CÁC HIỆN TƯỢNG ĐIỆN ĐỘNG HỌC LÝ SINH Y1 YDS

Microsoft PowerPoint Dien dong hoc Compatibility Mode CÁC HIỆN TƯỢNG ĐIỆN ĐỘNG HỌC MỞ ĐẦU Các tế bào, các tổ chức của hệ thống sống là 1 hệ keo dị thể, bao gồm nhiều pha khác nhau Khái niệm dung dịc. C HIỆN TƯỢNG ĐIỆN ĐỘNG HỌC C HIỆN TƯỢNG ĐIỆN ĐỘNG HỌC C HIỆN TƯỢNG ĐIỆN ĐỘNG HỌC C HIỆN TƯỢNG ĐIỆN ĐỘNG HỌC

CÁC HIỆN TƯỢNG ĐIỆN ĐỘNG HỌC

MỞ ĐẦU

Các tế bào, các tổ chức của hệ thống sống là 1 hệ keo dị thể, bao gồm nhiều pha khác nhau

Khái niệm: - dung dịch, dung môi và chất hòa tan

- hệ dị thể, pha phân tán & môi trường phân tán

1 Đặt vào hệ 1 điện trường không đổi
xuất hiện sự chuyển động của các pha trong hệ

2 Khi các pha trong hệ chuyển động cơ học
tạo nên 1 điện thế trong hệ

Các hiện tượng điện động học xuất hiện khi:

I PHÂN LOẠI CÁC HIỆN TƯỢNG ĐIỆN ĐỘNG HỌC

3 Điện thế chảy

Xuất hiện khi chất lỏng chuyển động do tác dụng của áp suất thuỷ tĩnh qua các mao quản, hoặc qua các lỗ mà thành lỗ mang điện tích
sự chuyển động của môi trường phân tán tạo nên 1 điện thế trong hệ

Đây là hiện tượng ngược với hiện tượng điện thẩm

P

II BẢN CHẤT ĐIỆN THẾ ĐỘNG

1 Nguồn gốc điện tích bề mặt.

Việc xuất hiện của điện thế động có liên quan tới sự tồn tại của các điện tích tự

do trên bề mặt của pha phân tán

Theo 2 cơ chế:

1 Ion hoá các nhóm phân ly

thường xảy ra trên bề mặt của phân tử protein or phân tử hữu cơ do sự có mặt của các nhóm hydroxyl, cacboxyl, amin…

Ion nghịch: là những ion rời bỏ hạt phân tán và đi vào dung dịch

Ion tạo thế: là các ion cố định trên bề mặt của hạt phân tán, và chúng sẽ xác

định dấu của điện tích bề mặt

2 Hấp phụ các ion lên bề mặt của pha phân tán

NH2R

Kết quả của quá trình ion hoá các nhóm –NH2 và –COOH tạo ra 2

loại ion:

1 Ion tạo thế, nằm trên bề mặt pha phân tán

2 Ion nghịch nằm trong môi trường phân tán

>>> Xuất hiện lớp điện kép, các điện tích đã bị phân ly mặc dù toàn bộ

hệ vẫn trung hoà về điện.

hút tĩnh điện – tạo nên lớp hấp

Dzeta- ξξξξ điện thế

ξ- điện thế -hay còn gọi là điện thế

điện động, chỉ xuất hiện do quá

trình chuyển động của các pha

trong hệ dị thể

+

ξ- điện thế - hay bước nhảy thế

xuất hiện giữa lớp hấp phụ và lớp

khuếch tán

d

ξ

E

Điện thế này hình thành trên ranh

giới giữa màng dung môi cực

mỏng (lớp hấp phụ) trên bề mặt

của hạt và toàn bộ phần còn lại

của chất lỏng

Những yếu tố ảnh hưởng đến ξ điện thế

Bất cứ yếu tố nào ảnh hưởng đến lớp điện kép đều ảnh hưởng đến

III NGUYÊN TẮC CỦA PP ĐIỆN DI

Pp điện di dùng để:

- Tách chiết , phân tích thành phần hỗn hợp protein

- Nghiên cứu tính di động của các hạt, tế bào hoặc bào quan trong điện trường
tính chất điện hoá của bề mặt đối tượng nghiên cứu

Có 2 loại hạt mang điện:

Dưới tác dụng của điện trường, các hạt tích điện dương chuyển động cùng chiều điện trường, các hạt tích điện âm chuyển động ngược chiều

