Что такое мембрана?
Клеточная мембрана
Клеточная мембрана представляет собой двойной слой (бислой) молекул класса липидов, большинство из которых представляет собой так называемые сложные липиды — фосфолипиды. Молекулы липидов имеют гидрофильную («головка») и гидрофобную («хвост») части. При образовании мембран гидрофобные участки молекул оказываются обращены внутрь, а гидрофильные — наружу. Мембраны — структуры инвариабельные, весьма сходные у разных организмов. Некоторое исключение составляют, пожалуй, археи, у которых мембраны образованы глицерином и терпеноидными спиртами. Толщина мембраны составляет 7—8 нм.
Мембранный транспорт
В итоге во внеклеточной среде создается высокая концентрация ионов formula_1 , а внутри клетки — высокая концентрация formula_6. Работа formula_1, formula_6 — АТФаза создает не только разность концентраций, но и разность зарядов (она работает как электрогенный насос). На внешней стороне мембраны создается положительный заряд, на внутренней — отрицательный.
Внешняя пограничная мембрана
Внешняя пограничная мембрана () — один из десяти слоев сетчатки. Имеет большое значение для поддержания её структуры.
Мицеллярная энзимология
Мицеллярная энзимология — научное направление, заложенное пионерскими работами, выполненными в Московском университете ([1], [2]); исследует характеристики и поведение ферментов, включённых в агрегаты (мицеллы) поверхностно-активных веществ различной структуры, формы и размеров. Такие системы моделируют биомембранное окружение ферментов и позволяют выявить природный потенциал ферментативного катализа (не обнаруживаемый в водных растворах), а также проследить пути регуляции структуры и функции ферментов мицеллярной матрицей — фрагментом биомембран.
Карбюратор
"Мембранно-игольчатый" карбюратор представляет собой отдельный законченный узел и, как следует из названия, состоит из нескольких камер, разделённых мембранами, жёстко связанными между собою штоком, который заканчивается иглой, запирающей седло клапана подачи топлива. Камеры соединяются каналами с разными участками смесительной камеры и с топливным каналом. Вариант — связь между мембранами и клапаном неравноплечими рычагами. Характеристики таких карбюраторов определялись тарированными пружинами, на которые опирались мембраны и/или рычаги. Система рассчитана так, чтобы соотношение вакуума, давления топлива и скорости смеси обеспечивали должное соотношение топлива и воздуха. Достоинство такого карбюратора — наряду с простотой — способность работать буквально в любом положении по отношению к силе тяжести. Недостатки — относительная сложность регулировки, некоторая нестабильность характеристики (из-за пружины), чувствительность к ускорениям, перпендикулярным мембранам, неширокий диапазон количества смеси на выходе, медленные переходы между установившимися режимами. Такие карбюраторы используются на двигателях, по условиям работы не имеющих определённого пространственного положения (двигатели бензорезов, газонокосилок, поршневых самолётов, например, карбюраторы АК-82БП стояли на ЛА-5), или просто на дешёвых конструкциях. Именно такой карбюратор стои́т как вспомогательный на газобаллонном автомобиле ЗИЛ-138.
Попутный нефтяной газ
По своей конструкции мембранная установка представляет собой цилиндрический блок со входом ПНГ и выходами очищенного газа и примесей в виде воды, сероводорода, тяжелых углеводородов. Общая схема работы картриджа показана на рисунке. Внутри блока находится эластичная полимерная мембрана, которая, по утверждениям некоторых производителей, пропускает конденсирующиеся (сжимаемые) пары, такие как C+ углеводороды и тяжелее, ароматические углеводороды и воду, и не пропускает неконденсируемые газы, такие как метан, этан, азот и водород. Таким образом сквозь мембрану вытесняется «грязный» газ, а остаётся газ, очищенный от примесей; такая схема работы называется тангенциальной фильтрацией потока газа (также называемая перекрестной фильтрацией потока, англоязычные термины или tangential flow filtration).
Мембранные контакты
Мембранные контакты (сайты мембранных контактов, англ. membrane contact sites (MCS)) — места сближения мембран двух органелл. Межмембранное расстояние в таких сайтах 10-30 нм, где минимум соответствует размеру одного белка. Эти сайты принимают участие в таких клеточных процессах, как передача сигналов, прохождение ионов, и невезикулярный оборот липидов между клеточными компартментами. Везикулярный транспорт лучше изучен, прямым контактам мембран между органеллами уделялось меньше внимания. Особую роль играют мембранные контакты в функционировании эндоплазматического ретикулума (ЭПР), в котором происходит основной синтез липидов в клетке и осуществляет связь различных клеточных компартментов, способствуя обороту липидов. Так, фосфатидилэтаноламин синтезируется в митохондриальном матриксе, он может идти не по везикулярному пути, а через контакты — митохондрия-ЭПР и ЭПР-плазматическая мембрана. Контакты мембран могут образовываться между ЭПР и другими органеллами: митохондриями, комплексом Гольджи, эндосомами, лизосомами, пероксисомами, хлоропластами и плазматической мембраной.
Мембранная ткань
В качестве осадителя предпочтительно использовать воду, но могут использоваться и другие осадители, при этом будут формироваться мембраны с иной морфологией. Например, пленка раствора полисульфона в диметилацетамиде (ДМАА) может быть погружена в воду или изопропанол. Поскольку совместимость ДМАА с водой намного больше, чем с изопропанолом, в воде происходит мгновенное фазовое разделение с фиксацией того расположения макромолекул, которое они занимали в растворе, что приводит к формированию пористой структуры мембраны с ультрафильтрационными свойствами. Напротив, с изопропанолом происходит фазовое разделение с запаздыванием, при этом успевает пройти релаксация с выстраиванием макромолекул в новую более плотную структуру вплоть до кристаллической при этом пористость уменьшается, что приводит к формированию асимметричной мембраны с плотным непористым поверхностным слоем для процессов первапорации и газоразделения. В таблице приведено влияние системы растворитель-осадитель на тип формируемой мембраны.
