Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Diffúzió, ozmózis<br />
Biofizika szeminárium<br />
Barkó Szilvia
I.<br />
Diffúzió<br />
Orvosi biofizika tankönyv:III/2 fejezet
Brown-mozgás
Miért figyelhető meg a Brown-mozgás?<br />
Diffúzió: a vizsgált anyag részecskéinek Brown-mozgással való szétterjedése a közegben<br />
Fontos szabály: magasabb koncentrációjú részekről történik az alacsonyabbak felé<br />
DIFFÚZIÓ
Diffúzió leírása az anyag(mennyiség) időbeli árámlásával<br />
ANYAGÁRAM-ERŐSSÉG: I Iv (egység: mol/s)<br />
függ a felület (A) nagyságától<br />
ANYAGÁRAM-SŰRŰSÉG: J (egység: mol/m2 ANYAGÁRAM-SŰRŰSÉG: J (egység: mol/m s) 2s) független a felület (A) nagyságától<br />
ANYAGÁRAM-SŰRŰSÉG<br />
egységnyi idő alatt egységnyi felületen hány mólnyi anyag jut<br />
keresztül<br />
≈<br />
DIFFÚZIÓ „ERŐSSÉGE”
Diffúzió leírása a koncentráció térbeli változásával<br />
a koncentráció (c) változása az x tengely<br />
egyre csökken!<br />
mentén<br />
KONCENTRÁCIÓ GRADIENS (hajtóerı)<br />
a koncentráció különbség (∆c) és a távolság<br />
(∆x) hányadosa két pont között<br />
az egyszerőség kedvéért:<br />
a koncentráció lineárisan változik
ahol D: DIFFÚZIÓS EGYÜTTHATÓ<br />
Stokes-Einstein összefüggés írja le<br />
Előző két összefüggést egyesíti:<br />
Fick I. törvénye<br />
Fick I. törvényének részletes levezetése ld. Orvosi biofizika tk. 228. oldal szövegdoboz
Példa: SZABAD DIFFÚZIÓ 1D-BAN<br />
Milyen messzire jut el egy részecske a kezdeti helyétől adott t idő alatt?<br />
R(t) = ?<br />
x<br />
y
Példa: SZABAD DIFFÚZIÓ 1D-BAN<br />
Milyen messzire jut el egy részecske a kezdeti helyétől adott t idő alatt?<br />
R(t) = ?<br />
a részecskék eltávolodását (R(t)) egy eloszlásfüggvénnyel írhatjuk le<br />
(Gauss)<br />
az R(t) távolság átlagos értéke az idő négyzetgyökével egyenesen<br />
arányosan növekszik
Vegyük észre…<br />
a diffúziós idő (t) a diffúziós távolság (R) négyzetével arányos<br />
megtételéhez megtételéhez megtételéhez megtételéhez szükséges idı id idı<br />
(t) (t)<br />
t ~ R 2<br />
távolság (R)<br />
A diffúzió<br />
rövid távolságon (100 µm) viszonylag gyors (< másodperc)<br />
hosszú távolságon (1 cm) rendkívül lassú folyamat (napok)
Példa: A VÉR ÉS A TÜDŐ KÖZÖTTI GÁZCSERE<br />
TÜDŐHÓLYAGOCSKA<br />
O 2 sejtekhez<br />
CO 2 eltávolítása<br />
VÉRKERINGÉS<br />
diffúziós gázcsere<br />
akadály<br />
Egyszerűsített vázlat: R<br />
vörösvértest átlagos<br />
tartózkodási ideje<br />
t ≈ 0.5 s<br />
≈ 1 µm
molekula<br />
diffúziós távolság diffúziós együttható<br />
[R]<br />
[D], m2s-1 diffúziós távolság diffúziós együttható<br />
[R]<br />
[D], m2s-1 mennyi idı alatt teszi meg<br />
[R] [D], m [t], s<br />
2s-1 [R] [D], m2s-1 [t], s<br />
O2 1 µm = 10-6 m 2 ∙ 10-9 m2s-1 O2 1 µm = 10-6 m 2 ∙ 10-9 m2s-1 500 ∙10-6 s = 500 µs
II.<br />
Ozmózis<br />
Orvosi biofizika tankönyv:III/2.2 fejezet
Erythrocyta<br />
Albumin<br />
Elektrolitok<br />
Szemipermeábilis membrán<br />
Baktériumok<br />
Közepes méretű<br />
molekulák<br />
A szemipermeábilis membránok finom szűrőhöz hasonló módon működnek,<br />
csak azok a molekulák juthatnak át, amelyek elég kis méretűek.<br />
Pl. b2-Microglobulin<br />
A víz átáramlása
alacsony oldott anyag<br />
oldószer<br />
J<br />
KI<br />
JBE<br />
magas oldott anyag<br />
AZ OZMÓZIS LEÍRÁSA<br />
oldószer + oldott anyag<br />
féligáteresztı hártya<br />
oldószer áramlik a féligáteresztı hártyán keresztül az oldószer + oldott<br />
anyag felé<br />
h
alacsony oldott anyag<br />
J<br />
KI<br />
JBE<br />
magas oldott anyag<br />
oldószer oldószer + oldott anyag<br />
AZ OZMÓZIS LEÍRÁSA<br />
féligáteresztı hártya<br />
az oldószer + oldott anyag térfogata növekszik (h)<br />
h
AZ OZMÓZIS LEÍRÁSA<br />
alacsony oldott anyag magas oldott anyag<br />
JKI h<br />
JBE<br />
oldószer oldószer + oldott anyag<br />
féligáteresztı hártya<br />
HIDROSZTATIKAI NYOMÁS (p h)<br />
ρρρρ: sőrőség<br />
h: folyadékoszlop magassága<br />
g = 10 m/s2 OZMÓZIS-NYOMÁS<br />
az a nyomás, amelyet a tiszta oldószerrel féligáteresztı hártyán át kapcsolatban lévı oldatra<br />
kell kifejteni ahhoz, hogy dinamikus egyensúly jöjjön létre, azaz leálljon az ozmózis<br />
az a nyomás, ami az oldószernek az áramlását megakadályozza
AZ OZMÓZIS LEÍRÁSA<br />
alacsony oldott anyag magas oldott anyag<br />
J J<br />
KI<br />
KI<br />
h<br />
JBE<br />
oldószer oldószer + oldott anyag<br />
féligáteresztı hártya<br />
JBE<br />
az oldószer áramlása lassul<br />
dinamikus egyensúly: OZMOTIKUS EGYENSÚLY<br />
ρρρρ: sőrőség<br />
h: folyadékoszlop magassága<br />
g = 10 m/s2
Ozmózis<br />
Idő<br />
Az oldott anyagok nem tudnak átjutni a membránon, így a koncentráció kiegyenlítődésére való törekvés<br />
miatt víz áramlik át a membránon.
Reverz ozmózis<br />
Idő<br />
Nyomás<br />
A membrán egyik oldalán nyomást fejtünk ki a folyadékoszlopra.
![Microsoft PowerPoint - Intermedier filamentumok [Kompatibilis m\363d]](https://img.yumpu.com/17119137/1/190x135/microsoft-powerpoint-intermedier-filamentumok-kompatibilis-m363d.jpg?quality=85)
Change language