코일-글로불 전환

Coil–globule transition

폴리머 물리학에서, 코일-글로불 전환은 이상적인 코일 상태를 통해 확장된 코일 상태에서 붕괴된 구상체 상태로, 또는 그 반대의 경우를 말한다. 코일-글로불 전환은 단백질과[1] DNA와 같은 생물학적 고분자에 코일-글로불 전환이 존재하기 때문에 생물학에서 중요하다.[2] 교차연계 폴리머 젤의 팽창 작용과도 유사하여 약물 전달을 제어하기 위한 생체공학에 관심이 있다. 이 영역에 대한 관심의 코일-글로불 전환이 있는 폴리(N-이소프로필라크릴라미드)의 폴리(PNIPAm)가 특히 두드러진 예다.[3]

설명

그것의 코일 상태에서는, 그 매크로몰리큘의 교화 반경은 그것의 3/5 동력으로 체인의 길이에 따라 척도된다. 코일-글로불 전환을 통과할 때 (전환 시) 절반 전력으로 체인 길이만큼 스케일링, 그리고 마지막으로 붕괴 상태에서 1/3 전력으로 스케일링으로 이동한다.[4] 전환의 방향은 종종 구성 '코일 대 글로불' 또는 '글로불 대 코일' 전환에 의해 지정된다.

기원

이러한 전환은 고분자 체인이 양호한 용매 동작에서 이상적인 용매 동작 또는 테타 용매 동작으로 전환된 것과 관련이 있다. 표준 코일-글로불 전환은 상부 임계 용액 온도 및 관련 플로리 세타 지점과 연관된다. 이 경우, 붕괴는 냉각과 함께 발생하며, 중합체의 유리한 매력 에너지로부터 그 자체로 발생한다. 두 번째 유형의 코일-글로불 전환은 대신 낮은 임계 용액 온도 및 해당 세타 지점과 연관된다. 이 붕괴는 온도가 상승하면서 발생하며 혼합의 불리한 엔트로피에 의해 일어난다.[5] 이러한 유형의 예는 위에서 언급한 폴리머 PNIPAAM에 의해 구체화된다. 코일 입상 전환은 다전극의 경우 전하 효과에 의해 구동될 수도 있다. 이 경우 용액 내의 pH 및 이온 강도 변화는 붕괴를 유발할 수 있으며, 반작용 농도의 증가는 일반적으로 균일하게 충전된 다극전극에서 붕괴로 이어질 수 있다.[6] 양전하와 음전하를 모두 포함하는 폴리아홀라이트의 경우, 그 반대의 경우도 참일 수 있다.

참고 항목

인용구

  1. ^ Sherman, E; Haran G (2006). "Coil-globule transition in the denatured state of a small protein". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 103 (31): 11539–11543. Bibcode:2006PNAS..10311539S. doi:10.1073/pnas.0601395103. PMC 1544205. PMID 16857738.
  2. ^ Vasilevskaya, VV; Khokhlov AR (1995). "Collapse of a Single DNA Molecule in Poly(Ethylene Glycol) Solutions". Journal of Chemical Physics. 102 (16): 6595–6602. Bibcode:1995JChPh.102.6595V. doi:10.1063/1.469375.
  3. ^ Wu, C; Wang X (1998). "Globule-to-Coil Transition of a Single Homopolymer Chain in Solution" (PDF). Physical Review Letters. 80 (18): 4092–4094. Bibcode:1998PhRvL..80.4092W. doi:10.1103/PhysRevLett.80.4092. Archived from the original (PDF) on 21 July 2011. Retrieved 25 September 2010.
  4. ^ "The globule to coil transition". Archived from the original on 15 May 2011. Retrieved 25 September 2010.
  5. ^ Simmons, DS; Sanchez IC (2008). "A Model for a Thermally Induced Polymer Coil-to-Globule Transition". Macromolecules. 41 (15): 5885–5889. Bibcode:2008MaMol..41.5885S. doi:10.1021/ma800151p.
  6. ^ Ulrich, S; Laguecir A (2005). "Titration of hydrophobic polyelectrolytes using Monte Carlo simulations". Journal of Chemical Physics. 122 (9): 094911. Bibcode:2005JChPh.122i4911U. doi:10.1063/1.1856923. PMID 15836185.