ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ — явления, обусловленные наличием на границе фаз дисперсной системы двойного электрического слоя и способностью диффузной части этого слоя смещаться относительно адсорбционно связанной, неподвижной его части. На электрокинетическом явлении основаны многие методы изучения белков (см.), аминокислот (см.), пуриновых оснований (см.), пиримидиновых оснований (см.), моносахаридов (см.), а также исследование вирусов (см. Вирусологические исследования), клеточных органелл и отдельных клеток (см. Клетка, Микроионофорез). Электрокинетические явления лежат также в основе методов, используемых в клин. медицине для облегчения проникновения лекарственных средств в клетки и ткани (см. Электрофорез, лекарственный электрофорез).

К электрокинетическим явлениям относятся электрофорез (см.) — направленное движение заряженных микрочастиц и молекул в жидкой (обычно водной) среде под действием постоянного внешнего электрического поля, а также электроосмос (см.) — движение жидкой фазы, чаще всего, раствора электролита (см. Электролиты), вдоль стенок капиллярной трубки или поверхности каналов-пор в пористом теле под действием внешнего электрического поля. К электрокинетическим явлениям относится также возникновение в неподвижном столбе жидкости разности потенциалов (потенциала седиментации, или потенциала оседания) при оседании заряженных частиц дисперсной фазы (эффект Дорна), а также возникновение разности потенциалов (потенциала течения) при продавливании жидкости через капиллярную трубку или сквозь пористое тело. Электрокинетические явления тесно связаны с такими процессами, как поляризация (см.) и электропроводность биологических систем (см.).

В результате адсорбции ионов из дисперсионной среды и диссоциации поверхностных ионогенных полярных групп (карбоксильных, гидроксильных, аминогрупп и др.) на поверхности частиц дисперсной фазы возникает электрический заряд. Электрические заряды поверхности частицы образуют с ионами дисперсионной среды, заряженными противоположно, двойной электрический слой. Благодаря этому на границе частица — среда создается разность потенциалов. Электрический потенциал на границе раздела фаз носит название электрокинетического или дзета-потенциала. Величина электрокинетического потенциала служит мерой интенсивности электрокинетического явления. Электрокинетический потенциал клеточной поверхности играет определенную роль в энергетике клетки, в регулировании потоков веществ через клеточные мембраны (см. Мембраны биологические, Транспорт ионов), в механизмах контактов между клетками и между клеткой и средой (см. Биоэлектрические явления).

При изменении условий, влияющих на структуру двойного электрического слоя, неизбежно изменяется величина электрокинетического потенциала, которая зависит также от физиологического состояния и особенностей клеток. У бактерий, например, при адсорбции на поверхности клеток различных компонентов культуральной среды, в том числе и продуктов распада погибших организмов, происходит изменение электрокинетических параметров клеточной поверхности. Условия культивирования и среда исследования могут оказывать существенное влияние на состав ионогенных групп и адсорбционную способность поверхности бактериальных клеток. У человека при различных патологических состояниях изменение величины электрического заряда поверхности клеток может быть следствием изменения структуры клеточной мембраны и (или) состава окружающей клетку среды; например, при многих злокачественных опухолях наблюдают закономерные изменения электрокинетических параметров клеточных поверхностей форменных элементов крови.

Библиогр.: Биофизика, под ред. Б. Н. Тарасова и О. Р. Колье, с. 277, М., 1968; Мартин Р. Введение в биофизическую химию, пер. с англ., с. 218, М., 1966; Фрайфелдер Д. Физическая биохимия, пер. с англ., с. 223, М., 1980.

Ю. Б. Кудряшов, Г. В. Сумаруков.