Митохондрия
Внутренняя мембрана состоит в основном из белковых комплексов (соотношение белок/липид — 3:1) и образует многочисленные гребневидные складки — кристы, существенно увеличивающие площадь её поверхности и, например, в клетках печени составляет около трети всех клеточных мембран. Характерной чертой состава внутренней мембраны митохондрий является присутствие в ней кардиолипина — особого фосфолипида, содержащего сразу четыре жирные кислоты и делающего мембрану абсолютно непроницаемой для протонов. Ещё одна особенность внутренней мембраны митохондрий — очень высокое содержание белков (до 70 % по весу), представленных транспортными белками, ферментами дыхательной цепи, а также крупными АТФ-синтетазными комплексами. Внутренняя мембрана митохондрии в отличие от внешней не имеет специальных отверстий для транспорта мелких молекул и ионов; на ней, на стороне, обращенной к матриксу, располагаются особые молекулы АТФ-синтазы, состоящие из головки, ножки и основания. При прохождении через них протонов происходит синтез АТФ. В основании частиц, заполняя собой всю толщу мембраны, располагаются компоненты дыхательной цепи. Наружная и внутренняя мембраны в некоторых местах соприкасаются, там находится специальный белок-рецептор, способствующий транспорту митохондриальных белков, закодированных в ядре, в матрикс митохондрии.
Мембранная ткань
- ядра ускоренных ионов стабильны и, в отличие от осколков деления, не приводят к радиоактивному загрязнению облучаемого материала, что допускает его использование в контакте с различными биологическими средами.
Баромембранные процессы
Микрофильтрация — это мембранный процесс, в наибольшей степени близкий к обычной фильтрации. Размеры пор микрофильтрационных мембран варьируются от 10 до 0,05 мкм, что позволяет использовать процесс для отделения частиц суспензий и эмульсий.
Мембранная ткань
Мембранная ткань (в повседневной речи иногда называют просто мембрана) — вид ткани, которая благодаря своей особой структуре обладает водоотталкивающими или ветрозащитными свойствами и в то же время пропускает через себя водяной пар.
Мембранное предохранительное устройство
"Мембрана предохранительная" — предохранительный элемент МПУ, разрушающийся при заданном давлении и освобождающий при этом необходимое проходное сечение для сообщения защищаемого сосуда (трубопровода) со сбросной системой.
Мембранная ткань
- растяжение монолитных пленок.
Мембранофон
Большинство мембранофонов относятся к барабанам (но существуют барабаны без мембран, сделанные из целого куска дерева, относящиеся к идиофонам). Кроме барабанов, к мембранофонам относят особый класс инструментов, в которых мембрана изменяет звучание голоса.
Осмос
Явление осмоса наблюдается в тех средах, где подвижность растворителя больше подвижности растворённых веществ. Важным частным случаем осмоса является осмос через полупроницаемую мембрану. Полупроницаемыми называют мембраны, которые имеют достаточно высокую проницаемость не для всех, а лишь для некоторых веществ, в частности, для растворителя. (Подвижность растворённых веществ в мембране относительно мала). Как правило, это связано с размерами и подвижностью молекул, например, молекула воды меньше большинства молекул растворённых веществ. Если такая мембрана разделяет раствор и чистый растворитель, то концентрация растворителя в растворе оказывается менее высокой, поскольку там часть его молекул замещена на молекулы растворённого вещества. Вследствие этого переходы частиц растворителя из отдела, содержащего чистый растворитель, в раствор, будут происходить чаще, чем в противоположном направлении. Соответственно, объём раствора будет увеличиваться (а концентрация вещества уменьшаться), тогда как объём растворителя будет, соответственно, уменьшаться.
Например, к яичной скорлупе с внутренней стороны прилегает полупроницаемая мембрана: она пропускает молекулы воды и задерживает молекулы сахара. Если такой мембраной разделить растворы сахара с концентрацией 5 и 10 % соответственно, то через неё в обоих направлениях будут проходить только молекулы воды. В результате в более разбавленном растворе концентрация сахара повысится, а в более концентрированном, наоборот, понизится. Когда концентрация сахара в обоих растворах станет одинаковой, наступит равновесие. Растворы, достигшие равновесия, называются изотоническими. Если принять меры, чтобы концентрации не менялись, осмотическое давление достигнет постоянной величины, когда обратный поток молекул воды сравняется с прямым.
Мембранная ткань
Организованное в СССР в 70-е годы прошлого века производство «ядерных фильтров» включает облучение пленок, в основном полиэтилентерефталатных (XXII), ионами ксенона и последующее травление растворами щелочей. «Ядерные фильтры» фирмы «Nucleopore Co.» получают бомбардировкой поликарбонатной (XI) пленки осколками деления, образующимися при облучении тонкой пластинки U потоком нейтронов из атомного реактора.
Бензол
Биологические мембраны представляют собой надмолекулярные структуры — двойной липидный слой, в который интегрированы (встроены) или прикреплены на поверхности молекулы белков, полисахаридов. Липиды, входящие в состав биомембран по своей природе амфифильные (дифильные) соединения, то есть способные к растворению, как в полярных веществах, так и в неполярных, вследствие наличия у них полярных групп т. н. "«голова»" (карбоксильных -СООН, гидроксильных -ОН, аминогрупп -NH и других) и неполярных т. н. "«хвосты»" (углеводородные радикалы — алкилы, арилы, полициклические структуры типа холестана и другие).
Меметика
В своей книге Докинз утверждает, что мем — единица информации, находящаяся в мозгу и являющаяся мутирующим репликатором в культурной эволюции человечества. Он рассматривает мемы как закономерности, способные влиять на своё окружение и обладающие способностью к размножению — репликации. Данная теория стала объектом споров среди социологов, биологов и учёных других дисциплин.
Эндомембранная система
Плазматическая мембрана выполняет несколько функций. Среди них транспорт питательных веществ внутрь клетки, свободный выход отходов метаболизма, предотвращение попадания в клетку ненужных веществ, препятствие для выхода нужных молекул из клетки, поддержание рН цитозоля и его осмотического давления. Для выполнения этих функций используются транспортные белки, которые позволяют одним, но не другим молекулам проникать внутрь и вне клетки. Эти белки используют энергию гидролиза АТФ для накачивания веществ против их градиента концентрации.
