ДИЛАТОМЕТРИЯ

ДИЛАТОМЕТРИЯ (лат. dilatare расширять + греч, metreo мерить, измерять) — совокупность методов измерения изменения объема твердых, коллоидных или жидких тел. Д. выполняется с помощью специальных приборов — дилатометров, дилатографов, а также волюмометров. Д. используется в некоторых мед.-биол, исследованиях — при косвенном определении наличия в биол, материале биологически активных веществ (токсинов, гормонов и др.).

Сущность Д. состоит в измерении величины смещения одной из поверхностей жидкости или газа, заключающих исследуемое вещество (тело). Регистрация этого смещения может производиться с помощью оптических, электрических и других датчиков (см.). Широко распространены капиллярные дилатометры, в которых капиллярная жидкость с одной стороны граничит со смещающейся поверхностью, а с другой свободно перемещается по открытому капилляру, что дает возможность производить отсчет изменений объема по высоте его мениска. Для исследования многокомпонентных систем используют специальные конструкции дилатометров, в которых предусмотрено смешивание компонентов.

В Д. твердых тел большинство объемных эффектов изучено методом оптической регистрации смещения с чувствительностью, достигающей 10^-6 см. Лучшие приборы для Д. жидкостей и р-ров позволяют регистрировать стомиллионную часть от величины полного объема исследуемой системы.

Причины, обусловливающие возникновение объемных эффектов, связаны с изменением взаимодействия между атомами и молекулами исследуемых систем, а следовательно, с изменением межатомных, межмолекулярных и внутримолекулярных расстояний. Такие изменения, напр., происходят между элементами кристаллической решетки при нагревании твердых тел, а в водных р-рах сопровождают явления гидратации и электрострикции, отражающие изменение структуры растворителя при введении его в контакт с растворенным веществом. В этом случае может происходить уплотнение молекул растворителя вследствие более плотной упаковки между молекулами растворенного вещества и воды и как следствие — уменьшение объема. Вблизи гидрофобной поверхности, наоборот, возможно образование более рыхлой структуры (приближающейся к структуре льда), что сопровождается увеличением объема. Объемные эффекты вызываются также образованием и нейтрализацией зарядов, конформационными перестройками макромолекул (см. Молекула) и т. д.

С помощью Д. изучают физ.-хим. процессы, сопровождающиеся разрывом или образованием сильных (химических) связей в р-рах. Напр., протеолитическое расщепление пептидных связей в белках (трипсином, пепсином и другими ферментами) сопровождается отрицательным объемным эффектом (до —20 см³ на один моль разорванных пептидных связей).

С привлечением методов Д. исследуются свойства сократительных белков сократительных систем. Полученные данные о характере проявления объемных эффектов в различных условиях можно связывать с изменением ряда характеристик функционирующей мышцы в норме и патологии.

Объемные эффекты, сопровождающие хим. превращения белков, используют и в мед.-биол, исследованиях, в частности при определении малых концентраций биологически активных веществ. Для этого в дилатометр, заполненный кусочками переживающей мышечной ткани, приготовленной по специальной методике, вносят субстрат, содержащий биологически активное вещество (гормоны, гемолитические или протоплазматические яды и др.). Взаимодействие молекул белка с биологически активным веществом сопровождается уменьшением объема мышечной ткани — стрикцией (см.), в связи с чем этот метод обнаружения биологически активных веществ получил название стрикционного.

Библиография: Замятнин А. А. Дилатометрия растворов белков, М., 1973, библиогр.; Ernst E. Biophysics of the striated muscle, Budapest, 1963; Katz S. Dilatometry, Meth. Enzymol., v. 26, p. 395, 1972, bibliogr.

A. А. Замятнин.