Файл: Перечень вопросов для подготовки к экзамену по дисциплине Основы молекулярной биомедицины.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.01.2024
Просмотров: 104
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
медицине для диагностики отравлений техническими жидкостями
(хлорпроизводными углеводородов, алкоголем и его суррогатами) и пестицидами самой различной структуры; в фармакологии и фармации для контроля качества препаратов, исследования метаболизма лекарственных средств.
Жидкостная хроматография в медицине и биологии
Современные методы ВЭЖХ позволяют анализировать как смеси ионов или молекул, так и смеси ферментов, белков и даже вирусов. ВЭЖХ обладает высокой эффективностью колонок и селективностью разделения, хроматографическое разделение проводится в мягких условиях (низкая температура, инертный растворитель, отсутствие контакта с кислородом), что очень важно при анализе термически и химически неустойчивых биологически активных соединений.
Аффинная хроматография
Аффинная хроматография представляет собой один из наиболее специфических методов выделения реакционноспособных соединений, в частности, ферментов, и даже таких надмолекулярных агрегатов, как вирусы.
Эксклюзионная хроматография
Эксклюзионная (ситовая) хроматография – метод, основанный на различной способности молекул разного размера проникать в поры нейтрального геля или пористого тела, которые служат неподвижной фазой. Метод, в котором неподвижной фазой служит гель, называется гель-проникающей хроматографией.
Ионообменная хроматография
Этот вариант жидкостной хроматографии основан на способности разделяемых ионов в растворе к ионному обмену с ионитом, который представляет собой нерастворимую полимерную матрицу, несущую химически связанные ионогенные группы. Противоионы удерживаются на матрице за счет сил электростатического взаимодействия и могут обмениваться на ионы разделяемой смеси, присутствующие в подвижной фазе.
Тонкослойная хроматография
В методе ТСХ хроматографирование веществ происходит в тонком слое сорбента (оксид алюминия) нанесенного на твердую плоскую подложку их алюминия или полимера (хроматографическая пластинка).
Разделение в этом методе происходит на основе сорбции-десорбции.
ТСХ в качестве подвижной фазы использует либо чистые вещества
(этилацетат, бензол, этанол), либо смеси веществ в определенном соотношении.
(хлорпроизводными углеводородов, алкоголем и его суррогатами) и пестицидами самой различной структуры; в фармакологии и фармации для контроля качества препаратов, исследования метаболизма лекарственных средств.
Жидкостная хроматография в медицине и биологии
Современные методы ВЭЖХ позволяют анализировать как смеси ионов или молекул, так и смеси ферментов, белков и даже вирусов. ВЭЖХ обладает высокой эффективностью колонок и селективностью разделения, хроматографическое разделение проводится в мягких условиях (низкая температура, инертный растворитель, отсутствие контакта с кислородом), что очень важно при анализе термически и химически неустойчивых биологически активных соединений.
Аффинная хроматография
Аффинная хроматография представляет собой один из наиболее специфических методов выделения реакционноспособных соединений, в частности, ферментов, и даже таких надмолекулярных агрегатов, как вирусы.
Эксклюзионная хроматография
Эксклюзионная (ситовая) хроматография – метод, основанный на различной способности молекул разного размера проникать в поры нейтрального геля или пористого тела, которые служат неподвижной фазой. Метод, в котором неподвижной фазой служит гель, называется гель-проникающей хроматографией.
Ионообменная хроматография
Этот вариант жидкостной хроматографии основан на способности разделяемых ионов в растворе к ионному обмену с ионитом, который представляет собой нерастворимую полимерную матрицу, несущую химически связанные ионогенные группы. Противоионы удерживаются на матрице за счет сил электростатического взаимодействия и могут обмениваться на ионы разделяемой смеси, присутствующие в подвижной фазе.
Тонкослойная хроматография
В методе ТСХ хроматографирование веществ происходит в тонком слое сорбента (оксид алюминия) нанесенного на твердую плоскую подложку их алюминия или полимера (хроматографическая пластинка).
Разделение в этом методе происходит на основе сорбции-десорбции.
