Hóa lý – Hóa keo và tính thấm của tế bào và mô.

Hóa lý – Hóa keo và tính thấm của tế bào và mô.Chương 3: Hóa lý – Hóa keo và tính thấm của tế bào và mô. Các phương pháp nghiên cứu tính thấm: Phương pháp thể tích: Theo dõi động học sự thay đổi thể tích tế bào khi để chúng ở các dung dịch có nồng độ khác nhau (đẳng, ưu, nhược trương) và quá trình phục hồi thể tích khi cho về dung dịch thường. Phương pháp cụ thể: Ly tâm dịch tế bào, xác định thể tích bằng hồng cầu kế Xác định sự thay đổi độ trong suốt của tế bào bằng trắc quang Nghiên cứu thay đổi chiết suất tế bào Áp dụng: Các đối tượng lớn, độ bền cao. Ko nghiên cứu các chất ít thấm vào tế bào. Sử dụng chất màu, chất chỉ thị màu: Quan sát dưới kính hiển động học sự tích lũy chất màu vào tế bào, chất chỉ thị cho phép nghiên cứu sự thấm của acid hay base. Nhược điểm: Nồng độ chất màu nhỏ  khó phát hiện Nồng độ cao  các chất độc Phụ thuộc nhiều yếu tố: tính thấm, liên kết với protein, a.a… Phân tích hóa học: Phân tích vi lượng các thành phần trong tế bào  Khách quan, chính xác Khó khăn: Đối tượng nghiên cứu nhỏ, phức tạp Sử dụng đồng vị phóng xạ: Biết đc sự vận chuyển vật chất qua màng bằng đồng vị. Độ chính xác cao, ko gây biến đổi bất thường cho đối tượng. Sự thẩm thấu, áp suất thẩm thấu: Thẩm thấu: Các phân tử dung môi khuếch tán (qua màng bán thấm) từ: Dung môi vào dung dịch Dung dịch nồng độ thấp  cao ASTT: Áp suất đặt lên dd để dung môi ko đi vào dd qua màng bán thấm. Với dd loãng: π = iCRT Dd phân tử, dd keo nồng độ thấp  ASTT nhỏ. Vận chyển thụ động: Là quá trình vận chuyển vật chất xuôi chiều gradien tổng (nồng độ, thẩm thấu, điện hóa) và ko tốn năng lượng. Vận chuyển tích cực: Hệ thống sống có sự phân bố không đều các chất giữa môi trường và nội bào. Vctc là quá trình đưa các chất vào tế bào ngược chiều gradien và tiêu tốn năng lượng, có sự tham gia của các protein mang Phụ thuộc trạng thái sinh lý của tế bào và bản chất từng chất. Nghiên cứu tính thấm da ếch: Chuẩn bị túi da ếch Mỗi nhóm bắt hai con ếch, dùng kim chọc tủy cho ếch bất động. Cẩn thận lột lấy da của bốn bắp chân ếch sao cho không bị thủng để làm các túi da ếch. Dùng 2 chiếc, một để nguyên, chiếc kia lộn ngược lại cho biểu mô vào trong rồi ngâm vào dung dịch sinh lí cho da ếch giữ nguyên trạng thái sinh lý bình thường. Hai chiếc còn lại làm như trên nhưng ngâm trong cồn 96o với thời gian là 20 phút nhằm giết chết da ếch. Dùng chỉ buộc một đầu của túi da ếch đã chuẩn bị trên vào các ống thủy tinh hình trụ, còn đầu kia buộc túm lại. Cho dung dịch sinh lí vào túi để kiểm tra xem túi có bị rò rỉ không. Nếu không, đổ dung dịch sinh lí đi rồi cho dung dịch xanh