Có 2 loại hạt mang điện:

•Các ion dương hoặc âm phân ly từ các phân tử chất điện phân (acid, kiềm, muối tan trong nước)

•Các hạt keo, vi khuẩn, hồng cầu, bạch cầu, các phân tử protein…

Vận tốc chuyển động của các hạt trong điện trường đều:

t

x

v =

1 Hiện tượng điện di:

Một hạt mang điện tích q đặt trong điện trường đều E sẽ chịu lực tác dụng fε

Cơng thức Stokes (đối với hạt hình cầu), hệ số ma sát

f=6πηr η-độ nhớt; r-bán kính hạt

Ta cĩ:

r

qE v

πη

6

=

Hệ số U=v/E=q/f - độ linh động điện di

(1) Tốc độ điện di tỷ lệ thuận với

cường độ điện trường

Hệ số U=v/E=q/f - độ linh động điện di

Độ linh động U cĩ giá trị bằng tốc độ điện di v khi cường độ điện trường E

bằng 1 đơn vị

Mặt khác, ta cĩ mối liên hệ

r

q hay

ε- hằng số điện mơi của dung dịch,

(2)

Thay (2) vào (1), ta có:

v E suyra

E v

ε

πη ξ

Theo đó, nếu biết tốc độ điện di v của hạt (các thông số η, ε, E coi như

đã biết), có thể tính được ξ- điện thế

2 Các phương pháp điện di

1. Điện di trong dung dịch tự do

3 Điện di trên các chất giá

2 Vi điện di

Đ iện di trên các chất giá

Dung dịch nghiên cứu được làm ổn định trên các giá Các giá ổn định là tinh bột, thạch, gel, polyacrilamit …

Điện di trên giấy: phổ biến và có nhiều ứng dụng

Nguyên lý của điện di trên giấy giống với điện di trong dung dịch tự do: dung dịch nghiên cứu được chấm trên giấy như một giá mang Các hạt mang điện sẽ chuyển động về phía điện cực trái dấu

-*

Nhuộm màu:

Cố định và nhuộm màu bằng phẩm

nhuộn thích hợp.

Định tính và định lượng protein thông

qua các vết protein trên giấy

Ứng dụng: phân tích các thành phần và tách chiết protein, DNA…

ĐIỆN THẾ - ĐIỆN ĐỘNG HỌC CỦA CÁC ĐỐI TƯỢNG

SINH VẬT

Nhờ vi điện di, tính chất điện hoá học đặc trưng của màng tế bào or bề mặt các cấu trúc sinh vật khác đã được nghiên cứu

Ở một số loại tế bào, giá trị điện thế động rất ổn định

Tốc độ điện di của tế bào hồng cầu nguyên vẹn thường là 1 đại lượng cố định

ξ

ξ- điện thế

Tốc độ điện di của tế bào hồng cầu nguyên vẹn thường là 1 đại lượng cố định

thế điện động trên bề mặt hồng cầu được xác định bởi điện tích tự nhiên

của bề mặt, và các loại protein thường không có khả năng hấp phụ lên bề

mặt hồng cầu

Giá trị thế điện động ở hồng cầu của cùng 1 loài thường có giá trị cố định

VD: hồng cầu của người da trắng, da vàng hay da đen đều giống nhau;

nhưng giá trị này ở các loài khác nhau lại rất khác nhau

Đối tượng ξ-điện thế

(mV)

Thỏ Lợn Chuột nhắt Người Khỉ Mèo Chuột bạch

7 12,5 14,2 16,3 17 17,8 18,6

ξ- điện thế của hồng cầu ở các loài động vật có vú khác nhau trong dung dịch đệm photphat pH=7,4 đẳng trương

ξ- điện thế chỉ thay đổi khi có sự thay đổi thành phần hoá lý của chính bản thân bề mặt tế bào
Sự thay đổi giá trị thế điện động ở động vật

thường là dấu hiệu bệnh lý

Chuột bạch Chó

18,6 21,1

Ở một số khác (vi sinh vật), ξ- điện thế thay đổi phụ thuộc vào tính chất hoá lý của môi trường

Đ iểm đẳng điện

Phản ánh tính chất hoá lý của bề mặt tế bào

Được xác định bằng phương pháp vi điện di.

Điểm đẳng điện của hồng cầu ở pH= 1,7.

