Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 634699)
Контекстум
.

Биофизика (220,00 руб.)

0   0
АвторыБашарина Ольга Владимировна, Артюхов Валерий Григорьевич
ИздательствоИздательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета
Страниц61
ID245415
АннотацияВ «Практикуме по биофизике» отрабатываются необходимые теоретические положения, усваиваются расчетные формулы, правила работы с оборудованием в биофизической лаборатории. Оценка знаний студентов осуществляется при приеме работ с помощью контрольных вопросов и решения задач.
Кому рекомендованоРекомендуетсядлястудентов 2-гокурсаочнойиочно-заочнойформобуче- нияи для студентов 1-го курса заочной формы обучения фармацевтического факультета.
Биофизика / О.В. Башарина, В.Г. Артюхов .— Воронеж : Издательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета, 2009 .— 61 с. — 60 с. — URL: https://rucont.ru/efd/245415 (дата обращения: 24.04.2024)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» БИОФИЗИКА Практикум для студентов Составители: О.В. Башарина, В.Г. Артюхов Издательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета 2009 Утверждено научно-методическим советом фармацевтического факультета 12 марта 2009 г. протокол № 1500-03 Рецензент проф. <...> Основными разделами биофизики являются: • квантовая биофизика, которая рассматривает электронную структуру биомолекул, механизмы поглощения квантов света атомами и молекулами, миграцию энергии, фотохимические реакции, лежащие в основе фотобиологических процессов; • молекулярная биофизика, изучающая структурную организацию и механизмы функционирования биомакромолекул и их комплексов; • биофизика клеточных процессов, изучающая физико-химические основы процессов, протекающих в отдельных клеточных системах, в том числе формирование электрических потенциалов, механизм транспортных процессов, закономерности взаимодействия лигандов с клеточными рецепторами; • биофизика сложных систем, включающая важнейшие разделы биофизической науки, в том числе термодинамику и кинетику биопроцессов; • радиационная биофизика, исследующая процессы взаимодействия ионизирующего излучения с биосистемами, развитие лучевого поражения на молекулярном, клеточном и организменном уровнях; • прикладная биофизика, которая рассматривает вопросы, связанные с практическим приложением положений, понятий, законов, моделей и методов биофизической науки. <...> Лабораторные занятия предназначены для расширения и закрепления теоретических знаний, углубленного изучения практического аспекта учебного материала, приобретения навыков в обращении с биофизическими приборами, применяемыми для качественного и количественного анализа биологических и химических систем, умения <...>
Биофизика.pdf
Стр.1
Стр.3
Стр.6
Стр.7
Стр.8
Биофизика.pdf
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» БИОФИЗИКА Практикум для студентов Составители: О.В. Башарина, В.Г. Артюхов Издательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета 2009
Стр.1
Введение Биофизика – важнейший раздел современной биологии, представляющий собой неотъемлемую часть профессиональной подготовки студентов биологических, медицинских, фармацевтических и других специальностей вузов. Она изучает элементарные взаимодействия и превращения ионов и молекул, лежащие в основе биологических процессов и явлений. Основными разделами биофизики являются: • квантовая биофизика, которая рассматривает электронную структуру биомолекул, механизмы поглощения квантов света атомами и молекулами, миграцию энергии, фотохимические реакции, лежащие в основе фотобиологических процессов; • молекулярная биофизика, изучающая структурную организацию и механизмы функционирования биомакромолекул и их комплексов; • биофизика клеточных процессов, изучающая физико-химические основы процессов, протекающих в отдельных клеточных системах, в том числе формирование электрических потенциалов, механизм транспортных процессов, закономерности взаимодействия лигандов с клеточными рецепторами; • биофизика сложных систем, включающая важнейшие разделы биофизической науки, в том числе термодинамику и кинетику биопроцессов; • радиационная биофизика, исследующая процессы взаимодействия ионизирующего излучения с биосистемами, развитие лучевого поражения на молекулярном, клеточном и организменном уровнях; • прикладная биофизика, которая рассматривает вопросы, связанные с практическим приложением положений, понятий, законов, моделей и методов биофизической науки. Для подготовки квалифицированных провизоров, обладающих высоким интеллектуальным уровнем творческого характера в решении профессиональных задач, необходимо постоянное совершенствование учебного процесса на основе фундаментализации знаний. С другой стороны, знания, умения и навыки по фундаментальным дисциплинам представляют собой ценность для будущего специалиста только тогда, когда они вписываются как элемент в систему знаний по данной специальности. Именно для решения названной проблемы нам представлялось необходимым издание «Практикума по биофизике», переработанного и дополненного с учетом профессиональной направленности для студентов фармацевтического факультета. В настоящее время биофизика как комплексная самостоятельная дисциплина изучается на фармацевтическом факультете ВГУ на II курсе (3 семестр) (во 2-ом семестре – на заочной форме обучения): учебным планом предусмотрены лекции (36 часов) и лабораторные занятия в таком же объеме. Практикум включает пять тем, в каждой из них содержится теоретическая часть, подробное описание физико-химических основ методов анализа, устройство приборов и 3
Стр.3