methylen 0.05% vào và nhúng các túi này vào cốc đựng một lượng dung dịch sinh lí bằng nhau. Chú ý sao cho mức xanh methylen trong túi cao bằng mức dung dịch sinh lí trong cốc. Quan sát Định nghĩa, phân loại hệ keo: Hệ keo (hệ phân tán): Vật chất ở trạng thái phân tán cao với kích thước hạt cỡ nm µm. Pha phân tán: Hạt phân tán tạo thành pha riêng tchat khác với môi trường xung quanh. Dd keo = Pha phân tán + Mt phân tán Dd keo là hệ dị thể. Phân loại hệ keo: Theo kích thước hạt Trạng thái tập hợp: Mt lỏng: Huyền phù (RL) Nhũ tương (LL) Bọt (KL) Mt rắn: Keo rắn (RR) Vật xốp (LR, KR) Sol khí Tương tác hạt: Hệ phân tán TD: Có tính chảy, các hạt ko tiếp xúc Đơn phân tán Đa phân tán Hệ phân tán kết dính: Các hạt lk bằng lực phân tử  Hình thành mạng lưới KG. Tính chất hệ keo, hệ cao phân tử: Ko tách đc bằng lọc sứ, có thể tách bằng siêu ly tâm Khuếch tán chậm Sa lắng TD Tán xạ as Diện tích bề mặt lớn Đông tụ keo (T, pH, C muối, hợp chất HC) Khuếch tán, sa lắng, ly tâm và ứng dụng Khuếch tán: Định luật Fix: dmdt = DSdCdx D là hệ số khuếch tán Khí lý tưởng: D = 13 λU λ: quãng đường tự do trung bình U: tốc độ tb của phân tử khí Hạt keo: D = kTB=kT6πηr Sa lắng: Sự lắng đọng của hạt keo tương đối lớn dưới tác động của trọng trường. v tỉ lệ thuận: r2, d – d0 nghịch: η Điều kiện: Hạt dạng cầu, ko solvat hóa, độc lập, ko tạo LK Kích thước: 105 – 102 cm Ly tâm: Pha phân tán cỡ µm gần như bền động học, sa lắng diễn ra chậm Do v ~ g  tăng g bằng ly tâm  tăng tốc độ sa lắng Ứng dụng: Chịu Phân loại hiện tượng điện động học: Điện di: Hạt keo cđ dưới tác dụng của điện trường Điện thẩm: Nt, dung môi cđ Điện thế sa lắng: Điện thế xuất hiện ở các lớp khác nhau khi hạt keo sa lắng Điện thế dòng chảy: Xuất hiện khi dung môi cđ trong mao quản Điện tích bề mặt. Cấu trúc lớp điện kép. Dzeta điện thế. Điện tích trên bề măt do: Ion hóa nhóm phân ly Hấp thụ ion của mt lên bề mặt pha pt Lớp điện tích kép: Ion tạo thế: Sự ion hóa hay hấp thụ ion lên bề mặt rắn Ion dối: Ion ngược dấu đc chuyển vào hay tồn tại trong dd Hê = Hạt keo + dd  trung hòa về điện Bề mặt hạt keo và dd cùng điện tích nhưng ngc dấu Tích điện, hấp thụ phân tử X Chuyển dộng nhiệt Dzeta điện thế: Hạt keo cđ kéo theo các hạt trên bề mặt cđ  Mặt phân cách hạt keo – mt xuất hiện điện thế (dzeta điện thế) Vi điện di, chuẩn bị buồng vi điện di. Ứng dụng hiện tượng điện động Dùng xác định thế điện động trên bề mặt hạt có kích thước nhỏ: Tế bào, vk, hồng cầu… Chuẩn bị: Chịu Ứng dụng hiện tượng điện động: Tách chiết Phân tích hỗn hợp protein, DNA Nghiên cứu tính di động của hạt, tb trong điện trường Tăng tdụng của thuốc Giải thích cơ chế tập trung BC…  