Khi bị tổn thương hay bị thay đổi thành phần hoá học do sự hấp phụ của các loại protein
điểm đẳng điện của hồng cầu thay đổi

Đ iện di mao quản – hệ thống giải trình tự CEQ 8000

Tách ADN trên cột mao quản và phát hiện bằng huỳnh quang

Gel tách mẫu

Hệ 8 mao quản, thành mao quản được phủ hóa chất giúp gỉam thiểu sự bám dính của ADN.

Hoạt động tự động từ việc bơm gel tới phân tích kết quả.

Điện di mao quản

Ứng dụng:

-Giải trình tự ADN -So sánh giải trình tự gen -Định lượng ADN…

I Một vài ứng dụng của phương pháp điện di trong điều trị

1 Điều trị bệnh ra mồ hôi tay

Cần phải có một máy chuyên biệt để

điều trị tăng tiết mồ hôi Máy này bao

gồm:

-Một hộp có khả năng điều chỉnh

dòng điện ổn định.

-Hai cái chậu nhỏ vừa với bàn tay, bàn

chân Ở dưới đáy mỗi chậu đặt một

điện cực được bảo vệ, giúp tránh sự

tiếp xúc trực tiếp giữa nước và kim

loại Hai điện cực đặt trong chậu

nối với hộp phát dòng điện qua 2 sợi

dây dẫn.

Cường độ dòng điện khi điện di tùy thuộc vào:

- Điện trở da: thay đổi tùy người, giới, tuổi tác, nghề nghiệp và độ ẩm của da.

- Khả năng chịu đựng của người bệnh

-Máy phát ra dòng diện không được quá 30mA

-Cường độ dòng điện thích hợp,

có hiệu quả điều trị tốt là 20 mA.

Chống chỉ định điện di

- Những người mang máy tạo nhịp tim.

- Phụ nữ đang mang thai & mang vòng tránh thai

- Những người có mang dụng cụ chỉnh hình…

2 Điện di ion vitamin C

là công nghệ mới của Nhật, do BS Harue Suzuki, Giám đốc Viện Thẩm mỹ Suzuki phối hợp với giáo sư Nobuhiko Miwa, Khoa Nghiên cứu Sinh học Đại học Hiroshima, Nhật Bản nghiên cứu thành công và đưa vào áp dụng từ đầu năm 2002

Công nghệ này sử dụng thiết bị chuyên dùng đặc biệt trong thẩm mỹ, với phương pháp “điện chuyển ion” (IONTOPHORESIS), dùng dòng điện đặc biệt “đẩy” Provitamin C (loại chuyên dùng đặc trị, theo dạng dung dịch ion hóa) đi sâu vào da với nồng độ cao nhằm điều trị thâm, nám da, làm giảm bớt nếp nhăn, giảm da nhờn, làm chậm quá trình lão hóa da mặt…

3 Điện di vitamin E

Giảm lão hóa da do tác dụng chống oxy hóa của vitamin E

II Ứng dụng điện di trong nghiên cứu vật liệu di truyền,

Xác định phả hệ

• Bệnh hồng cầu hình lưỡi liềm là do sự biến đổi của một nuleotid trong bộ mã ba thứ sáu.

• Sự biến đổi này đồng thời làm mất một điểm cắt của enzym

MstII

• Thông qua các đoạn cắt thu được ta có thể biết được kiểu gen của các cá thể và phát hiện gen gây bệnh (bất thường)

III Ứng dụng điện di ADN trong khoa học hình sự

Nguyên tắc:

- Tất cả các sợi DNA đều có những đoạn chứa thông tin di truyền của

sinh vật được gọi là các exon và những đoạn dường như không chứa thông tin di truyền gọi là các intron Mặc dù các intron có vẻ như vô dụng nhưng chúng có chứa các trình tự base lặp lại Những trình tự này, được

gọi là Các trình tự lặp lại đa dạng về số lượng (VNTRs), có thể xuất

hiện ở mọi chỗ với kích thước trong khoảng từ 20 đến 100 cặp base

- DNA thu được từ các tế bào máu, tóc, da hay những bằng chứng di

truyền khác mà tội phạm bỏ lại ở hiện trường được đem so sánh với các mẫu VNTR từ DNA của những người bị tình nghi, từ đó xác định được người đó phạm tội hay vô can Các mô hình VNTR cũng rất hữu ích trong việc xác định thân phận nạn nhân trong các trường hợp giết người, hoặc

từ DNA bằng chứng được tìm thấy hoặc từ chính cơ thể nạn nhân