Читайте также:
|
К лиофильным коллоидным растворам относятся растворы поверхностно-активных веществ (ПАВ) и высокомолекулярных соединений (ВМС) в «хороших» растворителях.
Характерной особенностью строения ПАВ, а также некоторых ВМС является дифильность, т.е. наличие в молекуле гидрофильного и гидрофобного фрагментов. При малых концентрациях дифильных молекул в воде они образуют истинные растворы, но дифильные молекулы в этих растворах находятся, главным образом, в поверхностном слое, образуя мономолекулярный слой, при этом происходит резкое снижение поверхностного натяжения раствора ПАВ с увеличением его концентрации до определенного значения. В растворах таких соединений с повышением концентрации до критической концентрацией мицеллообразования (ККМ), могут самопроизвольно образоваться мицеллы – агрегаты из ориентированных молекул. Мицеллообразование - процесс, аналогичный фазовому переходу от истинного раствора ПАВ к ассоциированному состоянию в мицеллах; при этом мицеллообразование идет самопроизвольно. В области ККМ резко меняются поверхностные и объемные свойства растворов. Методы определения ККМ основаны на резком изменении физико-химических свойств растворов ПАВ в области ККМ. В лиофильных коллоидных растворах ПАВ при концентрациях, равных ККМ и более высоких, имеет место равновесие: истинный раствор коллоидный раствор. Таким образом, ККМ является границей появления растворенного вещества в коллоидном состоянии, то есть образования коллоидного раствора. Способностью к мицеллообразованию обладают не все поверхностно активные вещества, а только те, которые имеют оптимальную величину гидрофильно-липофильного баланса (ГЛБ) (характеризует эффективность любого эмульгатора) для данного растворителя. Величину ГЛБ находят по групповым числам атомных группировок, входящих в молекулу поверхностно-активного вещества. Групповые числа отражают сродство данной группировки к воде. В водных растворах к мицеллообразующим соединениям относятся соли жирных и желчных кислот, синтетические моющие вещества, фосфолипиды, гликолипиды и другие вещества.
В зависимости от свойств дисперсионной среды из молекул ПАВ могут формироваться мицеллы с различной структурой. Важнейшее свойство мицелл заключается в том, что они имеют высокоорганизованную внутреннюю структуру. При этом в соответствии с правилом выравнивания полярностей сопрокасающихся фаз дифильные молекулы ПАВ, образуя мицеллу, ориентируются так, чтобы поверхность мицеллы по полярности была близка дисперсионной среде. В прямых мицеллах неполярные части молекул поверхностно-активных веществ (обычно углеводородные цепи) располагаются во внутренней части мицеллы. Они образуют так называемое ядро прямой мицеллы. Наружную часть мицеллы называют оболочкой. В прямой мицелле оболочка образована полярными группами. При такой структуре полярные группы молекул ПАВ обращены в сторону полярной дисперсионной среды (водный раствор), а неполярные (гидрофобные) группы экранируются полярной оболочкой от прямого контакта с водой. В обратных мицеллах расположение ПАВ диаметрально противоположно по сравнению с прямыми мицеллами. Ядро обратной мицеллы состоит из полярных групп, а в сторону неполярной дисперсионной среды обращены углеводородные цепи. Такое строение обратных мицелл также соответствует правилу выравнивания полярностей. С повышением концентрации ПАВ форма мицелл изменяется от сферической до пластинчатой. Когда весь объем раствора занимают мицеллярные структуры, раствор теряет текучесть и превращается в гель. Среди поверхностно-активных веществ, встречающихся в живом организме, к формированию бислоя в водных системах наиболее способны фосфо- и сфинголипиды, гидрофобный фрагмент которых состоит из двух углеводородных радикалов («двухвостые» молекулы).
Молекулы этих биосубстратов даже при очень низких концентрациях всегда образуют бислой, из которого самопроизвольно образуются пластин-чатые мицеллы, а при увеличении их концентрации образуется ламеллярная фаза (объемная упорядоченная многослойная структура). При встряхивании или перемешивании таких коллоидных растворов, особенно под действием ультразвука, в них возникают замкнутые бислойные микрокапсулы (полости), содержащие воду. Такие структуры называют липосомами, они бывают простыми и сложными. Липосомы – замкнутые пузырьки воды, окруженные двумя или несколькими слоями фосфолипидов или сфинголипидов.
Способы включения различных веществ в липосомы: 1. Водорастворимые вещества включаются во внутренний водный объем липосомы. 2. Наличие в биослое достаточно протяженной углеводородной области позволяет вводить в него гидрофобные молекулы.
Липосомы используются в качестве:
Ø модели для изучения мембран;
Ø носители лекарств.
Преимущества применения липосом:
1. имеют сродство к природным мембранам. Не вызывают защитных и аллергических реакций организма. 2. Легко разрушаются в организме, образуя вещества, лишенные свойства антигена.
3. Универсальность. Липосомальная терапия применяется при лечении онкологических, инфекционных заболеваний, диабета и ряда других заболеваний.
Дата добавления: 2014-11-24; просмотров: 318 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |