Search results

1

Activation energy of viscous flow for some globular and non-globular proteins obtained from viscosity measurements and modified Arrhenius equation

100%

Monkos K.

Annales Academiae Medicae Silesiensis

|

2009

|

vol. 63

|

issue 4

27-38

EN

BACKGROUND: The aim of the present paper was investigation of the temperature dependence of the activation energy of viscous fl ow for some proteins in aqueous solutions. MATERIAL AND METHODS: The viscosity of hen egg-white lysozyme, bovine 􀈕-lactoglobulin, and human, bovine and porcine IgG immunoglobulin aqueous solutions was measured at temperatures ranging from 5oC to 55oC and in a wide range of concentrations. The measurements were performed with an Ubbelohdetype capillary microviscometer. RESULT S : The average value of the activation energy of viscous fl ow ΔE can be experimentally obtained from the slope of the line that represents the dependence of the liquid viscosity η (in logarithmic scale) versus a reciprocal of the absolute temperature (T-1). The functional dependence of ΔE on temperature can be obtained from strict defi nition ΔE = R[dlnη/d(T-1)], where R is the gas constant and from a three parameters modifi ed Arrhenius formula which gives an analytical function describing the viscosity-temperature dependence for proteins solutions in a wide range of temperatures. As appears, ΔE obtained in such a way decreases with increasing temperature according to a square function. The parameters of this function have been obtained for all studied proteins. CONCLUSIONS: The obtained results show that square function describes the temperature dependence of ΔE both for water, solutions and proteins themselves. One of the main factor which infl uence the activation energy is a molecular mass of protein. However, the results obtained for the studied immunoglobulins IgG show that this factor is not the only one.

PL

WSTĘP: Celem niniejszej pracy było zbadanie temperaturowej zależności energii aktywacji przepływu lepkiego dla kilku białek w roztworach wodnych. MATERIAŁ I METODY: Lepkość wodnych roztworów lizozymu jaja kurzego, β-laktoglobuliny bydlęcej oraz ludzkiej, bydlęcej i świńskiej immunoglobuliny IgG zmierzono w zakresie temperatur od 5oC do 55oC i w szerokim zakresie stężeń. Pomiary wykonano przy pomocy kapilarnego mikrowiskozymetru typu Ubbelohde’a. WYNIKI: Średnią wartość energii aktywacji przepływu lepkiego ΔE można doświadczalnie otrzymać z nachylenia prostej przedstawiającej zależność lepkości cieczy η (w skali logarytmicznej) od odwrotności temperatury bezwzględnej (T-1). Funkcyjną zależność ΔE od temperatury można otrzymać z dokładnej definicji ΔE = R[dlnη/d(T-1)], gdzie R jest stałą gazową oraz z trójparametrycznego zmodyfi kowanego równania Arrheniusa, które daje analityczną funkcję opisującą temperaturową zależność lepkości dla roztworów białek w szerokim zakresie temperatur. Jak się okazuje, ΔE otrzymana w ten sposób maleje ze wzrostem temperatury zgodnie z funkcją kwadratową. Parametry tej funkcji zostały wyznaczone dla wszystkich badanych białek. WNIOSKI: Otrzymane wyniki pokazują, że funkcja kwadratowa opisuje temperaturową zależność ΔE zarówno dla wody, roztworów jak i samych białek. Jednym z głównych czynników wpływających na energię aktywacji jest masa molowa białka. Jednakże, wyniki otrzymane dla badanych immunoglobulin IgG pokazują, że nie jest to czynnik jedyny.

2

A comparative study on translational diff usion coeffi cient for some mammalian serum albumins

100%

Monkos K.

Annales Academiae Medicae Silesiensis

|

2010

|

vol. 64

|

issue 5-6

43-53

EN

BACKGROUND The aim of the present paper is investigation of the volume fraction dependence of the translational diffusion coefficient for some mammalian serum albumins in aqueous solutions. MATERIAL AND METHODS The viscosity of bovine, equine, ovine and rabbit serum albumin aqueous solutions was measured at temperatures ranging from 5oC to 45oC and in a wide range of concentrations. The measurements were performed with an Ubbelohde-type capillary microviscometer. RESULTS Translational diffusion coefficient at infinitely dilute solutions Do(T) can be calculated from generalized Stokes-Einstein equation if the hydrodynamic radius of albumin is known. It gives Do(T) in the range from 3.5×10-11 m2 /s (at 5oC) to 10.2 10-11 m2 /s (at 45oC) for bovine serum albumin, from 3.59×10-11 m2 /s (at 5oC) to 10.4 10-11 m2 /s (at 45oC) for equine serum albumin, from 3.42×10-11 m2 /s (at 5oC) to 9.92×10-11 m2 /s (at 45oC) for ovine serum albumin, and from 3.36×10-11 m2 /s (at 5oC) to 9.74×10-11 m2 /s (at 45oC) for rabbit serum albumin. Translational diffusion coefficient for higher concentrations D(T,φ) can be obtained from the relation: D(T,φ) = Do(T)Ηo(T)/Η(T,φ), where φ denotes volume fraction and Ηo(T) and Η(T,φ) are viscosities of water and solution, respectively, at temperature T. CONCLUSIONS The obtained results show that the translational diffusion coefficient decreases linearly with increasing volume fraction, when φ does not exceed the value of about 0.1. The dependence of the translational diffusion coefficient on volume fraction in a broader range of φ, i.e. from dilute to concentrated solutions, is nonlinear and can be described by a stretched exponential function.

