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Stoffgradient
Aus Kefk.
Der Stoffgradient ist das Maß der raumbezogenen Änderung einer Konzentration eines chemischen Stoffes in einem Raum, und zwar den Quotienten aus Konzentrationsunterschied und Strecke zwischen zwei Punkten in diesem Raum.
Eine Anwendung in der chemischen/biochemischen Trennung ist die Gradientenelektrophorese. Dabei wird zuvor in einem Gelgemisch ein Gradient, sei es ein Dichte-Gradient (z.B. mit Saccharose), ein Geldichte-Gradient (variable Porenweite) oder ein pH-Gradient (meist mit Ampholyten), erzeugt. Bei der folgenden elektrophoretischen Trennung konzentrieren sich dann die Stoffe in einem entsprechenden Sektor.
Eine weitere Anwendung ist die Trennung von Stoffgemischen im Dichtegradienten durch Zentrifugation.
Bei der Chromatografie werden oft mobile Phasen mit sich in der Zeit verändernden Zusammensetzungen angewendet, um verschiedene adsorbierte Stoffe nach einander zu eluieren.
In der Biologie spielen Stoffgradienten eine erhebliche Rolle:
- Im Energiestoffwechsel der Zellen: Bei der oxidative Phosphorylierung sind die "chemische Verbrennung" von an NAD gebundenem Wasserstoff und die Synthese von ATP chemiosmotisch gekoppelt über einen Protonengradienten.
- In der Morphogenese der Embryonalentwicklung.
Auch in der Geochemie und Ökologie sind Stoffgradienten bedeutsam, beispielsweise Gradienten der Sauerstoffkonzentration oder Schwefelwasserstoffkonzentration.
Bild:GRAMISCH Gradientenmischer.gif
Eine besonders einfache Form eines Gradientenmischers zur Herstellung eines Dichte-Gradienten. Links oben in gelb befindet sich eine Lösung geringer Dichte. Rechts oben in blau befindet sich eine Lösung hoher Dichte. Der Behälter rechts oben wird gerührt, während von links die Lösung geringer Dichte zuläuft, und die Mischung der beiden Lösungen nach unten in den Gradienten-Behälter abläuft, wo sich die nachfolgenden Schichten geringerer Dichte über die vorhergehenden lagern. Auf diese Weise entstehen lineare Gradienten.
Siehe auch
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