Chương 3: Hóa lý – Hóa keo và tính thấm của tế bào và mô.

1 Các phương pháp nghiên cứu tính thấm:

a Phương pháp thể tích:

 Theo dõi động học sự thay đổi thể tích tế bào khi để chúng ở các dung dịch có nồng độ khác nhau (đẳng, ưu, nhược trương) và quá trình phục hồi thể tích khi cho về dung dịch thường

 Phương pháp cụ thể:

Ly tâm dịch tế bào, xác định thể tích bằng hồng cầu kế

Xác định sự thay đổi độ trong suốt của tế bào bằng trắc quang

Nghiên cứu thay đổi chiết suất tế bào

 Áp dụng:

 Các đối tượng lớn, độ bền cao

 Ko nghiên cứu các chất ít thấm vào tế bào

b Sử dụng chất màu, chất chỉ thị màu:

 Quan sát dưới kính hiển động học sự tích lũy chất màu vào tế bào, chất chỉ thị cho phép nghiên cứu sự thấm của acid hay base

 Nhược điểm:

Nồng độ chất màu nhỏ  khó phát hiện

Nồng độ cao  các chất độc

Phụ thuộc nhiều yếu tố: tính thấm, liên kết với protein, a.a…

c Phân tích hóa học:

 Phân tích vi lượng các thành phần trong tế bào  Khách quan, chính xác

 Khó khăn: Đối tượng nghiên cứu nhỏ, phức tạp

d Sử dụng đồng vị phóng xạ:

 Biết đc sự vận chuyển vật chất qua màng bằng đồng vị

 Độ chính xác cao, ko gây biến đổi bất thường cho đối tượng

2 Sự thẩm thấu, áp suất thẩm thấu:

 Thẩm thấu: Các phân tử dung môi khuếch tán (qua màng bán thấm) từ:

Dung môi vào dung dịch

Dung dịch nồng độ thấp  cao

 ASTT: Áp suất đặt lên dd để dung môi ko đi vào dd qua màng bán thấm

 Với dd loãng: π = iCRT

 Dd phân tử, dd keo nồng độ thấp  ASTT nhỏ

 Vận chyển thụ động: Là quá trình vận chuyển vật chất xuôi chiều

gradien tổng (nồng độ, thẩm thấu, điện hóa) và ko tốn năng lượng

 Vận chuyển tích cực:

 Hệ thống sống có sự phân bố không đều các chất giữa môi trường

và nội bào

 Vctc là quá trình đưa các chất vào tế bào ngược chiều gradien và tiêu tốn năng lượng, có sự tham gia của các protein mang

 Phụ thuộc trạng thái sinh lý của tế bào và bản chất từng chất

3 Nghiên cứu tính thấm da ếch:

 Chuẩn bị túi da ếch

Mỗi nhóm bắt hai con ếch, dùng kim chọc tủy cho ếch bất động Cẩn thận lột lấy da của bốn bắp chân ếch sao cho không bị thủng để làm các túi da ếch

Dùng 2 chiếc, một để nguyên, chiếc kia lộn ngược lại cho biểu mô vào trong rồi ngâm vào dung dịch sinh lí cho da ếch giữ nguyên trạng thái sinh lý bình thường Hai chiếc còn lại làm như trên nhưng ngâm trong cồn 96o với thời gian

là 20 phút nhằm giết chết da ếch

Dùng chỉ buộc một đầu của túi da ếch đã chuẩn bị trên vào các ống thủy tinh hình trụ, còn đầu kia buộc túm lại Cho dung dịch sinh lí vào túi

để kiểm tra xem túi có bị rò rỉ không Nếu không, đổ dung dịch sinh lí đi rồi cho dung dịch xanh methylen 0.05% vào và nhúng các túi này vào cốc đựng một lượng dung dịch sinh lí bằng nhau

Chú ý sao cho mức xanh methylen trong túi cao bằng mức dung dịch sinh lí trong cốc

 Quan sát

4 Định nghĩa, phân loại hệ keo:

 Hệ keo (hệ phân tán): Vật chất ở trạng thái phân tán cao với kích thước hạt cỡ nm - µm

Pha phân tán: Hạt phân tán tạo thành pha riêng t/chat khác với môi trường xung quanh

Dd keo = Pha phân tán + Mt phân tán

Dd keo là hệ dị thể

 Phân loại hệ keo:

 Theo kích thước hạt

 Trạng thái tập hợp:

 Mt lỏng:

 Huyền phù (R/L)

 Nhũ tương (L/L)

 Bọt (K/L)

 Mt rắn:

 Keo rắn (R/R)

 Vật xốp (L/R, K/R)

 Sol khí

 Tương tác hạt:

 Hệ phân tán TD: Có tính chảy, các hạt ko tiếp xúc

 Đơn phân tán

 Đa phân tán

 Hệ phân tán kết dính: Các hạt lk bằng lực phân tử  Hình thành mạng lưới KG

 Tính chất hệ keo, hệ cao phân tử:

 Ko tách đc bằng lọc sứ, có thể tách bằng siêu ly tâm

 Khuếch tán chậm

 Sa lắng TD

 Tán xạ a/s

 Diện tích bề mặt lớn

 Đông tụ keo (T, pH, C muối, hợp chất HC)

5 Khuếch tán, sa lắng, ly tâm và ứng dụng

 Khuếch tán:

Định luật Fix: = - DS

D là hệ số khuếch tán

Khí lý tưởng: D = λU

λ: quãng đường tự do trung bình

U: tốc độ tb của phân tử khí

Hạt keo: D =

 Sa lắng:

 Sự lắng đọng của hạt keo tương đối lớn dưới tác động của trọng trường

 v tỉ lệ thuận: r2, d – d0

 nghịch: η

 Điều kiện:

 Hạt dạng cầu, ko solvat hóa, độc lập, ko tạo LK

 Kích thước: 10-5 – 10-2 cm

 Ly tâm:

 Pha phân tán cỡ µm gần như bền động học, sa lắng diễn

ra chậm

 Do v ~ g*  tăng g* bằng ly tâm  tăng tốc độ sa lắng

 Ứng dụng: Chịu

6 Phân loại hiện tượng điện động học:

 Điện di: Hạt keo cđ dưới tác dụng của điện trường

 Điện thẩm: Nt, dung môi cđ

 Điện thế sa lắng: Điện thế xuất hiện ở các lớp khác nhau khi hạt keo sa lắng

 Điện thế dòng chảy: Xuất hiện khi dung môi cđ trong mao quản

7 Điện tích bề mặt Cấu trúc lớp điện kép Dzeta điện thế

 Điện tích trên bề măt do:

Ion hóa nhóm phân ly

Hấp thụ ion của mt lên bề mặt pha pt

 Lớp điện tích kép:

Ion tạo thế: Sự ion hóa hay hấp thụ ion lên bề mặt rắn

Ion dối: Ion ngược dấu đc chuyển vào hay tồn tại trong dd

Hê = Hạt keo + dd  trung hòa về điện

Bề mặt hạt keo và dd cùng điện tích nhưng ngc dấu

Tích điện, hấp thụ phân tử X Chuyển dộng nhiệt

 Dzeta điện thế:

 Hạt keo cđ kéo theo các hạt trên bề mặt cđ  Mặt phân cách hạt keo – mt xuất hiện điện thế (dzeta điện thế)

8 Vi điện di, chuẩn bị buồng vi điện di Ứng dụng hiện tượng điện động

 Dùng xác định thế điện động trên bề mặt hạt có kích thước nhỏ: Tế bào, vk, hồng cầu…

 Chuẩn bị: Chịu

 Ứng dụng hiện tượng điện động:

 Tách chiết

 Phân tích hỗn hợp protein, DNA

 Nghiên cứu tính di động của hạt, tb trong điện trường

 Tăng t/dụng của thuốc

 Giải thích cơ chế tập trung BC…