Ciśnieniowy efekt stężeniowych warstw granicznych w jednomembranowej komórce osmotyczno-dyfuzyjnej

• Autorzy: Ślęzak A. , Wąsik J.
• Konferencja: IX th International Seminar on Physics and Chemistry of Solids, ISPCS ‘03
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono klasyfikację i definicje efektów stężeniowych warstw granicznych w biernym transporcie membranowym. Wyróżniono strumieniowe (strumieniowy efekt stężeniowych warstw granicznych, strumieniowy efekt grawidyfuzyjny, prądowy efekt grawielektryczny) i bodźcowe (ciśnieniowy efekt grawiosmotyczny, ciśnieniowy efekt grawidyfuzyjny, napięciowy efekt grawielektryczny) efekty grawitacyjne. Opracowano matematyczny model ciśnieniowego efektu stężeniowych warstw granicznych w 1-membranowej komórce osmotyczno-dyfuzyjnej zawierającej ustawioną poziomo płaską, mikroporowatą i symetryczną membranę polimerową (Nephrophane) rozdzielającą wodę i dwuskładnikowe (wodne roztwory glukozy) lub trójskładnikowe (roztwory glukozy w 0.2 mol.l^-1 wodnym roztworze etanolu) roztwory nieelektrolitów. Obliczenia ciśnieniowego efektu stężeniowych warstw granicznych wykonano dla dwu konfiguracji (A i B) 1-membranowej komórki osmotyczno-dyfuzyjnej. W konfiguracji A roztwór znajdował się pod membraną, natomiast w konfiguracji B - nad membraną. Ponadto zdefiniowano i obliczono ciśnieniowy efekt grawiosmotyczny. Otrzymane rezultaty obliczeń zinterpretowano w kategoriach konwekcyjnej niestabilności, zwiększającej wartość współczynnika przepuszczalności dyfuzyjnej układu: warstwa graniczna/membrana/warstwa graniczna.

Słowa kluczowe

PL

warstwy graniczne; transport membranowy; strumieniowe efekty grawitacyjne

EN

boundary layers; membrane transport; streaming gravity effects

• Wydawca: Wydawnictwo Wyższej Szkoły Pedagogicznej w Częstochowie
• Czasopismo: Prace Naukowe. Chemia / Wyższa Szkoła Pedagogiczna w Częstochowie
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. 8
• Strony: 121--134
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys.

Twórcy

autor

Ślęzak A.

• Zakład Biomedycznych Podstaw Kultury Fizycznej, Politechnika Częstochowska, Armii Krajowej 19B, 42-200 Częstochowa

autor

Wąsik J.

• Zakład Fizyki Środowiska, Instytut Fizyki, Wyższej Szkoły Pedagogicznej, Armii Krajowej 12, 42-200 Częstochowa

Bibliografia

• [1] Barry P.H., Diamono J.M.: Effects of Unstirred Layers on Membrane Phenomena, Physiol. Rev. 1984, 64, 763.
• [2] Cogoll A., Gronder F.K.: Gravity effects on single cells: techniques, findings and theory. Adv. Space Biol. Med. 1991, 1, 183.
• [3] Cotton U.C., Reuss L.: Measurement of the effective thickness of mucosal unstirred layer in Necturus gallbladder epithelium. J. Gen. Physiol. 1989, 93, 631.
• [4] Oainty J.: Water relations in plants cells. Adv. Bot. Res. 1963, 1, 279.
• [5] Dworecki K.: Interferometric Investigations of Near-Membrane Diffusion Layers. J. Biol. Phys. 1995, 21, 37.
• [6] Dworecki K., Wąsik S.: The investigation of time-dependent solute transport through horizontally situated membrane: the effect of configuration membrane system. J. Biol. Phys. 1997, 23, 181.
• [7] Hughes-Fulford M.: Review of the biological effects of weightlessness on the human endocrine system. Receptor 1993, 3, 145.
• [8] Inenaga K., Yoshida N.: Effect of an unstirred layer on ion transport through a membrane. J. Membrane Sci. 1980, 6, 271.
• [9] Katchalsky A., Curran P.F.: Nonequilibrium thermodynamics in biophysics. Harvard University Press, Cambridge, 1965.
• [10] Lerche D.: Temporal and local concentyrations changes in diffusion layers at cellulose membranes due to concentrations differences between the solutions on both sides of the membranes. J. Membrane Biol. 1976, 27, 193.
• [11] Mesland D.: Mechanism of gravity effects on cells: are there gravitysensitive windows? Adv. Space Bopl. Med. 1992, 2: 211.
• [12] Moller S.C., Plesser Th., Hess B.: Hydrodynamic Instabilities and Pattern Formation in a Cytiplasmic Medium from Yeast. Naturwissenschaften 1984, 71, 637.
• [13] Pedley T.J.: Calculation of unstirred layer thickness in membrane transport experiments: a survey. Quart. Rev. Biophys. 1983, 16, 115.
• [14] Schatz A., Llnke-Hommes A.: Gravity and the Membrane-Solution Interface: Theoreticallnvestigations. Adv. Space Res. 1989, 11, 61.
• [15] Schatz A., Reitstetter R., Briegleb W., Llnke-Hommes A.: Gravity effects on membrane processes. Adv. Space Res. 1992, 12,51.
• [16] Ślęzak A.: Irreversible thermodynamic model equations of the transport across a horizontally mounted membrane. Biophys. Chem. 1989, 34, 91.
• [17] Ślęzak A.: A model equations for the gravielectric effect in electrochemical cells. Biophys. Chem. 1990, 38, 189.
• [18] Ślęzak A., Wąsik J., Dworecki K.: Gravitational effects in a passive transmembrane transport: the flux graviosmotic and gravidiffusive effects in non-electrolytes. J. Biol. Phys., 2000, 26, 149.
• [19] Ślęzak A., Dworecki K., Anderson J.E.: Gravitational effects on transmembrane flux: the Rayleigh-1aylor convective instability. J. Membrane Sci. 1985, 23, 71.
• [20] Ślęzak A., Jasik-Ślęzak J.: Gravitational effects in passive osmotic flows across polymeric membrane of electrolytic solutions. Polimers in Medicine 2000, 30, 21.
• [21] Ślęzak A., Dworecki K.: Asymmetry and Amplification of Osmotic Flows of Non-Electrolytes in One-Membrane System. Studia Biophys. 1984, 100, 24.
• [22] Ślęzak A., Turczyński B., Naw Rat Z.: Modification of the Kedem-Katchalsky-Zelman model-equations of the transmembrane transport. J. Non-Equilib. Thermodyn. 1989, 14, 205.
• [23] Ślęzak A., Wąsik J., Gołda W., Jasik-Ślęzak J.: Ciśnieniowy efekt grawiosmotyczny dla płaskiej membrany polimerowej i trójskładnikowych roztworów nieelektrolitów. Polimery w Medycynie. 1998, 28, 23.
• [24] Ślęzak A., Wąsik S.: Equation for permeability coefficient of the complex near membrane layers/ membrane. Siophys. J. 2001, in press.
• [25] Thompson A.S.R., Dietchy J.M.: Derivation of the equations that describe the effects of unstirred water layer on the kinetic parameters of active process in the intestine. J. Theoret. Biol. 1977, 64, 277.