Сборка мембран

Сборка мембран происходит в соответствии с теми же принципами, что и их разборка. Если содержание детергента в смешанных мицеллах уменьшать, то стремление солюбилизированных в них молекул к мембранному типу упаковки заставит ми­целлы сливаться друг с другом и в какой-то момент, когда оставшегося детергента станет уже недостаточно для сохранения высокой кривизны поверхности в укрупнившихся мицеллярных агрегатах, они превращаются в мембранные структуры.

Таким образом, процессы солюбилизации и рекон­струкции мембраны зеркально симметричны в смысле обратимости превращений, происходящих при изме­нении содержания детергента в смеси. Более того, они протекают самопроизвольно, если концентрация де­тергента становится выше или ниже определенного предела. Затруднения в процессе реконструкции может вызвать лишь выбор метода удаления детергента из имеющегося солюбилизата.

Существует широкий набор различных способов удаления детергентов. Выбор подходящего способа определяется задачами реконструкции, а так­же типом детергента, который необходимо удалить.

Чаще всего используются четыре основных способа удаления детергента:

ü диализ (освобождение коллоидных растворов и растворов высокомолекулярных веществ от растворённых в них низкомолекулярных соединений при помощи полупроницаемой мембраны. При диализе молекулы растворенного низкомолекулярного вещества проходят через мембрану, а неспособные диализировать (проходить через мембрану) коллоидные частицы остаются за ней.),

ü гель-фильтрация,

ü силь­ное разбавление солюбилизата,

ü адсорбция детергента на гидрофобных полимерах.

Самый простой способ – это удаление детергента с помощью диализа через полупроницаемую целлофа­новую мембрану. Поскольку молекулы детергента до­статочно малы, чтобы пройти через поры диализной мембраны, а концентрация его мономеров в воде, зави­сящая от ККМ, сравнительно высока, то детергент по­степенно переходит из солюбилизата в диализующий раствор. При этом его содержание в смешанных ми­целлах уменьшается и, когда оно становится достаточ­но низким, мицеллы трансформируются в мембранные структуры. Этот способ хорош для детергентов с высо­кой критической концентрацией мицеллообразования. Но неионные детергенты с низкой ККМ при диализе удаляются не полно­стью. Другой недостаток этого метода состоит в его длительности, так как даже в лучшем случае удаление детергента может занять несколько суток.

Более быстрый способ основан на удалении детер­гента с помощью гель-фильтрации, когда солюбилизат пропускают через инертный гель, размер пор которого достаточно велик, чтобы удержать молекулы детерген­та, но мал по сравнению с образующимися мембран­ными частицами, которые свободно проходят между гранулами геля. Несмотря на быстроту, этот метод не всегда удобен в работе, особенно когда требуется про­вести реконструкцию большого количества образцов.

Еще быстрее, а фактически почти мгновенно ре­конструкцию можно осуществить методом быстрого разбавления. Для этого солюбилизат разводят боль­шим объемом не содержащей детергента среды, в ре­зультате чего содержание детергента в мицеллах резко падает ниже предельного уровня, которым определяет­ся момент начала формирования мембраны. Этот ме­тод универсален и годится для удаления практически любого детергента. Проблема лишь в том, что сам обра­зец при этом сильно разбавляется, да и детергент уда­ляется из мембраны далеко не полностью, что может отрицательно сказаться на качестве реконструирован­ного мембранного препарата.

С максимальной полнотой детергент может быть удален из мембраны путем его адсорбции на гидрофоб­ных полимерах. Этот способ особенно хорош для удале­ния остаточных количеств детергента из уже сформиро­вавшихся мембранных частиц. Однако для удаления детергента из исходного солюбилизата он малопригоден, так как на начальных стадиях реконструкции уда­ление детергента может сопровождаться адсорбцией значительных количеств белка и липида на полимере. Поэтому обычно этот метод используют в комбинации с другими способами на конечной стадии удаления де­тергента.

Дата добавления: 2015-06-30