Меметика
Сьюзен Блэкмор в 2002 году вновь определяет мем как любую информацию, скопированную от одной персоны к другой, будь то привычки, предпочтения, навыки, песни, истории и т. д. Она также утверждает, что мемы, подобно генам, следует рассматривать в качестве репликаторов, то есть как информацию, копируемую вариационно и селективно. Мемы (и, следовательно, человеческие культуры) развиваются по причине того, что выживают лишь некоторые вариации. Мемы копируются путём подражания, обучения и других методов, и борются за выживание в нашей памяти и за шанс быть вновь реплицированными. Большие группы мемов, копируемых и передаваемых совместно, получили название коадаптированных мемических комплексов, или мемплексов. По определению Блэкмор, таким образом, мем реплицируется посредством имитации. Для этого необходима способность мозга к обобщённой или селективной имитации модели. Поскольку процесс социального научения различается у людей, процесс имитации не может стать абсолютно точным. Общность идеи может выражаться различными вспомогательными мемами; частота мутаций в меметической эволюции крайне высока, и мутации возможны даже в момент любого взаимодействия в рамках имитационного процесса. Данное наблюдение вызывает интерес при наблюдении, что социальная система, состоящая из сети микровзаимодействий, на макроуровне создаёт культуру.
Теория ассоциации-индукции
Мембранная теория изначально была основана на представлениях, что клетки являются сосудами с раствором электролитов и других соединений, и что клеточная мембрана проницаема для воды, но всегда непроницаема для таких веществ, как сахароза и NaCl. Однако опыты Насонова, Айзенберга и Камнева показали, что клеточная мембрана проницаема для сахарозы и галактозы. В ответ на это мембранная теория пополнилась теорией насосов (или каналов), число которых растёт и по сей день (первым из них был натриевый насос, за работу по исследованию которого Й. Скоу в 1997 г. получил Нобелевскую премию). Однако выяснилось, что для работы лишь одного натриевого насоса необходимо в 15-30 раз больше энергии, чем та, которую может выработать клетка. Это не считая других насосов и прочих энергетических потребностей клетки. По сути, теория мембранных насосов противоречит закону сохранения энергии, а свойства, приписываемые клеточной мембране (в форме фосфолипидного бислоя со "встроенными" насосами), являются фантастическими.
Мембранная ткань
Растворитель – ДМАА, осадитель – вода.
Оксигенатор
В настоящее время производятся пузырьковые и мембранные оксигенаторы. Мембранные оксигенаторы разделяются на микропористые и истинные мембранные.
Микропористая мембрана содержит микропоры, через которые происходит перемещение молекул газа из/в кровь.
Истинная мембрана полностью отделяет кровь от газов, и газы попадают в кровь путём диффузии (так же как это происходит в лёгких человека). Оксигенаторы с такой мембраной предназначены для длительного использования для экстракорпорального (вне организма) насыщения крови кислородом.
Зеркальная симметрия (теория струн)
В теории струн всплывает понятие "браны" — объекта, обобщающего понятие частицы (0-мерного объекта) до более высоких размерностей. Так, точечную частицу можно воспринимать как брану размерности 0, струну можно воспринимать как брану размерности 1. Можно рассматривать браны более высоких размерностей. Слово «брана» является сокращением от «мембрана», которое иногда употребляется для обозначения двумерной поверхности, что является следующим по размерности обобщением точечной частицы после струны.
Мембрана (сайт)
«Мембрана» практически никогда не приносила прибыли, всегда была по сути благотворительным, просветительским проектом, который при заметных затратах, однако, не был востребован обществом в должной мере, как мы того ожидали.
Метаболон
Метаболо́н — надмолекулярный процесс ферментов, катализирующих последовательные стадии метаболического пути и структурных элементов клетки. В состав метаболона включается не только комплекс ферментов, выполняющих определённую метаболическую функцию, но и опорный участок клеточной структуры (участок мембраны, цитоскелет и т.п.), на котором комплекс адсорбирован. Пример такого метаболона - комплекс гликолитических ферментов вместе с белками в мембране эритроцитов или актин в составе цитоскелета.
Регулирующий клапан
В клапанах этого типа используются встроенные или вынесенные мембранные пневмо- или гидроприводы. В случае встроенного привода расход рабочей среды напрямую изменяется за счёт перекрытия прохода в седле гибкой мембраной из резины, фторопласта или полиэтилена, на которую воздействует давление управляющей среды. Если привод вынесен, то перестановочное усилие передаётся через мембрану на опору штока клапана, а через него на регулирующий орган; когда давление управляющей среды сбрасывается, пружина возвращает мембрану в начальное положение. Чтобы усилия от среды и сила трения в направляющих и уплотнении не приводили к снижению точности работы клапана, в такой арматуре часто используются дополнительные устройства — "позиционеры", контролирующие положение штока. Мембранные клапаны могут быть как одно-, так и двухседёльные. Основным достоинством таких клапанов является высокая герметичность подвижного соединения и коррозионная стойкость материалов, из которых изготавливаются мембраны, что позволяет обеспечить хорошую защиту внутренних поверхностей арматуры от воздействия рабочих сред, которые могут быть агрессивными.
Мембранная ткань
Стандартные «ядерные фильтры» имеют толщину 5-12 мкм. Нижний предел толщины обусловлен механической прочностью мембраны.
Мембранная ткань
Плотные гомогенные полимерные пленки могут очень эффективно разделять различные смеси газов и жидкостей. Однако из-за большой толщины (20 – 200 мкм) они имеют очень низкую проницаемость. Такие мембраны нельзя изготавливать в виде достаточно тонких (порядка 0,1 – 1 мкм) гомогенных пленок с повышенной проницаемостью из-за потери в столь тонких пленках механической прочности. Важным успехом в области мембранной технологии явилась разработка Лебом и Сурираджаном в 1962 году «асимметричных» мембран, у которых имеется очень тонкий селективный слой (0,1 – 1 мкм), покрывающий пористую подложку из того же самого материала. Эти асимметричные мембраны приготовляются методом инверсии фаз, заключающимся в том, что полимер из раствора переводят в отвержденное состояние через стадию образования студня, возникающего при определенных условиях фазового распада в системе полимер – низкомолекулярная жидкость. Специфическое строение студня – двухфазная система, в которой насыщенная полимером фаза представляет собой каркас, другая фаза состоит в основном из растворителя или смеси растворителя с осадителем при малом содержании полимера. Процесс получения мембран методом инверсии фаз, таким образом, сводится к трем основным этапам:
Мембранная ткань
- мембраны с открытой пористостью, которые применяются, в частности, в процессах микро- и ультрафильтрации;
Мембранная ткань
- подбором пары растворитель-осадитель;
Мембранный потенциал
Мембранный потенциал, также трансмембранный потенциал или напряжение мембраны, иногда потенциал Нернста — разница в электрическом потенциале (электрический градиент), возникающая между зарядами внутренней и внешней стороны полупроницаемой мембраны (в частном случае мембраны клетки). Что касается внешней поверхности клетки, то типичные значения мембранного потенциала для неё располагаются в диапазоне от -40 мВ до -80 мВ.
Пневматический привод арматуры
Мембранный привод представляет собой герметичную камеру, разделённую мембраной на две полости, движение ведомому звену передаётся под действием давления газа или жидкости на упругую (эластичную) мембрану из резины, металла или полимерных материалов (полиэтилен, фторопласт и пр.). Усилие, создаваемое давлением управляющей среды на мембрану, передаётся на "грибок", образованный штоком и опорным диском. Шток перемещается поступательно, величина хода штока и прогиба мембраны определяется условием равновесия подвижной системы привода, в которую входит грибок и мембрана. Силовое равновесие системы образуется в результате действия силы, создаваемой управляющим давлением на мембрану, и сил сопротивления, действующих на шток (включая силу, создаваемую упругой деформацией мембраны). Чтобы обеспечить возможность перемещения штока в обе стороны силовое замыкание системы выполняется с помощью уравновешивающей пружины или с помощью груза. Применяются также беспружинные приводы, в которых подвижная система уравновешивается давлением воздуха на мембранный блок с противоположной стороны. Принципиальные схемы действия мембранных приводов приведены на поясняющем рисунке:
Меметика
Другое определение дано Хокки Ситунгкиром и преследует цель ввести более жёсткий формализм для мемов, мемплексов и демов, рассматривая мем в качестве культурной единицы культурных комплексных систем. Он основывается на дарвиновском генетическом алгоритме с некоторыми модификациями для учёта различных эволюционных паттернов генов и мемов. Описывая метод меметики как рассмотрение культуры в виде комплексной адаптивной системы, он говорит о меметике как об альтернативной методологии культурной эволюции. Однако существует множество возможных определений слова «мем»; например, в рамках компьютерной симуляции термин «меметическое программирование» используется для определения определённой вычислительной точки зрения.
Эндомембранная система
Органеллы эндомембранной системы связаны друг с другом или непосредственным контактом, или через перенос мембранных пузырьков — везикул. Несмотря на эту общность, различные мембраны отличаются по структуре и функциям. Толщина, молекулярный состав и метаболическое поведение мембраны не фиксированы, и они могут изменяться несколько раз в течение жизни мембраны. Единственной общей характеристикой мембран является наличие липидного бислоя, который пронизан белками насквозь или белки прикрепляются к одной из его сторон.
Мембранная ткань
- добавлением в состав осадительной ванны растворителя;
Мембранная ткань
Промышленным способом получения мембран является радиационное повреждение с последующим химическим травлением тонких монолитных пленок, сформованных из расплавов или растворов полимеров.
Мембранная ткань
Этим методом получают только микрофильтрационные мембраны с размером пор от 0,1 до 10 мкм и пористостью от 10 до 20 %.
Клеточный рецептор
Метаботропные рецепторы связаны с системами внутриклеточных посредников. Изменения их конформации при связывании с лигандом приводит к запуску каскада биохимических реакций, и, в конечном счете, изменению функционального состояния клетки.
Основные типы мембранных рецепторов:
Технологии клавиатур
Мембранные клавиатуры часто используются в устройствах наподобие микроволновых печей и копировальных аппаратов. Обычно мембранная клавиатура состоит из трёх слоёв. На верхнем нанесены надписи и токопроводящие дорожки. На среднем слое отверстия в местах клавиш. На нижнем слое — токопроводящие дорожки. Когда пользователь нажимает на клавишу, он продавливает мембрану, и дорожки замыкаются.
Стетоскоп
Мембрана лучше улавливает аускультативные звуки более высоких частот, воронка — более низких. Мембрана представляет собой упругую плоскую или немного выпуклую (как часовое стекло) в сторону тела пациента пластинку, которая устанавливается на головку и как правило, является её заменяемой частью. Наиболее чувствительные мембраны изготавливают из эпоксидного материала, армированнного стекловолокном, менее чувствительные — из поливинилхлорида (ПВХ).
Вироплазма
Вироплазмы — это области заражённой вирусом клетки, в которых происходит репликация вируса и сборка вирусных частиц. В тех случаях, когда вироплазма окружена мембраной, происходит концентрирование молекул, необходимых для репликации вирусного генома и сборки вирионов, что увеличивает эффективность размножения вируса. Привлечение клеточных мембран и элементов цитоскелета может давать вирусу пользу и иного рода. Например, разрушение клеточных мембран может замедлить движение белков иммунной системы к поверхности заражённой клетки, защищая вирус от врождённого и приобретённого иммунного ответа, а перестройки цитоскелета могут способствовать выходу вирусных частиц из клетки. Вироплазма может также предотвращать разрушение вирусных молекул протеазами и нуклеазами клетки. В случае вироплазмы облегчают распространение вируса посредством тли. Вироплазмы контролируют высвобождение вирионов, когда насекомое протыкает заражённую клетку или клетку, соседнюю к заражённой.
Химический синапс
Постсинаптическая мембрана принадлежит клетке, которая принимает нервные импульсы. Механизмом трансляции химического сигнала медиатора в электрический потенциал действия на этой клетке являются рецепторы — белковые макромолекулы, встроенные в постсинаптическую мембрану.
Ядерная мембрана
Внутренняя мембрана ограничивает нуклеоплазму и изнутри покрыта ядерной ламиной, сетью промежуточных филаментов, которая поддерживает форму ядерной мембраны, обеспечивает прикрепление хроматина к оболочке ядра и участвует в регуляции экспрессии генов. Ядерная ламина состоит из белков ламинов. Внутренняя мембрана связана с наружной мембраной посредством ядерных пор, пронизывающих обе мембраны. Хотя ЭПР и обе мембраны соединены друг с другом, многие белки, входящие в их состав, фиксированы в мембране, а не диффундируют свободно в её пределах.
Геомембрана
Обладает высокой степенью эластичности, что значительно облегчает процесс монтажа даже на сложных участках объектов, кроме того, его эластичность повышает прочность на разрыв при его растяжении.
