Термодинамика растворов полиэлектролитов в гауссовом эквивалентном представлении в рамках мезоскопических моделей. Водный раствор хондроитинсульфата

• Автор: Макарова, Елена Станиславовна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 105 с. : ил.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Полимеры. Основные определения и понятия

1.2. Экспериментальные методы исследования полимеров

1.3. Растворы полимеров и полиэлектролитов

1.4. Биохимические функции хондроитинсульфата. Исследования растворов хондроитинсульфата

1.5. Теоретические методы исследования полимеров

1.6. Метод гауссова эквивалентного представления

1.6.1. Вычисление функций распределения и термодинамических функций для простых жидкостей в рамках гауссова эквивалентного представления
1.6.2. Вычисление функций распределения и термодинамических функций для растворов полимеров в рамках гауссова эквивалентного представления
1.6.3. Модель раствора полиэлектролита в пределах приближения ГЭП
ГЛАВА
РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Алгоритм вычислении функции парного распределения и термодинамических функций
2.2. Модель растворов полимеров с потенциалом Гаусса
2.3. Модель растворов полимеров с потенциалом Морзе
2.3.1. Методика МД эксперимента
2.3.2. Статистические ошибки МД расчетов
2.4. Модель хондроитинсульфата в воде ГЛАВА
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. Полимерные цепи, взаимодействующие с парным потенциалом Гаусса
3.2. Полимерные цепи, взаимодействующие с парным потенциалом Морзе
3.3. Водный раствор хондроитинсульфата ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Физическая химия полимеров - одна из наиболее быстро развивающихся областей науки. Хорошо известно практическое значение синтетических полимеров и то, какую роль играют в биологических системах основные природные макромолекулы. Несмотря на чрезвычайно широкое разнообразие химического строения макромолекул, выделяют три основные особенности. Во-первых, это размеры полимерных молекул, многие из них насчитывают сотни тысяч, а порой и миллионы атомов. Во-вторых, это способность полимеров менять свою конформацию в широких пределах, именно это обстоятельство определяет уникальные свойства синтетических полимеров и различные функции биомакромолекул. Третья особенность - это низкая энтропия полимерных систем, и как следствие, их высокая восприимчивость к разного рода воздействиям. Это обусловлено тем, что из-за ковалентной связанности звенья макромолекулы не могут двигаться независимо друг от друга. Понимание роли перечисленных факторов составляет предмет теоретических разделов науки о полимерах. В настоящее время, теоретические методы, которые могли бы предсказывать структуру и поведение равновесной фазы растворов полимеров, находятся на ранней стадии развития. В последние три десятилетия теория полимеров из дисциплины, где эмпирические законы были известны, но не понятны, превратилась в дисциплину, где уже достигнуты первые существенные успехи в понимании фундаментальных закономерностей. Для дальнейшего развития теории полимеров требуется проведение более глубоких всесторонних исследований.
Сегодня методы, основанные на теории среднего или самосогласованного поля в сочетании с компьютерным моделированием, являются более перспективными для исследования общих закономерностей равновесных свойств растворов полимеров и полиэлектролитов. В данной работе для изучения структурных и термодинамических свойств растворов

функция связывания экстрацеллюлярной воды и регуляции процессов диффузии, также в значительной мере зависят от свойств входящих в их состав гликозаминогликанов [73].
Тип сульфатирования (расположение сульфогруппы в положении 4 или 6 М-ацстил-О-галактозамииа в хондроитинсульфате), характер сульфатирования (статистическое распределение сульфатных групп в ХС), молекулярная масса ХС, и интервал между точками разветвления ХС в протеогликановом агрегате значительно изменяется с болезнью (остеоартрит или ревматический артрит), с возрастом и в зависимости от анатомического местонахождения [77 - 80]. По этим биологическим причинам ХС интересен для изучения, для того чтобы характеризовать и понять соотношение между химическим составом этих биополимеров и их свойствами в физиологическом растворе, включая их равновесные конформации, осмотическое давление, и поведение при титровании. Составляющие части ХС могут изменять свой химический состав при болезнях суставного хряща [81 - 86]. Общим возрастным изменением, которое свойственно всем видам соединительной ткани, является уменьшение содержания воды и отношения основное вещество/волокна. Показатель этого соотношения уменьшается как за счет нарастания содержания коллагена, так и в результате снижения концентрации гликозаминогликанов. В сухом деминерализованном костном матриксе содержится около 17% неколлагеновых белков, среди которых находятся и белковые компоненты протеогликанов. В целом количество протеогликанов в сформировавшейся плотной кости невелико.
В состав органического матрикса костной ткани входят
гликозаминогликаны, основным представителем которых является
хондроитин-4-сульфат (Х4С). Хондроитин-6-сульфат (Х6С), кератансульфат и гиалуроновая кислота содержатся в небольших количествах. Принято считать, что гликозаминогликаны имеют непосредственное отношение к оссификации. Показано, что окостенение сопровождается изменением