ТСХ в качестве подвижной фазы использует либо чистые вещества
(этилацетат, бензол, этанол), либо смеси веществ в определенном соотношении.
12.
Объясните
принцип
спектрофотометрических
методов:
количественный и качественный спектрофотометрический анализ.
Спектральные методы исследования – это методы анализа веществ, основанные на изучении их оптических свойств. Главное преимущество спектральных методов состоит в том, что вещество в процессе исследования не разрушается.
К спектральным методам исследования относятся: фотометрические методы, спектральный и люминесцентный анализы. К фотометрическим методам относят спектрофотометрию и фотоколориметрию. Эти методы основаны на измерении поглощения света изучаемым веществом в видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра. Фотометрические
(абсорбционные) методы основаны па избирательном поглощении света исследуемым веществом и подчиняются закону Бугера — Ламберта — Бера
(поглощение света пропорционально концентрации поглощающего вещества и толщине поглощающего слоя). При фотометрических методах анализ проводят по поглощению монохроматического света. Спектрофотометрия — один из наиболее точных фотометрических методов анализа, применяемых в биохимии.
Спектральный анализ — качественный и количественный метод определения состава веществ, основанный на исследовании их спектров испускания, поглощения, отражения. Различают атомный и молекулярный спектральный анализ, задачи которых состоят в определении соответственно элементного и молекулярного состава вещества. Эмиссионный спектральный анализ проводят по спектрам испускания атомов, ионов или молекул, возбужденных различными способами, абсорбционный спектральный анализ – по спектрам поглощения электромагнитного излучения исследуемыми объектами.
Качественный анализ производят по положению спектральных линий, количественный — по их интенсивности.
13. Расскажите о физико-химических свойствах крови, укажите основные
константы.
Цвет крови - зависит от гемоглобина. Артериальная кровь яркокрасня, в ней много гемоглобина, связанного с кислородом (оксигемоглобина). Венозная кровь – темнокрасная с синеватым оттенком. Такой цвет крови связан с наличием в ней не только оксигемоглобина, но восстановленного гемоглобина.
Вязкость крови – или внутреннее трение. Часто определяется по отношению к воде, если последнюю принять за 1,0, то вязкость крови в норме составляет
4,0-5,0. У новорожденных этот показатель равен 10,0-14,0. Но уже к
месячному возрасту, он становится таким же, как и у взрослых людей. У девочек вязкость крови меньше, чем у мальчиков.
Плотность крови – 1,056- 1,060. Увеличивается при сгущении крови, уменьшается – при разжижении ее. Величина плотности зависит от форменных элементов крови и белков.
Осмотическое давление – сила, которая заставляет переходить воду из менее концентрированного раствора в более концентрированный. В его поддержании большую роль играет хлорид натрия (до 60% этого давления зависит от него). Во всех элементах внутренней среды организма (крови, лимфе, тканевой жидкости) оно одинаково. Даже если в кровь поступает много воды и солей оно меняется мало, так как воду и соли выводят почки.
Поддерживается осмотическое давление с помощью осморецепторов, расположенных в стенке кровеносных сосудов и гипоталамусе. В норме его величина от 7,3 до 7, 6 атмосфер. Растворы с одинаковым осмотическим давлением называются изотоническими (например,
0,85
% хлорид натрия,5,5% раствор глюкозы). Если осмотическое давление в растворе больше он называется гипертоническим и, соответственно, если меньше
– гипотоническим.
Онкотическое давление – создается белками крови (альбуминами). Его величина в норме от 25 до 30 мм рт.ст. Оно очень важно для обмена жидкостями в капиллярах, для образования мочи, всасывания, лимфообразования.
Кислотно-щелочное равновесие - соотношение между кислотным и щелочным эквивалентом в крови. Это реакция, обусловленная концентрацией ионов «Н».
Для его оценки используется водородный показатель или рН. Если рН = 7,0, то среда называется нейтральной. Если меньше 7,0 – кислой, если больше 7,0
– щелочной. В норме рН венозной крови – 7,34, артериальной – 7,4. В целом крови – 7,35-7,47. При рождении сдвиг рН в кислую сторону, но уже к концу суток становится нормальным. рН поддерживается : буфферными системами, органами выделения, и легкими.
