ХИМИЯ КРЕМНЕЗЕМА

Применение в биологических исследованиях, измерение градиента плотности

Коллоидный кремнезем находит применение как плотная среда для разделения биологических материалов методом центрифугирования. Пертофт [729] сообщил об использовании в своих исследованиях смеси коллоидного кремнезема лю­докс-HS с полиэтиленгликолем, имевшим молекулярную массу 300—3700, в трис-буферном растворе при рН 7,5 по мере того, как изменялись градиент плотности раствора в центрифуге и степень выделения вируса. Этот общепринятый метод был описан Пертофтом и Лаурентом [730]. Неповрежденные об­разцы хлоропласта также разделялись в растворах людокса Литлтоном [731]. Моргентхалер и др. [732, 733] использовали людокс-АМ —■ модифицированный алюминатом золь кремне­зема, который стабилен в нейтральной среде и имеет меньшую тенденцию образовывать комплексы с водородными связями с некоторыми видами белка. Полиэтиленгликоли оказывали некоторое воздействие на систему, вероятно, из-за конкури­рующих эффектов образования водородных связей с другими группами.

Наблюдались некоторые структурные изменения при раз­делении клеток крови в среде коллоидного кремнезема [734]. Добавление поливинилпирролидона (ПВП) в качестве конку­рирующего с кремнеземом агента, образующего водородные связи, очевидно, предотвращает взаимодействие кремнезема с клетками крови [735] 1

В своем первоначальном исследовании, предназначенном для определения градиента плотности среды в растворе, Ма - тейко и Копак [736] нашли, что коллоидный кремнезем — единственно подходящий материал. Почти через четверть века еще раз было подтверждено, что кремнезем пригоден для таких исследований [737а]. Однако коллоидный кремнезем еще имел тот недостаток, что показывал относительно слабое взаимодействие с биологическим материалом во всей области значений рН и не был способен удержать освобождаемый орга­нический полимер. Недостаток, очевидно, удалось устранить путем разработки специально составленного для такой задачи типа кремнезема (марка Percoll) [7376], который представлял собой комбинацию коллоидного кремнезема людокс-HS (диа­метр частиц 17 нм) и поливинилпирролидона. В этом образце поверхность частиц кремнезема была покрыта монослоем адсорбированных молекул полимера. Соответствие выбранной молекулярной массы полимера, оптимальное соотношение между размером молекулы полимера и площадью поверхности кремнезема и значение рН, равное 8,8, явились, вероятно, необходимыми факторами, позволившими достичь такой хоро­шей стабильности полученного концентрированного золя, что его удалось стерилизовать посредством автоклавной обра­ботки [737в—737д].

Эксперименты, выполненные Волффом и Пертофтом [737е], показали, что ПВП не вытесняется с поверхности кремнезема при воздействии полиэтиленгликоля с молекулярной массой 4000, который, как известно, также способен прочно связы­ваться с поверхностью кремнезема. Другим интересным свой­ством выбранной системы является то, что этот состав гораздо меньше подвержен гелеобразованию или коагуляции в присут­ствии солей, чем исходный немодифицированцый кремнезем, и образец несет на поверхности лишь малый по величине ионный заряд или же такой заряд оказывается экранирован­ным [7376].

Использование силикагеля в качестве питательной среды рассматривается в гл. 7, поскольку такие кремнеземы приго­товляются иным способом. Там же будут представлены и кол­лоидные кремнеземы, применяемые как питательная среда.