Искусственная мембрана
Мембраны могут быть выполнены в виде плоских листов, труб, капилляров и полых волокон. Мембраны выстраиваются в мембранные системы. Наиболее распространенные искусственные мембраны — полимерные электролитические мембраны. При определённых условиях, преимущественно могут быть использованы керамические мембраны.
Мембранная ткань
- формирование из раствора;
Органеллы
Органеллы делятся на мембранные (одномембранные или двумембранные) и немембранные. К одномембранным относят эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, лизосомы, другие органеллы, а также плазматическую мембрану. К двумембранным — митохондрии, пластиды, клеточное ядро. Немембранные включают в себя рибосомы и клеточный центр. Отдельно рассматривается цитоскелет — обязательная, но постоянно меняющаяся структура клетки.
Бактерии
Бактериальная клетка окружена мембраной, состоящей в основном из фосфолипидов. Мембрана окружает всё содержимое клетки и выступает в роли барьера для удержания в клетке питательных веществ, белков и других компонентов цитоплазмы. В отличие от клеток эукариот, у бактерий, как правило, отсутствуют крупные мембранные органеллы, такие как ядро, митохондрии, хлоропласты. Однако у некоторых бактерий имеются органеллы с белковой оболочкой, в которых протекают определённые метаболические процессы, например, карбоксисомы. Кроме того, у бактерий имеется многокомпонентный цитоскелет, который контролирует локализацию нуклеиновых кислот и белков внутри клетки и управляет клеточным делением.
Частично проницаемая мембрана
Частично проницаемая мембрана — мембрана, разделяющая две жидкие или газообразные фазы, обеспечивающая под действием движущей силы селективный перенос компонентов этих фаз. Также называется избирательно-проницаемой мембраной, полупроницаемой мембраной или дифференциально-проницаемой мембраной.
Мембранная ткань
Хотя существуют и другие параметры, влияющие на тип структуры мембраны, выбор системы растворитель-осадитель является наиболее важным. Кроме того, на свойства мембраны (селективность и производительность) влияют молекулярная масса полимера и его концентрация, время испарения, влажность.
Мембранная ткань
- энергия ускоренных на циклотроне тяжелых ионов выше, чем у осколков деления, вследствие чего первые имеют значительно больший пробег в веществе, что позволяет обрабатывать значительно более толстые пленки;
Мембранная ткань
Обратноосмотические мембраны изготавливают из эфиров целлюлозы, в частности, ди- и триацетата целлюлозы (VI), ароматических полиамидов (XII), полибензимидазола (XIII).
Мембрана (сайт)
Membrana — научно-популярный интернет-портал, основанный в 2000 году. Первая самостоятельная работа веб-студии Антона Болотова. Содержит развёрнутые статьи, новостную информацию, иллюстрации, фотографии; имелся форум на научные, научно-популярные и околонаучные темы.
Мембранная ткань
- удаление низкомолекулярных компонентов из системы при условии предотвращения смыкания стенок каркаса;
Мембранная ткань
В результате прохождения тяжелой заряженной частицы вдоль её траектории в веществе образуются узкие области с измененной химической и физической структурой, которые называются латентными (скрытыми) треками. Визуализация и увеличение этих треков происходит в результате избирательного травления облученного полимера. Таким образом, технологический процесс получения мембран по этому методу состоит из стадий облучения пленки потоком частиц, например, тяжелых ионов или осколками деления ядер урана, последующего травления, вымывания продуктов деструкции и сушки мембраны. Иногда для интенсификации процессов травления мембрану дополнительно подвергают жесткому ультрафиолетовому облучению.
Клеточная мембрана
Кле́точная мембра́на (также цитолемма, плазмалемма, или плазматическая мембрана) — эластическая молекулярная структура, состоящая из белков и липидов. Отделяет содержимое любой клетки от внешней среды, обеспечивая её целостность; регулирует обмен между клеткой и средой; внутриклеточные мембраны разделяют клетку на специализированные замкнутые отсеки — компартменты или органеллы, в которых поддерживаются определённые условия среды.
Регулятор давления газа
Плоская мембрана представляет собой круглую плоскую пластину из эластичного материала. Мембрана зажимается между фланцами верхней и нижней мембранных крышек. Центральная часть мембраны с обеих сторон зажата между двумя круглыми металлическими дисками (обжимными). Жесткие диски увеличивают перестановочную силу и уменьшают неравномерность регулирования.
Клеточная мембрана
Всё это привело к созданию в 1972 году С. Д. Сингером (S. Jonathan Singer) и Г. Л. Николсоном (Garth L. Nicolson) жидкостно-мозаичной модели строения мембраны. Согласно этой модели белки в мембране не образуют сплошной слой на поверхности, а делятся на интегральные, полуинтегральные и периферические. Периферические белки действительно находятся на поверхности мембраны и связаны с полярными головками мембранных липидов электростатичесткими взаимодействиями, но никогда не образуют сплошной слой. Доказательствами жидкостности мембраны служат методы FRAP, FLIP и соматическая гибридизация клеток, мозаичности — метод замораживания-скалывания, при котором на сколе мембраны видны бугорки и ямки, так как белки не расщепляются, а целиком отходят в один из слоёв мембраны.
Мембраны состоят из липидов трёх классов: фосфолипиды, гликолипиды и холестерол. Фосфолипиды и гликолипиды (липиды с присоединёнными к ним углеводами) состоят из двух длинных гидрофобных углеводородных «хвостов», которые связаны с заряженной гидрофильной «головой». Холестерол придаёт мембране жёсткость, занимая свободное пространство между гидрофобными хвостами липидов и не позволяя им изгибаться. Поэтому мембраны с малым содержанием холестерола более гибкие, а с большим — более жёсткие и хрупкие. Также холестерол служит «стопором», препятствующим перемещению полярных молекул из клетки и в клетку.
Коллигативные свойства растворов
Рассмотрим ситуацию, при которой частично проницаемая мембрана (то есть, такая, через которую могут проходить лишь мелкие объекты, например, молекулы растворителя, но не крупные — например, молекулы растворённого вещества) разделяет чистый растворитель и раствор (или два раствора с разными концентрациями). Тогда молекулы растворителя находятся практически в равных физических условиях по обе стороны мембраны, однако в более насыщенном растворе некоего вещества их концентрация, разумеется, меньше, чем в более разбавленном (в котором меньше места в растворе занимают молекулы растворённого вещества). Следовательно, со стороны менее насыщенного раствора через мембрану диффундирует большее число молекул, чем с противоположной стороны. А это значит, что растворитель попросту переходит из менее насыщенного раствора в более насыщенный, разбавляя его (выравнивая концентрации обоих растворов) и создавая давление на мембрану. Процесс этот (он называется "осмосом") можно прекратить, оказав определённое давление на более насыщенный раствор (например, при помощи поршня) —— это давление и называется "осмотическим давлением".