Буфферные
системы – это бикарбонатная, фосфатная, белковая, гемоглобиновая. Последняя система составляет до 75% всей системы. Если напряжение мышц растет, то в кровь поступают кислые продукты (молочная кислота, углекислота) и наблюдается сдвиг в кислую сторону – ацидоз. При усиленном выделении углекислоты (с помощью легких при гипервентиляции) наблюдается сдвиг в щелочную сторону – алкалоз.
Белки крови составляют
7-8% или
65-85 г/л.
Среди них различают. Альбумины (60% или 35-50 г/л), они подвижны, имеют малый молекулярный вес, важны для поддержания онокотического давления,
Плотность крови – 1,056- 1,060. Увеличивается при сгущении крови, уменьшается – при разжижении ее. Величина плотности зависит от форменных элементов крови и белков.
Осмотическое давление – сила, которая заставляет переходить воду из менее концентрированного раствора в более концентрированный. В его поддержании большую роль играет хлорид натрия (до 60% этого давления зависит от него). Во всех элементах внутренней среды организма (крови, лимфе, тканевой жидкости) оно одинаково. Даже если в кровь поступает много воды и солей оно меняется мало, так как воду и соли выводят почки.
Поддерживается осмотическое давление с помощью осморецепторов, расположенных в стенке кровеносных сосудов и гипоталамусе. В норме его величина от 7,3 до 7, 6 атмосфер. Растворы с одинаковым осмотическим давлением называются изотоническими (например,
0,85
% хлорид натрия,5,5% раствор глюкозы). Если осмотическое давление в растворе больше он называется гипертоническим и, соответственно, если меньше
– гипотоническим.
Онкотическое давление – создается белками крови (альбуминами). Его величина в норме от 25 до 30 мм рт.ст. Оно очень важно для обмена жидкостями в капиллярах, для образования мочи, всасывания, лимфообразования.
Кислотно-щелочное равновесие - соотношение между кислотным и щелочным эквивалентом в крови. Это реакция, обусловленная концентрацией ионов «Н».
Для его оценки используется водородный показатель или рН. Если рН = 7,0, то среда называется нейтральной. Если меньше 7,0 – кислой, если больше 7,0
– щелочной. В норме рН венозной крови – 7,34, артериальной – 7,4. В целом крови – 7,35-7,47. При рождении сдвиг рН в кислую сторону, но уже к концу суток становится нормальным. рН поддерживается : буфферными системами, органами выделения, и легкими.
Буфферные
системы – это бикарбонатная, фосфатная, белковая, гемоглобиновая. Последняя система составляет до 75% всей системы. Если напряжение мышц растет, то в кровь поступают кислые продукты (молочная кислота, углекислота) и наблюдается сдвиг в кислую сторону – ацидоз. При усиленном выделении углекислоты (с помощью легких при гипервентиляции) наблюдается сдвиг в щелочную сторону – алкалоз.
Белки крови составляют
7-8% или
65-85 г/л.
Среди них различают. Альбумины (60% или 35-50 г/л), они подвижны, имеют малый молекулярный вес, важны для поддержания онокотического давления,
транспорта билирубина, солей тяжелых металлов, жирных кислот, фармакологических препаратов, образуются в печени. Глобулины (40% или
30-35 г/л) образуются в печени, костном мозге, селезенке, принимают участие в транспорте фосфолипидов, холестерина, стероидных гормонов, образуют антитела. Белки крови выполняют защитные функции в организме (антитела, антитоксины, агглютинины, свертывание крови), обеспечивают ряд физико- химических свойств (онкотическое давление, плотность, буфферные свойства, вязкость) и имеют значение как питательные вещества.
