ПОВЕРХНОСТНЫЕ СВОЙСТВА НАНЕСЕННЫХ СЛОЕВ ХИМИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ЖЕЛАТИНЫ | Харлов А.Е., Левачев С.М., Ямпольская Г.П., Измайлова В.Н. | (Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова, Химический факультет, кафедра коллоидной химии)

Поиск:

Cекция "Xимия, экология и рациональное природопользование"

ПОВЕРХНОСТНЫЕ СВОЙСТВА НАНЕСЕННЫХ СЛОЕВ
ХИМИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ЖЕЛАТИНЫ

Харлов А.Е., Левачев С.М., Ямпольская Г.П., Измайлова В.Н.
(Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова, Химический факультет, кафедра коллоидной химии)

Одним из путей регулирования свойств желатины, широко используемого белка в пищевой, фармакологической, фотографической промышленности является ковалентное присоединение к макромолекулам гидрофобных радикалов (остатков жирных кислот). Такое изменение белка повышает его способность к адсорбции на различных границах раздела фаз, что приводит к повышению стабильности образующихся пен и эмульсий /1/.

В данной работе приведены результаты исследования нанесенных на жидкую субфазу (дистиллированная вода, раствор хлорида натрия 3М) слоев модифицированной желатины. Желатина (“Sigma”, средний молекулярный вес 100 тыс., тип А, содержание золы 0,3%) была химически модифицирована сложным эфиром лауриновой кислоты. Начальное соотношение белка к эфиру в реакционной смеси составляло 1г на 0,35 ммоль. Количество ковалентно связанных алкильных цепей (С₁₂) после химической модификации белка было определено методом TNBS (реакция между свободными аминогруппами остатков лизина с тринитробензолсульфоновой кислотой) /2,3/. Была получена желатина, в которой доля модифицированных лизиновых групп составляла 80-90% от их общего содержания в немодифицированной желатине.

Исследования зависимости двумерного давления (p, мН/м) от площади, занимаемой одной молекулой, (А, нм²) проводились на ванне Ленгмюра кругового типа (начальная площадь ванны 3,27Ч10^-2, конечная 1,4Ч10^-3м²) /4/. Получены изотермы сжатия-растяжения для нанесенных слоев модифицированной желатины. Показано, что основные параметры слоев модифицированной желатины зависят от количества нанесенного раствора белка. Обнаружено, что изотермы двумерного давления (p-А) имеют типичный, характерный для белковых монослоев вид жидких пленок с переходом от жидкорастянутого к жидкоконденсированному состоянию. С увеличением объема наносимого раствора белка (концентрация 0,3%) с 20 до 200 мкл увеличивается двумерное давление коллапса слоя с 3,2 до 12,2 мН/м, при этом величина площади, приходящейся на молекулу желатины, при которой начинается подъем изотермы двумерного давления (p-А) уменьшается с 20 до 3 нм². Такое поведение нанесенного слоя, по нашему мнению, может быть объяснено изменением структуры слоя. Малые площади на молекулу в сжатом слое достигаются при формировании крупных ассоциатов, состоящих из нескольких молекул желатины, при этом толщина слоя резко возрастает.

При нанесении 20мкл раствора модифицированной желатины на поверхность 3М раствора хлорида натрия и дальнейшем сжатии полученного слоя белка было обнаружено значительное увеличение двумерного давления (более чем в 6 раз по сравнению с водной подложкой), которое составило 20,1мН/м. При этом точка начала подъема изотермы двумерного давления достигала площади 82нм²на молекулу модифицированной желатины. Выявлено наличие плато на изотерме в области площадей 30-50нм² на молекулу, что соответствует двумерному давлению 6-7мН/м. Растворимость химически модифицированной желатины резко падает с увеличением концентрации электролита. В 3М растворе хлорида натрия модифицированная желатина практически нерастворима. Как известно, уменьшение растворимости макромолекул связано с изменением конформационного состояния полипептидных цепей. Таким образом, на подложке из раствора хлорида натрия поверхностно-активные молекулы модифицированной желатины характеризуются совершенно другими значениями гидрофильно-липофильного баланса.

Проведенные исследования показали, что введение электролита, так же как и изменение его концентрации в растворе может служить действенным механизмом в управлении поверхностно-активными свойствами модифицированной желатины.

Литература.
1. A.Kamyshny, O.Toledano, S.Magdassi.Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 13 (1999) 187-194.
2. A.I.S. Habeeb, Anal. Biochem.14/(1966) 328.
3. J. Adler-Nissen. Agric. Food. Chem. 27 (1977) 1256.
4.А.С.Фадеев, С.М.Левачев, Г.П.Ямпольская, В.М. Рудой, В.Н.Из-майлова / Коллоидный журнал, т. 61, № 5, 1999, с.558-566.
Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) № 98-03-33365^а.