Мембранная ткань
Для изготовления мембран могут быть использованы как неорганические (керамика, стекла, металлы), так и органические (в первую очередь, природные и синтетические полимеры) материалы. Выбор материала ограничивает способы изготовления, получаемую структуру (морфологию) мембраны и принцип разделения. Как отмечалось выше, мембраны делятся на два класса:
Эндомембранная система
Эндомембра́нная систе́ма — система разнообразных мембран, располагающихся в цитоплазме эукариотической клетки (исключая мембраны митохондрий, пероксисом и хлоропластов). Эти мембраны делят клетку на функциональные компартменты, или органеллы. К компонентам эндомембранной системы относят ядерную оболочку, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, лизосомы, везикулы, вакуоли и клеточную мембрану. Мембраны эндомембранной системы составляют единую функциональную единицу и либо непосредственно соединяются друг с другом, либо обмениваются материалом посредством везикулярного транспорта. Стоит отметить, что в эндомембранную систему не входят мембраны митохондрий, пероксисом и хлоропластов, хотя, возможно, она произошла от митохондриальных мембран.
Мембранная ткань
Мембранная ткань состоит из нескольких слоев: верхний износостойкий слой, нижний мягкий слой. А между ними несколько защитных слоев ткани и мембрана.
Мембранная ткань
Итак, для пористых (ультра- и микрофильтрационных) мембран производительность в основном определяется размером пор. Выбор полимера для изготовления мембраны определяется его термической и химической стабильностью. Выбор полимера также важен в той мере, в какой его свойства  способствуют отложению осадков на поверхности мембраны.
Геомембрана
Материал, как правило поставляется в рулонах. Ширина стандартного рулона 2—12 метров, длина 2—150 метров, толщина 0,65—6,0 мм, рабочий температурный диапазон — –60…+100 °C.
Мембранная ткань
В связи с проблемой концентрационной поляризации и загрязнением мембран в процессах ультра- и микрофильтрации выбор материала мембраны для этих процессов учитывает возможность предотвращения загрязнения и очистки мембраны после отложения на ней осадков.
Мембранная ткань
Рассмотрим процессы, происходящие при испарении растворителя из раствора полимера. При испарении растворителя пропорционально растет концентрация остающегося полимера. В какой-то момент в растворе появляется гелевый каркас (за счет сетки зацеплений), пропитанный растворителем. Гелевый каркас начинает строиться из больших макромолекул. В растворе остается низкомолекулярная фракция полимера. При дальнейшем испарении растворителя гелевая структура переходит в набухшую остатками растворителя структуру стекла, которая сохраняется до полного испарения растворителя. Если испарение быстрое, в гелевой структуре не успевают выстроиться кристаллиты. Если же испарение медленное, то в полимере формируется кристаллическая структура. Таким образом мы получаем непористую, сплошную пленку для диффузионного разделения смесей, удельная производительность которой будет зависеть от степени кристалличности.
Мембранная ткань
- осуществление фазового распада в системе полимер - низкомолекулярная жидкость с получением студня;
Эндомембранная система
Ядерная оболочка окружает ядро и отделяет его от цитоплазмы. Она включает две мембраны, каждая из которых представлена липидным бислоем с ассоциированными белками. Наружная мембрана продолжается в шероховатый эндоплазматический ретикулум (ЭПР) и, как и он, несёт рибосомы, прикреплённые к поверхности. Наружная ядерная мембрана, кроме того, продолжается во внутреннюю ядерную мембрану в области многочисленных маленьких отверстий, называемых ядерными порами, которые пронзают ядерную оболочку. Эти поры достигают 120 нм в диаметре и регулируют транспорт молекул между ядром и цитоплазмой, позволяя некоторым проходить сквозь оболочку, а другим — нет. Ядерные поры играют существенную роль в метаболизме клеток, поскольку располагаются в области очень активного транспорта веществ. Пространство между наружной и внутренней ядерной мембраной называется околоядерным, или перинуклеарным пространством и соединено с внутренним пространством (люменом) ЭПР.
Мембранная парадигма
В физике чёрных дыр мембра́нная паради́гма является полезной моделью для визуализации и вычисления эффектов, предсказываемых общей теорией относительности, без прямого рассмотрения области, окружающей горизонт событий чёрной дыры. В этой модели чёрная дыра представляется как классическая излучающая поверхность (или мембрана), достаточно близкая к горизонту событий — растя́нутый горизо́нт. Этот подход к теории чёрных дыр был разработан Кипом Торном, Ричардом Прайсом и Дугласом Макдональдом.
Мембранная ткань
"Форма «идеального» канала, возникающего в пористых мембранах, полученных «сухим способом»."
Мембранное предохранительное устройство
Мембранное предохранительное устройство (МПУ) — устройство, относящееся к предохранительной трубопроводной арматуре и состоящее из разрывной предохранительной мембраны (одной или нескольких) и узла её крепления (зажимающих элементов) в сборе с другими элементами, обеспечивающее необходимый сброс массы парогазовой смеси при определенном давлении срабатывания. МПУ применяются для защиты объектов технологического оборудования, сосудов и трубопроводов от опасных перегрузок избыточным и (или) вакуумметрическим давлением, создаваемых рабочими средами и устанавливаются на патрубках или трубопроводах, непосредственно присоединенных к оборудованию.
Эндомембранная система
Кроме вышеперечисленных общих функций, у многоклеточных организмов плазматическая мембрана может играть некоторые специфические роли. Гликопротеины мембраны участвуют в распознавании клетками друг друга для удаления метаболитов и организации тканей. Другие белки мембраны обеспечивают прикрепление к ней цитоскелета и межклеточного матрикса, благодаря чему клетка имеет определённую форму. В плазматической мембране также встречаются ферменты, катализирующие различные химические реакции. Белки-рецепторы мембраны имеют форму, подходящую для связывания с молекулой, передающей сигнал, что вызывает различные клеточные ответы.
