03

10.2.4. Badanie stopnia spolimeryzowania DNA metodą wiskozymetryczną

Jedną z powszechnie stosowanych metod badania właściwości fizykochemicznych DNA jest pomiar lepkości. Lepkość pozwala wyznaczyć tak ważne parametry polimeru, jak lepkość istotną, zależną od wymiarów cząsteczki, a także jej kształt i sztywność.

Lepkość, inaczej tarcie wewnętrzne cieczy — to opór, jaki stawia środowisko podczas ruchu jednych jego części w stosunku do drugich. Lepkość roztworu może silnie różnić się od lepkości czystego rozpuszczalnika.

Jeżeli jest lepkością rozpuszczalnika, a rj lepkością roztworu, to lepkość właściwa wskazuje, jaka część lepkości roztworu wywołana jest obecnością rozpuszczonej w nim substancji.

1-1o

1o

Lepkość właściwa zależy całkowicie od stężenia roztworu. W szczególności dla roztworów cząsteczek sztywnych, nie oddziałujących ze sobą, i/_w, jest proporcjonalna do stężenia.

Współczynnik proporcjonalności [17] = t]_vl/c to inaczej lepkość istotna lub graniczna liczba lepkości badanego preparatu. W tym wypadku wartość [17] zależy tylko od właściwości cząsteczek sztywnych w danym roztworze i jest stała w szerokim zakresie stężeń. Badając cząsteczki polimeru nie można zaniedbywać ich oddziaływań międzycząsteczkowych.

Oddziaływania te są tym silniejsze, im większe jest stężenie wielkocząsteczek w roztworze. Zależność >7_w)/c, tj. lepkości właściwej od stężenia dla różnych stężeń roztworu biopolimeru, przybiera różne wartości, a wartość stałą ma tylko dla bardzo małych stężeń tego roztworu. Należy więc przeprowadzić ekstrapolację wartości stężenia badanego preparatu do stężenia zerowego:

[>7] = lim rijc

c-» O

Wartości [>7] wyznaczone w wiskozymetrze kapilarnym nie zawsze mogą mieć znaczenie absolutne. Jest to przede wszystkim związane z trudnościami, które pojawiają się przy ekstrapolacji do zerowego gradientu prędkości. Wiskozymetry kapilarne nie mogą pracować w małych gradientach prędkości dlatego, że w miarę zmniejszania wartości gradientu wzrastają siły przeciwdziałające strumieniowi ze strony sił kapilarnych. Gradienty prędkości dobrze pracujących wiskozymetrów kapilarnych leżą w przedziale 25-80 s^-1.

Mając na uwadze złożoność zależności >7_wl/c od gradientu prędkości, która występuje szczególnie dla wysoko spolimeryzowanego preparatu, ekstrapolacja wartości r\Jc do gradientu prędkości równego zeru nastręcza wiele trudności. Przy parametrach wiskozymetru odbiegających od optymalnych wartości gradientu pręd-

403