерную сетку из тесно переплетённых полимерных цепей, образующих гель. Среднее расстояние между соседними цепями в геле меньше размера молекулы включенного соединения, поэтому оно не может покинуть полимерную матрицу и выйти в окружающий раствор, т. е. находится в иммобилизованном состоянии. Дополнительный вклад в удерживание соединения в сетке геля могут вносить также ионные и водородные связи между молекулами вещества и полимерными цепями. Пространство между полимерными цепями в геле заполнено водой, на долю которой приходится значительная часть всего объёма геля. Для иммобилизации соединений в геле существует два основных способа. При одном из них вещество помещают в водный раствор мономера, затем проводят полимеризацию, в результате чего образуется полимерный гель с включенными в него молекулами соединения. В реакционную смесь также добавляют сшивающие агенты, которые придают полимеру структуру трёхмерной сетки. В другом случае вещество вносят в раствор готового полимера, который переводят в гелевое состояние. Способ иммобилизации путем включения в полимерный гель обеспечивает равномерное распределение вещества в объёме носителя.Общий принцип иммобилизации с использованием мембран заключается в том, что водный раствор соединения отделяется от водного раствора субстрата полупроницаемой перегородкой. Такая мембрана легко пропускает небольшие молекулы субстрата, но непреодолима для больших молекул вещества. Модификации этого метода различаются лишь способами получения полупроницаемой мембраны и её природой.При иммобилизации соединений с использованием систем двухфазного типа ограничение свободы перемещения вещества в объёме системы достигается благодаря его способности растворяться только в одной из фаз.- Отличительным признаком химических методов иммобилизации является то, что путем химического взаимодействия на структуру вещества в его молекуле создаются новые ковалентные связи между веществом и носителем. Это обеспечивает высокую прочность образующегося конгъюгата. Хотя этот процесс оказывается на практике достаточно сложным. Поэтому чаще всего применяются методы физической иммобилизации.Хорошо известно, что в целом ряде производственных процессов -- в электронной и полупроводниковой технике, металлургии, при изготовлении ион-селективных электродов, легировании полупроводников и др., весьма важную роль играют ионообменные процессы с участием ионов различных металлов, протекающие при контакте между твердой фазой и жидким раствором. Характерны они и для ряда природных процессов, в частности при изоморфном замещении ионов в кристаллической структуре минералов, метаморфических их превращениях, миграции радиоактивных и токсичных химических элементов в земной коре. Будучи частным случаем сорбции, ионный обмен, в сущности, является решающим в процессах извлечения тех же ионов металлов из сточных вод и отработанных технологических растворов с использованием самых разнообразных сорбционных систем -- как неорганических, так и органических.В большинстве случаев ионообменная сорбционная система олицетворяет собой как бы симбиоз двух начал - вещества, непосредственно участвующего в процессе ионного обмена (сорбента), и вещества, выполняющего либо функцию среды, в которой с той или иной степенью равномерности распределен сорбент (наполнитель), либо поверхности, на которой нанесен слой этого сорбента (подложка). (Нередко, впрочем, термин "сорбент" применяют для обозначения сорбционной системы в целом, а не только вещества, непосредственно участвующего в ионном обмене.) Системы второй из указанных разновидностей в химии весьма часто называют имплантатами.К числу подобных объектов, представляющих значительный теоретический и практический интерес, принадлежат сорбционные системы с иммобилизацией сорбента, где он с той или иной степенью жесткости зафиксирован в каком-либо полимерном массиве. Изучение физико-химических процессов в этих системах относится к числу сравнительно молодых разделов химической науки, и хотя становление и
Другие файлы:
Иммобилизованные микроорганизмы и их применение
Виды носителей для иммобилизации клеток и ферментов. Иммобилизованные культуры и возможность их применения в различных отраслях. Типы реакторов с испо...
Иммобилизованные ферменты
Книга посвящена методам иммобилизации ферментов, т.е. закрепления их на полимерных матрицах, что приводит к стабилизации активности ферментов и превра...
Синтез комплексных соединений металлов платиновой группы. Справочник
Сборник содержит описание синтезов комплексных соединений металлов платиновой группы. Включает в себя разделы: соединения платины с валентностями (II)...
Разъемные соединения
Способы соединения деталей и сборочных единиц. Разъемные соединения: подвижные и неподвижные. Достоинства резьбовых соединений. Назначение крепежной,...
Органическая химия
В основу построения учебника положен принцип классификации органических соединений по функциональным группам. В учебнике широко используются электронн...