Мембранная ткань
- бомбардирующие частицы имеют одинаковую массу и энергию, что приводит к разрушениям в полимере одинаковой интенсивности и, как следствие, получению мембран с высокой степенью однородности пор по размерам;
Мембранная ткань
Для получения пористых мембран в поливочный раствор вводят третий компонент – осадитель, которым должна быть также летучая жидкость, но с температурой кипения на 30-40 ºС выше, чем у растворителя, смешивающаяся с последним и не растворяющая полимер. Ниже на схеме показан процесс формирования пористой структуры мембраны «сухим способом». В начальный момент (а) имеем гомогенный раствор полимера в смеси растворитель-осадитель. При удалении растворителя в какой-то момент в системе появляется твердая фаза, представляющая собой ассоциаты из больших макромолекул, пропитанные жидкой фазой, (б). Состав жидкой фазы внутри ассоциатов и между ними одинаков. В растворе остаются макромолекулы с низкой молекулярной массой. Дальнейшее испарение растворителя в силу диффузионных препятствий происходит прежде всего из внешней относительно ассоциатов части жидкости, что существенно ускоряет переход оставшихся в растворе макромолекул в оболочки ассоциатов (в). Они становятся крупнее. В растворе же остается совсем незначительное количество макромолекул. При удалении всего растворителя из внешней среды ассоциаты сближаются и соединяются в гель (г, д). Начинается интенсивное испарение остающегося внутри ассоциатов растворителя, сопровождающееся разрывом стенок вокруг ассоциатов и формированием пор по всему объему (е). Далее испаряется оставшийся осадитель.
Мембранная ткань
методом инверсии фаз
Мембранная ткань
- изменением температуры осадительной ванны.
Мембранная ткань
- непористые мембраны, применяемые, в частности, в газоразделении и первапорации.
Внутренняя мембрана митохондрий
Внутренняя мембрана состоит из множества складок именуемых кристы, которые значительно увеличивают поверхность мембраны и разбивают внутреннее пространство митохондрии на компартметы. Между собой кристы соединяться особыми перемычками белковой природы, которые помогают поддерживать их форму. Эти же перемычки обеспечивают связь внешний и внутренней мембраны в местах расположения транспортёра внешней мембраны мембраны митохондрии (TOM), который ответственен за транспорт белков из цитоплазмы через внешнюю мембрану.
Мембранная ткань
В ходе спекания исчезает поверхность раздела между контактирующими частицами. Размер пор зависит от размера частиц и от распределения частиц по размерам в порошке. Чем уже распределение частиц по размерам, тем уже распределение пор по размерам в формуемой мембране.
Эндомембранная система
Плазматическая мембрана — это фосфолипидный бислой, отделяющий клетку от окружающей среды и регулирующий транспорт молекул и сигналов в клетку и из клетки. В плазматическую мембрану вставлены белки, выполняющие различные функции. Плазматическая мембрана — это не жёсткая структура, молекулы, её образующие, способы к латеральному перемещению (то есть перемещению в плоскости мембраны). Современная модель плазматической мембраны, в которой она состоит из разнообразных молекул, способных к латеральным перемещениям, называется жидкостно-мозаичной. Малые молекулы, такие как CO, вода и кислород, могут проходить через мембрану за счёт свободной диффузии и осмоса. Крупные молекулы, необходимые клетке, доставляются внутрь специальными белками с помощью активного транспорта.
Мембранный транспорт
Мембранный транспорт — транспорт веществ сквозь клеточную мембрану в клетку или из клетки, осуществляемый с помощью различных механизмов — простой диффузии, облегченной диффузии и активного транспорта.
Митохондрия
Мембранная часть АТФ-синтазы, называемая фактором сопряжения F, представляет собой гидрофобный белковый комплекс, пронизывающий мембрану насквозь и имеющий внутри себя два полуканала для прохождения протонов водорода. Всего в состав комплекса F входит одна белковая субъединица типа "а", две копии субъединицы "b", а также от 9 до 12 копий мелкой субъединицы "c". Субъединица "а" (молекулярная масса 20 кДа) полностью погружена в мембрану, где образует шесть пересекающих её α-спиральных участков. Субъединица "b" (молекулярная масса 30 кДа) содержит лишь один сравнительно короткий погружённый в мембрану α-спиральный участок, а остальная её часть заметно выступает из мембраны в сторону F и закрепляется за расположенную на её поверхности субъединицу δ. Каждая из 9-12 копий субъединицы "c" (молекулярная масса 6-11 кДа) представляет собой сравнительно небольшой белок из двух гидрофобных α-спиралей, соединённых друг с другом короткой гидрофильной петлёй, ориентированной в сторону F, а все вместе образуют единый ансамбль, имеющий форму погружённого в мембрану цилиндра. Выступающая из комплекса F в сторону F субъединица γ как раз и погружена внутрь этого цилиндра и достаточно прочно зацеплена за него.
Мембранная парадигма
Чёрная дыра — это сгусток гравитации, на её горизонте нет вещества. Несмотря на это, горизонт выглядит для внешнего наблюдателя (вне чёрной дыры) и ведёт себя как физическая мембрана, сделанная из двумерной вязкой жидкости с определёнными механическими, электрическими и термодинамическими свойствами. Эта удивительная точка зрения, при которой горизонт рассматривается как мембрана, известна как мембранная парадигма (мембранный подход) (см. книгу Торна и др. [1] для ознакомления с более детальным изложением этого вопроса). В соответствии с этим подходом, взаимодействие горизонта с окружающей Вселенной описывается знакомыми законами для жидкости горизонта, например, уравнением Навье-Стокса, уравнениями Максвелла, уравнением приливной силы и уравнениями термодинамики. Очень важно подчеркнуть, что мембранная парадигма не есть метод приближения или некоторая аналогия. Это точный формализм, который даёт те же самые результаты, что и стандартный формализм общей теории относительности. Так как законы, определяющие поведение горизонта, имеют привычный вид, они являются мощным средством для интуитивного понимания и количественного расчёта поведения чёрных дыр в сложных ситуациях.
Мембранные белки
К мембранным белкам относятся белки, которые встроены в клеточную мембрану или мембрану клеточной органеллы или ассоциированы с таковой. Около 25 % всех белков являются мембранными.
