Большая советсткая энциклопедия Коацервация

Коацервация

Коацервация (от лат. coacervatio — собирание в кучу, накопление), возникновение в растворе высокомолекулярного соединения капель, обогащенных растворённым веществом. Слияние (коалесценция) коацерватных капель, которому может предшествовать их объединение в рыхлые хлопьевидные агрегаты (флокуляция), при благоприятных условиях приводит к разделению системы на два жидких слоя с четкой поверхностью раздела между ними: слой равновесной жидкости с малым содержанием высокомолекулярного соединения и слой повышенной концентрации, или коацерватный слой. Обогащенная полимером фаза (в капельной форме или в виде слоя) называется коацерватом. Иногда этот термин применяют для обозначения коацерватной системы в целом, т. е. совокупности коацерватных капель и находящейся с ними в контакте равновесной жидкости. К. происходит при изменении температуры или состава системы, когда образующие ее вещества (компоненты) теряют способность полностью растворяться друг в друге и переходят в состояние взаимно ограниченной растворимости. Такой переход рассматривают как расслоение однофазной (гомогенной) системы на две новые фазы: раствор полимера в растворителе и раствор растворителя в полимере. В отличие от расслоения гомогенной смеси низкомолекулярных веществ (например, систем фенол — вода, анилин — вода и др.) вблизи критических температур смешения, К. не всегда обратима. В коацерватных каплях и слоях возможны сложные структурные превращения вследствие взаимодействия сконцентрированных в них макромолекул. К. может иметь место в двух- и многокомпонентных растворах органических и неорганических соединений. Наиболее типичны и хорошо изучены процессы К. в водных растворах белков и полисахаридов.

Различают простую и сложную, или комплексную, К. Простая К. — результат взаимодействия растворённого полимера с низкомолекулярным веществом (например, желатины со спиртом или сульфатом натрия). Сложная К. наблюдается при взаимодействии двух полимеров, макромолекулы которых несут противоположные заряды (например, при смешении водных растворов желатины и гуммиарабика). К. возможна при содержании полимера в растворе в количестве десятых и даже сотых долей %, причём концентрация вещества в коацерватных каплях может достигать нескольких десятков %. Поэтому К. используют как метод концентрирования и фракционирования нативных и денатурированных биополимеров (в частности, водорастворимых белков), а также синтетических полимеров. По гипотезе А. И. Опарина о путях возникновения жизни на Земле, К. принадлежит важная роль в сосредоточении белковых веществ в обособленных участках объема окружающей среды. Согласно этой гипотезе, объединение отдельных гидратированных макромолекул в молекулярные "рои" и последующее их скапливание в коацерватных каплях привели к появлению предбиологических систем в водах первичного океана, покрывавшего в отдалённые геологические эпохи земную поверхность (см. Происхождение жизни).

Лит.: Серебровская К. Б., Коацерваты и протоплазма, М., 1971; Евреинова Т. Н., Концентрирование веществ и действие ферментов в коацерватах, М., 1966; Пасынский А. Г., Коллоидная химия, М.. 1968, с. 166; Colloid Science, [ed. Н. R. Kruyt], v. 2, N. Y. [a. o.], 1949 (статья Н. G. Bunoenberg de Jong).

Л. А. Шиц.