14. Назовите основные буферные системы крови и дайте их
характеристику
В крови выделяют 4 вида буферных систем:
1) Гемоглобиновая буферная система. Она находится в эритроцитах. Эта система на 75% обеспечивает буферную емкость крови. Восстановленный гемоглобин является очень слабой кислотой, у оксигемоглобина кислотные свойства выражены сильнее. Механизм работы заключается в следующем. В тканевых капиллярах оксигемоглобин отдает кислород и появляется большое количество солей гемоглобина, имеющих щелочную реакцию. Они взаимодействуют с кислыми продуктами обмена веществ, в результате чего образуются бикарбонаты и восстановленный гемоглобин. В легочных капиллярах гемоглобин присоединяет кислород и становится сильной кислотой, предотвращая защелачивание крови после выделения углекислого газа из крови. Таким образом, гемоглобин действует в тканях как основание, а в легких как кислота.
2) Бикарбонатная буферная система. Она находится в плазме крови.
Карбонатная буферная система по своей мощности занимает второе место.
Она представлена угольной кислотой и ее солями: бикарбонатами натрия или калия (пропорция 1/20). В зависимости от сдвига рН она может проявлять кислотные или основные свойства. Механизм действия буферной системы следующий. При поступлении в кровь кислоты более сильной, чем угольная, она взаимодействует с бикарбонатами и вытесняет из них слабую кислоту.
Образуются нейтральная соль и слабодиссоциированная угольная кислота.
Угольная кислота распадается на воду и углекислый газ, который выделяется из организма через легкие. Если в кровь поступает основание, то в реакцию вступает угольная кислота. В результате образуются бикарбонаты и вода.
Избыток бикарбонатов удаляется через почки. Бикарбонатный буфер широко используют для коррекции нарушений кислотно-основного состояния организма.
3) Фосфатная буферная система. Она состоит из натрия дигидрофосфата и натрия гидрофосфата. Первое соединение обладает свойствами слабой кислоты и взаимодействует с поступившими в кровь щелочными продуктами.
30-35 г/л) образуются в печени, костном мозге, селезенке, принимают участие в транспорте фосфолипидов, холестерина, стероидных гормонов, образуют антитела. Белки крови выполняют защитные функции в организме (антитела, антитоксины, агглютинины, свертывание крови), обеспечивают ряд физико- химических свойств (онкотическое давление, плотность, буфферные свойства, вязкость) и имеют значение как питательные вещества.
14. Назовите основные буферные системы крови и дайте их
характеристику
В крови выделяют 4 вида буферных систем:
1) Гемоглобиновая буферная система. Она находится в эритроцитах. Эта система на 75% обеспечивает буферную емкость крови. Восстановленный гемоглобин является очень слабой кислотой, у оксигемоглобина кислотные свойства выражены сильнее. Механизм работы заключается в следующем. В тканевых капиллярах оксигемоглобин отдает кислород и появляется большое количество солей гемоглобина, имеющих щелочную реакцию. Они взаимодействуют с кислыми продуктами обмена веществ, в результате чего образуются бикарбонаты и восстановленный гемоглобин. В легочных капиллярах гемоглобин присоединяет кислород и становится сильной кислотой, предотвращая защелачивание крови после выделения углекислого газа из крови. Таким образом, гемоглобин действует в тканях как основание, а в легких как кислота.
2) Бикарбонатная буферная система. Она находится в плазме крови.
Карбонатная буферная система по своей мощности занимает второе место.
Она представлена угольной кислотой и ее солями: бикарбонатами натрия или калия (пропорция 1/20). В зависимости от сдвига рН она может проявлять кислотные или основные свойства. Механизм действия буферной системы следующий. При поступлении в кровь кислоты более сильной, чем угольная, она взаимодействует с бикарбонатами и вытесняет из них слабую кислоту.
Образуются нейтральная соль и слабодиссоциированная угольная кислота.
Угольная кислота распадается на воду и углекислый газ, который выделяется из организма через легкие. Если в кровь поступает основание, то в реакцию вступает угольная кислота. В результате образуются бикарбонаты и вода.
Избыток бикарбонатов удаляется через почки. Бикарбонатный буфер широко используют для коррекции нарушений кислотно-основного состояния организма.