Мембранная ткань
Первой промышленной мембранной тканью была Gore-Tex, разработанная для использования в космосе Rowena Taylor, Wilbert L. Gore и его сыном Robert W. Gore. Изначально Gore-Tex была защищена патентом, но после того как срок действия патента истёк, на рынке появились другие виды тканей с похожими свойствами.Мембранная ткань нашла широкое применение в туристических изделиях: из неё шьют куртки, брюки, делают обувь. Причина успеха этого вида ткани заключается в том, что мембранная ткань позволяет оставаться сухим под дождем, при этом тело не преет из-за недостатка воздуха.
Азотная установка
С того момента, как появились азотные установки, работающие на основе технологии мембранного разделения газов, характеристики применяемых мембран непрерывно улучшались. Современная газоразделительная мембрана представляет собой уже не плоскую пластину или плёнку, а полое волокно. Половолоконная мембрана состоит из пористого полимерного волокна с нанесённым на его внешнюю поверхность газоразделительным слоем.
Мембранная ткань
Метод заключается в прессовании порошка полимера, содержащего частицы заданного размера, с последующим спеканием при повышенной температуре, зависящей от материала. Процедура изготовления мембран методом спекания  представлена схемой.
Эндомембранная система
ЭПР играет ключевую роль в образовании, модификации и транспорте биохимических соединений для внутреннего и внешнего использования клеткой. Его мембрана служит местом образования всех трансмембранных белков и почти всех липидов для клеточных органелл, в том числе и для самого себя, а также для аппарата Гольджи, лизосом, эндосом, митохондрий, пероксисом, секреторных везикул и плазматической мембраны. Более того, бо́льшая часть белков, выделяемых клеткой наружу, а также белки, предназначенные для люмена ЭПР, аппарата Гольджи и лизосом, первоначально проходят через люмен ЭПР. Поэтому многие белки, обнаруживаемые в люмене ЭПР, находятся там только временно и впоследствии доставляются в другие места. Некоторые белки постоянно находятся в люмене и называются резидентными белками ЭПР. Эти особые белки содержат специальный сигнал удержания, представляющей собой особую последовательность аминокислот, которая заставляет органеллу удерживать их внутри. Примером резидентных белков ЭПР может служить белковый шаперон, известный как , который определяет другие белки, неправильно уложенные или процессированные, и препятствует их доставке к конечным пунктам назначения.
Искусственная мембрана
Некоторые мембраны работают в широком диапазоне мембранных операций, таких, как микрофильтрация, ультрафильтрация, обратный осмос, первапорация, сепарация газа, диализ или хроматография. Способ применения зависит от типа функциональности включеной в мембрану, которые могут быть основаны на изоляции по размеру, химическом родстве или электростатике.
Мембранная ткань
- спекание порошков, волокон и волокнистых дисперсий;
Мембранная ткань
Макромолекулы с высокой молекулярной массой при коагуляции образуют закрытые ячейки из множества запутанных друг с другом макромолекул. Макромолекулы с низкой молекулярной массой агрегируются с образованием маленьких сферических частиц. В этом случае мембраны имеют открытую ячеистую структуру. Размер сфер уменьшается с уменьшением молекулярной массы.
М-теория
M-тео́рия — современная физическая теория, созданная с целью объединения фундаментальных взаимодействий. В качестве базового объекта используется так называемая «брана» (многомерная мембрана) — протяжённый двухмерный или с бо́льшим числом измерений (n-брана) объект.
Осмотическое давление
Мембрана проницаема для частичек (молекул) определенного размера, поэтому она может, например, выборочно пропускать сквозь свои поры молекулы воды, не пропуская молекулы этилового спирта. Для газовой смеси — водорода и азота — роль полупроницаемой мембраны может выполнять тонкая палладиевая фольга, сквозь которую свободно диффундирует водород, тогда как азот она практически не пропускает. с помощью такой мембраны можно разделять смесь водорода и азота на отдельные компоненты.
Мембранная ткань
Структура и свойства поверхностного слоя зависят от продолжительности и скорости испарения растворителя, что регулируется составом паро-воздушной смеси. Иногда такой способ формирования мембран называют «сухо-мокрым».
Мембранная ткань
- травление монолитных пленок;
Мембранная ткань
- удалением растворителя при его вытеснении нерастворителем (осадителем) путём диффузии последнего из жидкости, для чего сформованный раствор полимера погружают в нерастворитель (осадитель) («мокрый способ»).
Кислородная установка
Современная газоразделительная мембрана представляет собой отнюдь не плоскую пластину или плёнку, а полое волокно. Для технологий мембранного разделения газов применяется современная половолоконная мембрана, состоящая из пористого полимерного волокна с нанесенным на его внешнюю поверхность газоразделительным слоем. Конструктивно половолоконная мембрана компонуется в виде цилиндрического картриджа, который представляет собой катушку с намотанным на неё особым образом полимерным волокном. Пористое волокно имеет сложную асимметричную структуру, плотность полимера возрастает по мере приближения к внешней поверхности волокна. Применение пористых подложек с асимметричной структурой позволяет разделять газы при высоких давлениях (до 6,5 MПа).
Дифференциальный манометр
Применяемые в дифманометрах мембраны делятся на упругие и эластичные (вялые). Упругая мембрана — гибкая круглая плоская (плоская мембрана) или гофрированная (гофрированная мембрана) пластина, способная получить прогиб под действием давления. Гофры увеличивают жёсткость мембраны и её способность к деформации. Статическая характеристика плоских мембран изменяется нелинейно с увеличением давления, поэтому здесь в качестве рабочего участка используют небольшую часть возможного хода. Гофрированные мембраны могут применяться при больших прогибах, чем плоские, так как имеют значительно меньшую нелинейность характеристики. Мембраны изготовляют из различных марок стали, бронзы, томпака, латуни и т. д. Эластичные (вялые) мембраны изготавливаются из резины на тканевой основе в виде одногофровых дисков. Используются для измерения небольших избыточных давлений и разрежений. Также используется (орбитальная сварка чистых труб) для измерения разницы давлений между атмосферой и потоком в трубе.
Базальная мембрана
Базальная мембрана — тонкий бесклеточный слой, отделяющий соединительную ткань от эпителия или эндотелия. Базальная мембрана состоит из двух пластинок: светлой () и тёмной (). Иногда к тёмной пластинке прилегает образование, называемое фиброретикулярной пластинкой ().