1 Лекция "Гели." Кафедра общей и медицинской химии

вследствие образования внутренних структур
(частичная потеря агрегативной и кинетической устойчивости).

в их растворах могут развиваться структурные сетки, приводящие к отвердению

Молекулярная сеть (цитоскелет) гиалоплазмы

причем дисперсная фаза и дисперсионная среда не разделяются.
Схема объединения частиц

при коагуляции

при желатинировании

агар-агара, каучука и поглощают только те жидкости, которые сходны с

Хрупкие гели образуются коллоидными частицами SiO2, TiO2, SnO2, Fe2O3, V2O5 и имеют сильнопористую структуру с множеством узких жестких капилляров диаметром около 20-40 Å. При впитывании жидкости объем их практически не изменяется.

для построения каркаса в данном объеме
Застудневание при различных концентрациях:

– в 0.25% растворе
(в 20 раз меньшей концентрации!)


Повышение температуры

2. Температура

Понижение температуры способствует
студне- и гелеобразованию.

за много недель и даже месяцев.


Структурообразование в

3. Время

В зависимости от времени застудневания золи постепенно становятся все более и более вязкими, трудно текучими и, наконец, превращаются в твердообразные гели.

Физическое состояние геля SiO2

3% - желе

8% - плотный, можно резать ножом

14% - вполне твердый

22% - можно растереть в порошок

начале ряда, ускоряют застудневание;
Ионы, стоящие в конце ряда, замедляют

в изоэлектрической точке.

и массы.

полимера.

объем полимера,
m — масса,
V — объем набухшего образца.

Количественно набухание измеряется степенью набухания:

набухает ограниченно в холодной воде.

Каучуки (резины) ограниченно набухают в бензине.

набухания можно определить ИЭТ белка!
Набухание минимально в изоэлектрической точке белка!

Cs+.
Первые члены лиотропного ряда препятствуют набуханию
(поскольку сами

увеличивается в 10-20 раз и возникает давление набухания, достигающее иногда

k и n - константы, зависящие от природы высокомолекулярного вещества и растворителя;
с - концентрация сухого ВМС в набухающем студне.

Уравнение Позняка

существу, непрерывную среду, в которой могут передвигаться ионы различных электролитов.

KCl применяется , поскольку подвижности ионов К+ и CI- одинаковы и диффузионный потенциал практически равен нулю.

и поглощенной им жидкости.
Причина - часть поглощенной жидкости связана

большей плотностью;
пониженной температурой
замерзания (до –15°С и ниже);
потерей растворяющей
способности.

Структурированная
вода обладает

живых организмах и обеспечивает морозоустойчивость, поддерживает «водные запасы», определяет морфологические

В настоящее время развиваются представления о существовании «жидкокристаллических» фаз как основы многих жизненно важных процессов

Структура воды в организме приближается к структуре переохлажденной воды
(талая, «живая» вода).

действием анестетиков
приводит к наркозу.

Аналогичный эффект может быть достигнут

Доля связанной воды у младенца ~70%
и снижается к старости до 40 %.

механическом воздействии.
Резкое механическое воздействие на

в состоянии покоя исходные структуры восстанавливаются.
Тиксотропные свойства приписывают

коэффициент диффузии
электролитов снижается по сравнению с чистой водой в

Чем выше концентрация геля, тем меньше скорость диффузии.

Причина - в концентрированном геле резко возрастает извилистость пути, который должна совершать диффундирующая частица.

путем медленной диффузии, поэтому в студнях удается выращивать очень крупные

и перемешивания придает реакциям в студнях своеобразный характер - в

тем чередование дисков или колец становится более редким из-за постепенного

нитрата серебра диффундирует внутрь геля,

генерации нервных импульсов, мышечного сокращения, генерации биоритмов, образования почечных и

для электрофореза белков.

Особенно чувствительными в процессе диффузии в агаровом

а – идентичные
антигены;

б – различные
антигены

в – частичная
идентичность
(«родственность»).

упорядочением структуры с сохранением первоначальной формы, сжатием сетки и выделением

Система
до синерезиса

Cистема после синерезиса

из глины.
Значение гелей в промышленности

искусственная
кожа, резиновые изделия, пластики )
2. В производстве продовольственных товаров.

затем прорастают.
1. Почвенные коллоиды, находящиеся в состоянии гелей, обусловливают набухание

Значение гелей в сельском хозяйстве

различные вещества.
Гельфильтрация
Схема гельфильрации (крупные молекулы белка продвигаются по колонке

Зависимость расстояния, проходимого белком в тонком слое геля, от молекулярной массы

Значение гелей при химических анализах

которые замедляют рост волос после депиляции
Значение гелей и кремов в

Идеальное средство после депиляции - препараты с биологически активными веществами, которые расслабляют кожу и оказывают антисептическое действие.

определяется чередованием процессов набухания и обезвоживания

2. Живые организмы -

Значение гелей в живых организмах

рН в тканях
(воспаления, образование отеков при проникновении кислых жидкостей

4. Нарушение обмена веществ между клеткой и окружающей средой при старении приводит к синерезису
(вследствие снижения проницаемости клеточных мембран и цитоплазмы)

студню - оссеину.
Кости становятся к старости более хрупкими из-за роста

Падение в зрелом и пожилом возрасте
часто приводит к переломам костей.

виде растворов, но и в студнеобразном состоянии:
- протоплазма клеток
-

в отраженном виде.
Однако головной мозг исправляет искаженную картину .

Вообще мозг легко ко всему приспосабливается. Вздумай кто-нибудь неделями напролет стоять на голове, вскоре вместо перевернутых картинок он снова станет видеть нормальные, «поставленные на ноги», изображения.

и операционного поля

б) достаточно универсальны в применении (за счет сорбционных,

1. Использование гелей в качестве перевязочных материалов

Значение гелей в медицине

процессу, но и нередко ухудшают его течение:
- при

Современная хирургия отказалась от использования универсальных повязок.

В настоящее время используются раневые покрытия (повязки) :

гелем.

губки, тромбоциты активизируются и начинается процесс тромбообразования, заканчивающийся формированием фибринового

структуру белков крови при контакте приводит к быстрому вырабатыванию тромба

Широкий

активное воздействие на ткани раны за счет специфических свойств основы.

с
регулируемым высвобождением лекарственных веществ на основе гелей.
Терапевтические гелевые системы

В ненабухшем виде

В виде геля

Высвобождение лекарственных веществ идет со скоростью, примерно пропорциональной скорости набухания.

Высвобождение лекарственных
веществ зависит от таких факторов, как массообмен в месте приложения системы.

хрусталика глаза так, чтобы на ней фокусировался свет.

Сигналы от