3) Фосфатная буферная система. Она состоит из натрия дигидрофосфата и натрия гидрофосфата. Первое соединение обладает свойствами слабой кислоты и взаимодействует с поступившими в кровь щелочными продуктами.
Второе соединение имеет свойства слабой щелочи и вступает в реакцию с кислотами.
4) Белковая буферная система. Она является буфером, потому что белки обладают амфотерными свойствами: в кислой среде белки плазмы ведут себя как основания, а в щелочной среде – как кислоты.
Буферные системы имеются и в тканях, что способствует поддержанию их рН на относительно постоянном уровне. Главными буферами тканей являются белки и фосфаты.
15.
Альдегиды
и
кетоны,
реакционная
способность,
общая
характеристика, химические свойства.
Карбонильные соединения – производные углеводородов, в которых два атома водорода при одном и том же атоме углерода замещены на атом кислорода.
Реакционная способность
Альдегиды и кетоны – один из наиболее реакционноспособных классов органических соединений. Их химические свойства определяются присутствием карбонильной группы. Атом углерода карбонильной группы несет эффективный положительный заряд и является объектом для атаки нуклеофилов. Основной тип реакций альдегидов и кетонов – реакции
нуклеофильного присоединения. Кроме того, карбонильная группа оказывает влияние на реакционную способность связи С-Н в α -положении, повышая ее кислотность.
Типы химических реакций карбонильных соединений:
1. Нуклеофильное присоединение
2. Нуклеофильное присоединение-отщепление (конденсация). Реакции с аминами и производными аминов.
3. Энолизация - образование енолятных анионов.
4. Альдольное присоединение и конденсация.
5. α-Галогенирование альдегидов и кетонов
6. Окисление альдегидов.
16. Реакционная способность карбоновых кислот и их производных.
Реакционная способность карбоновых кислот и их производных
Карбоновые кислоты – это органические вещества, содержащие карбоксильную группу ―СООН (или несколько таких групп) и радикал R.
Наиболее важны моно-, ди- и трикарбоновые кислоты. Радикал R может иметь алифатическую, ароматическую или гетероциклическую природу.
Физико-химические свойства карбоновых кислот определяются наличием полярной карбоксильной группы и неполярного бокового радикала. Полярная карбоксильная группа придает карбоновым кислотам растворимость в воде, способна к диссоциации на протон и карбоксилат-анион, поэтому водные растворы карбоновых кислот имеют кислую реакцию: большинство алифатических карбоновых кислот слабее неорганических кислот по причине электронодонорных свойств бокового радикала, ослабляющего кислотность карбоксильной группы. Между насыщенными, ненасыщенными, гидрокси- и оксокислотами существует генетическая связь – эти соединения последовательно превращаются друг в друга в результате химических реакций в боковом радикале.
17. Химические свойства функциональных производных карбоновых
кислот.
Производные: ангидриды, амиды, уреиды и др.
Омыление (сапонификация)
Гидролиз сложного эфира в водном растворе NaOH или KOH до спирта и натриевой или калиевой соли карбоновой кислоты известен как омыление (от латинского слова sapo, «мыло»). Продуктом омыления является карбоксилатный анион, а не свободная карбоновая кислота.
Галогенирование по α-углеродному атому карбоновых кислот. Кислоту обрабатывают хлором или бромом в присутствии каталитического количества фосфора или тригалогенида фосфора.
Декарбоксилирование
Потеря молекулы углекислого газа из карбоновой кислоты известна как реакция декарбоксилирования.
Восстановление
Сложные эфиры можно восстановить двумя способами: (а) каталитическим гидрированием с использованием молекулярного водорода или (б) химическим восстановлением. В любом случае сложный эфир расщепляется с образованием (в дополнение к спирту или фенолу, из которого он был получен) первичный спирт, соответствующий кислой части сложного эфира.
18. Угольная кислота и ее производные, химические свойства.
Углекислота образуется при взаимодействии углекислого газа с водой. Однако гидратация углекислого газа далека от завершения. Почти весь углекислый газ, растворенный в воде, существует в виде углекислого газа; только 0,3