МОЛЕКУЛЯРНЫЕ СИТА

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ СИТА — название веществ, содержащих поры и полости определенного размера и способных поэтому поглощать все соединения, величина молекул к-рых меньше диаметра этих пор или полостей. М. с. находят широкое применение в биохим, и клинико-диагностических лабораториях. М. с. на основе агарозы и полиакриламида и их сополимеров широко применяются при электрофорезе белков и нуклеиновых к-т (см. Электрофорез). Эти М. с. обеспечивают задержку и фракционирование как низкомолекулярных веществ, так и высокомолекулярных биополимеров, включая вирусы (см.). Будучи упакованными в стеклянные или пластмассовые колонки, через к-рые пропускают исследуемый р-р, М. с. способны, во-первых, замедлять его ток, задерживать или пропускать без задержки растворенные соединения и частицы суспензий или эмульсий в зависимости от их размера, и, во-вторых, фракционировать задерживаемые соединения по их мол. весу (см. Гель-фильтрация).

В химии, биохимии и хим. катализе используются М. с. на основе природных и синтетических алюмосиликатов (цеолитов). В цеолитах тетраэдры кристаллов SiO₄ и AlO₄ группируются в определенную кристаллическую решетку со строго одинаковым размером полостей (их средний диаметр 1,7—1,8 нм) и соединяющих их «окон» (средний диаметр 0,35—0,8 нм). В биол.-мед. исследованиях цеолиты применяют для обезвоживания и концентрирования сильно разбавленных р-ров, содержащих низкомолекулярные вещества (напр., нуклеотиды или аминокислоты).

В биологии и медицине, особенно в лабораторной практике, широкое распространение получили М. с. на основе поперечно-сшитых частиц декстрановых, полиакриламидных, агарозных, смешанных полиакриламидно-агарозных, крахмальных и нек-рых других гелей. Поперечно-сшитые М. с. на основе декстрановых гелей получили широкую известность под названием сефадексов разных типов. Гранулированные частицы полимерно-сшитого акриламида и N, N’-метиленбисакриламида известны под названием биогелей разных марок. М. с. на основе агарозы, наиболее известные под названием сефароза, обладают примерно теми же физ.-хим. свойствами, что и сефадексы. Поперечные сшивки в гранулах агарозных и декстрановых гелей обеспечиваются водородными связями, а в полиакриламидных гелях — ковалентными связями, возникающими при полимеризации мономера. Проницаемость сефадексов и биогелей для растворенных веществ определяется числом поперечных сшивок на одну гранулу и уменьшается с увеличением числа этих сшивок, а свойства гранулированной агарозы как М. с. зависят от концентрации полисахарида, образующего гранулы.

На основе декстрановых гелей путем присоединения различных ионообменных групп создаются также ионообменники, близкие по свойствам к целлюлозным ионитам (см.). Сефадексы и сефароза нашли широкое применение в качестве носителей при создании белковых и хим. сорбентов (гепарин-сефароза, SH-сефароза, ДНК-агароза и т. п.), а также для получения иммуносорбентов.

В микробиологии и иммунологии используют обычно различные типы сефадексов, сефароз и биогелей. Фракционирование на сефадексах широко применяют как один из этапов очистки тканеспецифических, в т. ч. и опухолевых, антигенов, а также антигенов микробного происхождения, таких как липополисахариды (см.) из клеточных стенок грамотрицательных бактерий, капсульные полисахариды и антигены клеточных стенок грамположительных бактерий (напр., белок А стафилококка, белок М стрептококка и пневмококка).

Фракционирование на М. с. применяют также для очистки экстрацеллюлярных бактериальных продуктов и токсинов, а также конъюгированных с гаптеном белковых антигенов. Для выделения вирусов, бактериофагов, нуклеиновых к-т и белков вирусного и микробного происхождения применяют гель-фильтрацию через сефарозы.

Гель-фильтрацию через сефадексы G-75, G-100, G-200 в нейтральных буферных р-рах используют для фракционирования и очистки иммуноглобулинов различных классов (см. Иммуноглобулины) и функционально активных фрагментов их молекул, полученных путем протеолиза. Для получения отдельных пептидных цепей иммуноглобулинов восстановленные алкилированные иммуноглобулины в растворителях, вызывающих диссоциацию пептидных цепей,— мочевине, додецилсульфате, пропионовой к-те, фильтруют через соответствующие М. с. Часто М. с. используют для получения чистых антител и антигенов из диссоциированных в кислой среде специфических преципитатов. Выбор типа сефадекса определяется в каждом случае величиной молекулярного веса антигена, а гель-фильтрацию проводят в том буферном р-ре, в к-ром проводили диссоциацию иммунного комплекса.

Гель-фильтрация противогаптенных антител через сефадекс G-75 в буферном р-ре, содержащем гаптен в определенной концентрации, может быть рекомендована для определения константы связывания антител с гаптеном вместо метода равновесного диализа.

Библиография: Иммунологические методы, под ред. X. Фримеля, пер. с нем., М., 1979; Иммунохимический анализ, под ред. Л. А. Зильбера, с. 21, М., 1968; T и х о-н e н к о Т. И. Методические основы биохимии вирусов, М., 1973.

Т. И. Тихоненко; И. А. Тарханова (иммун.).