PL

WSTĘP Celem niniejszej pracy jest zbadanie zależności współczynnika dyfuzji translacyjnej od ułamka objętościowego dla albumin surowicy kilku ssaków w roztworach wodnych. MATERIAŁ I METODY Lepkość wodnych roztworów albuminy surowicy wołowej, końskiej, owczej i króliczej zmierzono w zakresie temperatur od 5oC do 45oC i w szerokim zakresie stężeń. Pomiary wykonano przy pomocy kapilarnego mikrowiskozymetru typu Ubbelohde’a. WYNIKI Współczynnik dyfuzji translacyjnej dla roztworów rozcieńczonych Do(T) można obliczyć z uogólnionego równania Stokesa-Einsteina, jeżeli znany jest promień hydrodynamiczny albuminy. Daje to Do(T) w zakresie od 3.5×10-11 m2 /s (w 5oC) do 10.2×10-11 m2 /s (w 45oC) dla albuminy surowicy wołowej, od 3.59×10-11 m2 /s (w 5oC) do 10.4×10-11 m2 /s (w 45oC) dla albuminy surowicy końskiej, od 3.42×10-11 m2 /s (w 5oC) do 9.92×10-11 m2 /s (w 45oC) dla albuminy surowicy owczej i od 3.36×10-11 m2 /s (w 5oC) do 9.74×10-11 m2 /s (w 45oC) dla albuminy surowicy króliczej. Współczynnik dyfuzji translacyjnej dla wyższych stężeń D(T,φ) można otrzymać z relacji: D(T,φ) = Do(T)Ηo(T)/Η(T,φ), w której φ oznacza ułamek objętościowy a Ηo(T) i Η(T,φ) są, odpowiednio, lepkością wody i roztworu w temperaturze T. WNIOSKI Otrzymane wyniki pokazują, że współczynnik dyfuzji translacyjnej maleje liniowo wraz ze wzrostem ułamka objętościowego, jeżeli φ nie przekracza wartości około 0.1. Zależność współczynnika dyfuzji translacyjnej od ułamka objętościowego w szerszym zakresie φ , tzn. dla roztworów od rozcieńczonych do stężonych, jest nieliniowa i można ją opisać rozciągniętą funkcją wykładniczą.

3

Temperature and concentration dependence of translational diffusion coefficient for human serum albumin in aqueous solutions at different pH

100%

Monkos K.

Annales Academiae Medicae Silesiensis

|

2013

|

vol. 67

|

issue 3

184-193

EN

B A C K G R O U N D The aim of the present paper is to investigate the temperature and concentration dependence of the translational diffusion coefficient for human serum albumin in aqueous solutions at neutral pH and at the isoelectric point. M A T E R I A L A N D M E T H O D S The viscosity of human serum albumin aqueous solutions at pH 4.7 and 7.0 was measured at temperatures ranging from 5oC to 45oC and in a wide range of con-centrations. The measurements were performed with an Ubbelohde-type capillary microviscometer. R E S U L T S The translational diffusion coefficient of a protein in infinitely dilute solutions Do(T) can be calculated from the generalized Stokes-Einstein equation if the hydrodynamic radius of the studied protein is known. For hydrated human serum albumin, this equation gives Do(T) in the range of 3.45 x 10-11 m2/s (at 5oC) to 10.0 x 10-11 m2/s (at 45oC). The translational diffusion coefficient for higher concentrations of D(T,F) can be obtained from the relation: D(T,F) = Do(T)ho(T)/h(T,F), where F denotes the volume fraction and ho(T) and h(T, F) are the viscosities of water and the solution at temperature T, respectively. C O N C L U S I O N S The translational diffusion coefficient of human serum albumin in solutions both at pH 4.7 and 7.0 decreases linearly with increasing volume fraction, when  does not exceed the value of about 0.11. The dependence of the translational diffusion coefficient on volume fraction in the whole measured range of is non-linear and can be described by a stretched exponential function. The scaling parameters in this function are different at different values of pH. The dependence of the translational diffusion coefficient on temperature, in turn, can be described by the three-parameter Vogel-Tammann-Fulcher’s equation.