можно связать с определенными электронными переходами, обусловленными строением молекулы исследуемого вещества. Это позволяет по спектрам поглощения в видимой и УФ-области получать качественную информацию о наличии определенных групп атомов в молекулах данного вещества, о его структурном состоянии. Эти методы применяют также для определения концентраций поглощающего вещества в растворе. В фармацевтическом анализе они используются для установления структуры, идентификации, оценки чистоты, количественного определения лекарственных веществ в индивидуальном виде и в лекарственных формах. Для характеристики поглощающей способности вещества используют такие величины, как оптическая плотность, светопропускание и светопоглощение. Оптическая плотность (D) – это десятичный логарифм отношения интенсивности света, падающего на образец (Io), к интенсивности света, выходящего из образца (I): D = lgI0/I. из образца, к интенсивности света, падающего на него: Т = I/I0. величиной светопропускания: центах. (1.1) Оптическая плотность является безразмерной величиной. Светопропускание (Т) – отношение интенсивности света, вышедшего (1.2) Светопоглощение (α) – величина, равная разности между единицей и α = 1–Т (1.3) Светопоглощение и светопропускание измеряются в долях или в проПоглощение света проявляется в ослаблении светового потока после его прохождения через исследуемый объект. Эта закономерность выражается законом Бугера–Ламберта–Бера: Если интенсивность падающего монохроматического светового потока равна I0, то интенсивность света после поглощения слоем вещества будет равняться I = I010–εСl, (1.4) где ε – молярный коэффициент экстинкции (поглощения), (л•(моль•см)–1); С– концентрация вещества (моль/л); l – длина оптического пути (толщина слоя вещества), (см). 6
Стр.6
Коэффициент экстинкции характеризует способность молекул вещества поглощать свет определенной длины волны и определяется структурными особенностями молекул данного вещества, соответствует величине оптической плотности раствора с концентрацией 1 моль/л при длине оптического пути 1 см. Важнейшим следствием из закона Бугера–Ламберта–Бера является следующее положение: оптическая плотность прямо пропорциональна концентрации вещества: D = εCl. (1.5) Закон Бугера–Ламберта–Бера выведен для достаточно разбавленных растворов при использовании монохроматического света. Значительные отклонения от закона могут быть обусловлены: 1) свойствами анализируемого образца – способностью молекул вещества при больших концентрациях образовывать агрегаты, что приводит к росту светорассеяния и кажущемуся повышению его оптической плотности (рис. 1.1, кривая 2). Поэтому фотометрируемый раствор должен оставаться истинно молекулярным во всем интервале исследуемых концентраций. Если это условие не соблюдается, необходимо перейти в область более низких концентраций или применять защитные коллоиды, препятствующие образованию твердой фазы, или же изменить схему всего процесса измерения спектральных свойств образца; 2) конструкцией прибора: при использовании немонохроматического пучка света (например, при работе на фотоэлектроколориметрах с светофильтрами) (рис. 1.1, кривая 3), а также при работе в области, где погрешность прибора максимальна (см. раздел 1.2). Рис. 1.1. Зависимость оптической плотности от концентрации вещества: 1 – при подчинении закону Бугера–Ламберта–Бера; 2 – при положительном отклонении; 3 – при отрицательном отклонении 7
Стр.7
Спектр поглощения – это график зависимости оптической плотности (или коэффициента экстинкции) от длины волны света, падающего на объект. При этом по оси ординат откладывают D (или ε), а по оси абсцисс – длину волны измерения (нм). При одноэлектронном переходе зависимость D (или ε) от λ обычно описывается кривой распределения Гаусса. Полоса поглощения в спектре характеризуется тремя основными параметрами: – максимальным значением оптической плотности (Dmax) или молярного коэффициента экстинкции (εmax) (максимум поглощения); – длиной волны максимального поглощения (λmax, нм), соответствующей Dmax; – эффективной шириной полосы поглощения ∆λ½, нм (или полушириной полосы поглощения), она соответствует расстоянию между двумя точками полосы поглощения, находящимися на высоте, равной половине максимальной (½Dmax). Она измеряется в нм. Таким образом, при интерпретации спектров поглощения необходимо указывать положение полос поглощения, их интенсивность (Dmax) и полуширину. Поглощение света осуществляется не всей молекулой, а определенными ее участками. Хромофоры – это отдельные группы атомов в молекуле вещества, поглощающие кванты света. Основными хромофорами в белках являются пептидные группы, ароматические (тирозин, триптофан, фенилаланин) и серосодержащие аминокислоты (цистин, цистеин, метионин). В нуклеиновых кислотах хромофоры – пуриновые и пиримидиновые азотистые основания (аденин, гуанин, тимин, цитозин и урацил). Указанные хромофоры поглощают в УФ-области спектра. Однокомпонентные неокрашенные белки (сывороточный и яичный альбумины, трипсин, пепсин, глобулины и др.) не поглощают свет в видимом диапазоне (400–700 нм). Хромофорами сложных белков, в частности гемопротеидов, в видимой области являются гемовые группы. Так, благодаря железопорфирину в составе гембелка раствор оксигемоглобина обнаруживает несколько максимумов поглощения в этой области спектра: самый значительный (интенсивный) в области 412–414 нм (полоса Соре) и максимумы меньшей интенсивности при 542 и 578 нм. Поглощение видимого и УФ-света происходит главным образом с участием π- и n-электронов (π-π*– и n-π*– переходы). Чем длиннее система сопряженных связей в молекуле, тем при большей длине волны располагается максимум поглощения. Спектры поглощения применяются для качественного (установления структуры, подлинности, чистоты) и количественного (выбор аналитических длин волн) анализа лекарственных средств. 8
Стр.8