PL

W S T Ę P Celem niniejszej pracy jest zbadanie zależności współczynnika dyfuzji translacyjnej od temperatury i ułamka objętościowego dla albuminy surowicy ludzkiej w roztworach wodnych przy neutralnym pH oraz w punkcie izoelektrycznym. M A T E R I A Ł I M E T O D Y Lepkość wodnych roztworów albuminy surowicy ludzkie j przy pH 4,7 i 7,0 zmierzono w zakresie temperatur 5–45 o C i w szerokim zakresie stężeń. Pomiary wykonano za pomocą kapilarnego mikrowiskozymetru typu Ubbe-lohde’a. W Y N I K I Współczynnik dyfuzji translacyjnej białka dla roztworów rozcieńczonych D o (T) można obliczyć z uogólnionego równania Stokesa-Einsteina, jeżeli znany jest promień hydrodynamiczny badanego białka. Dla uwodnionej albuminy surowicy ludzkiej równanie to daje D o (T) w zakresie od 3,45 ¥ 10 -11 m 2 /s (w 5 o C) do 10,0 ¥ 10 -11 m 2 /s (w 45 o C). Współczynnik dyfuzji translacyjnej dla wyższych stężeń D(T, F ) można otrzymać z relacji: D(T, F ) = D o (T) h o (T)/ h (T, F ), w której F oznacza ułamek objętościowy a h o (T) i h (T, F ) to lepkości, odpowiednio, wody i roztworu w temperaturze T. W N I O S K I Współczynnik dyfuzji translacyjnej albuminy surowicy ludzkiej w roztworach wodnych zarówno przy pH 4,7 jak i 7,0 maleje liniowo wraz ze wzrostem ułamka objętościowego, jeżeli F nie przekracza wartości około 0,11. Zależność współczynnika dyfuzji translacyjnej od ułamka objętościowego w całym mierzonym zakresie F jest nieliniowa i można ją opisać rozciągniętą funkcją wykładniczą. Parametry skalowania w tej funkcji są różne przy różnych wartościach pH. Z kolei zależność współczynnika dyfuzji translacyjnej od temperatury może być opisana przez trójparametryczne równanie Vogela-Tammanna-Fulchera.

4

Kliniczne zastosowania laserowo-optycznego rotacyjnego analizatora krwinek czerwonych LORCA

63%

Słowińska L., Monkos K.

Annales Academiae Medicae Silesiensis

|

2010

|

vol. 64

|

issue 3-4

42-47

EN

Laser-assisted Optical Rotational Cell Analyser LORCA is a precise instrument capable to investigation of aggregations and deformability of erythrocytes. In the paper the action principles of the instruments is presented and the measured quantities such as the aggregation amplitude, aggregation half time, aggregation index and elongation index are defi ned. A comparison of mean values of those quantities for the control group and groups of patients with obesity (body mass index – BMI > 35), pancreas tumor, myocardial infarction, obstructive sleep apnea, age-related macular degeneration and diabetes mellitus of the type 2 is made.

PL

Laserowo-optyczny rotacyjny analizator krwinek czerwonych LORCA jest precyzyjnym przyrządem służącym do badania agregacji i odkształcalności erytrocytów. W pracy przedstawiono zasadę działania tego przyrządu oraz zdefiniowano wielkości przez niego mierzone, takie jak amplituda agregacji, czas połowicznego odtwarzania agregacji, indeks agregacji oraz indeks elongacji. Porównano średnie wartości tych wielkości dla grupy kontrolnej osób zdrowych oraz grup chorych na otyłość (body mass index – BMI > 35), raka trzustki, zawał serca, obturacyjny bezdech we śnie, zwyrodnienie plamki żółtej związane z wiekiem oraz cukrzycę typu 2.

Refine search results

4 Annales Academiae Medicae Silesiensis

1 2013

2 2010

1 2009

4 Monkos K.

1 Słowińska L.

Activation energy of viscous flow for some globular and non-globular proteins obtained from viscosity measurements and modified Arrhenius equation

A comparative study on translational diff usion coeffi cient for some mammalian serum albumins

Temperature and concentration dependence of translational diffusion coefficient for human serum albumin in aqueous solutions at different pH

Kliniczne zastosowania laserowo-optycznego rotacyjnego analizatora krwinek czerwonych LORCA