Y khoa Ykhoa, y học, y tế, kiến thức, lâm sàng, cận lâm sàng, chẩn đoán, điều trị, phác đồ, diễn đàn y khoa, hệ sinh thái y khoa online, mới nhất và đáng tin cậy.
Bốn chất tan được học tương ứng với tính thấm và tỉ lệ khuếch tán của nó qua qua một lớp lipid kép. Bảng 1-1 cho thấy bán kính nguyên tử và hệ số phân chia dầu – nước của mỗi chất tan. Sử dụng thông tin đã cho trong bảng để trả lời các câu hỏi bên dưới về hệ số khuếch tán, tính thấm và tỉ lệ khuếch tán.
1, Phương trình mô tả hệ số khuếch tán cho một chất tan là gì? Mối liên hệ giữa bán kính nguyên tử và hệ số khuếch tán?
Phương trình mô tả hệ số khuếch tán là phương trình Stokes – Einstein:
Với: D là hệ số khuếch tán; K là hằng số Boltzmann; T là nhiệt độ tuyệt đối (K); r là bán kính nguyên tử; ῃ là độ nhớt. Công thức cho thấy quan hệ tỉ lệ nghịch giữa bán kính nguyên tử và hệ số khuếch tán. Thật vậy, chất tan nhỏ có hệ số khuếch tán cao và ngược lại, chất tan lớn có hệ số khuếch tán thấp.
2, Phương trình nào liên hệ tính thấm và hệ số khuếch tán? Mối liên hệ giữa bán kính nguyên tử và tính thấm?
Với P là tính thấm; K là hệ số phân chia; D là hệ số khuếch tán; delta(x) là độ dày của màng Công thức cho thấy tính thấm tỉ lệ trực tiếp với hệ số khuếch tán D. Sâu hơn nữa, bởi vì hệ số khuếch tán tỉ lệ nghịch với bán kính nguyên tử => tính thấm cũng tỉ lệ nghịch với bán kính nguyên tử. Khi bán kính nguyên tử tăng, cả hệ số khuếch tán và tính thấm đều giảm.
3, Mối liên hệ giữa hệ số phân chia dầu – nước và tính thấm? Đơn vị của hệ số phân chia là gì? Đo hệ số phân chia bằng cách nào?
Hệ số phân chia dầu – nước (K) mô tả mối liên hệ giữa khả năng hòa tan của một chất tan trong dầu và khả năng hòa tan của nó trong nước. Hệ số phân chia cao hơn, chất tan trong dầu hay tính thấm qua màng lipid cao hơn và khuếch tán dễ dàng hơn qua màng đôi lipid. Mối liên hệ giữa hệ số phân chia dầu – nước và tính thấm được mô tả trong câu trả lời câu hỏi số 2: K cao hơn => tính thấm cao hơn.
Hệ số phân chia là một con số không có đơn vị. Nó được đo bằng cách xác định mối liên quan nồng độ của chất tan trong pha dầu và nồng độ của chất tan trong pha nước, mô tả bằng tỉ lệ hai nồng độ. Khi được mô tả như một tỉ lệ, đơn vị của nồng độ triệt tiêu nhau.
Một điểm tiềm ẩn nhầm lẫn là trong phương trình tính thấm, K hiện diện là hệ số phân chia (bàn luận câu hỏi 4); trong phương trình hệ số khuếch tán, K hiện diện cho hằng số Boltzmann.
4, Dựa vào bốn chất tan trong bảng 1-1, chất nào có tính thấm cao nhất qua màng đôi lipid?
Tính thấm qua màng đôi lipid tỉ lệ nghịch với kích thước phân tử và tỉ lệ thuận với hệ số phân chia. Thật vậy, một phân tử nhỏ với hệ số phân chia cao (chất có khả năng tan nhiều trong lipid) có tính thấm cao nhất, và một chất tan lớn với hệ số phân chia thấp có tính thấm thấp nhất.
Dựa vào bảng 1-1: chất tan B có tính thấm cao nhất vì nó có kích thước nhỏ nhất và hệ số hân chia cao nhất.
5, Dựa vào bốn chất tan trong bảng 1-1, chất nào có tính thấm thấp nhất qua màng đôi lipid?
Chất tan D có tính thấm thấp nhất vì nó có kích thước lớn nhất và hệ số phân chia thấp nhất.
6, Hai dung dịch chất tan với nồng độ khác nhau của chất tan A được phân chia bởi màng đôi lipid có diện tích bề mặt 1cm2. Nồng độ của chất tan A ở một dung dịch chất tan là 20 mmol/mL, nồng độ của chất tan A trong dung dịch chất tan còn lại là 10 mmol/mL, và tính thấm của màng đôi lipid với chất tan A là 5×10-5 cm/giây. Cái gì trực tiếp và tỉ lệ và tỉ lệ khuếch tán thực của chất tan A qua màng đôi lipid?
Công thức tính tỉ lệ khuếch tán thực của chất tan theo định luật khuếch tán Fick:
Với: J là tỉ lệ khuếch tán thực (mmol/s); P là tính thấm (cm/s); A là diện tích bề mặt (cm2); C1 là nồng độ trong dung dịch chất tan 1 (mmol/mL); C2 là nồng độ dung dịch chất tan 2 (mmol/mL).
Tỉ lệ khuếch tán thực tỉ lệ thuận với tính thấm của chất tan qua màng, diện tích bề mặt, và sự khác biệt về nồng độ qua màng.
Tỉ lệ khuếch tán thực của chất tan A:
7, Nếu diện tích bề mặt của màng đôi lipid trong câu 6 tăng gấp đôi, thì tỉ lệ khuếch tán thực của chất tan A là?
Nếu diện tích bề mặt tăng gấp đôi, tất cả các thông số khác không đổi thì tỉ lệ khuếch tán thực cũng tăng gấp đôi.
8, Nếu tất cả điều kiện được nhận định giống với điều kiện được mô tả trong câu hỏi 6, ngoại trừ chất tan A được thay thế bằng chất tan B, tỉ lệ khuếch tán thực của chất tan B là?
Bởi vì chất tan B có cùng bán kính nguyên tử như chất tan A, nhưng hai lần hệ số phân chia dầu
– nước, tính thấm và tỉ lệ khuếch tán thực của chất tan B phải gấp hai so với chất tan A. Do đó, tính thấm của chất tan B là 1×10-4 cm/s và tỉ lệ khuếch tán thực của chất tan B là 1×10-3 mmol/s.
9, Nếu tất cả điều kiện được nhận định giống với điều kiện được mô tả trong câu hỏi 8, ngoại trừ nồng độ của chất tan B trong 20 mmol/mL chất tan gấp đôi lên là 40 mmol/mL, tỉ lệ khuếch tán thực của chất tan B là?
Nếu nồng độ cao hơn của chất tan B là gấp đôi, tỉ lệ khuếch tán thực tăng 3×10-3 mmol/s (gấp 3 lần):
Nếu bạn nghĩ rằng tỉ lệ khuếch tán sẽ gấp đôi, nên nhớ rằng tỉ lệ khuếch tán tỉ lệ thuận với sự khác biệt nồng độ qua màng, sự khác biệt nồng độ là gấp ba.
Case được dịch từ sách: Physiology cases and problems
Dựa trên bản dịch của: NGUYỄN THỊ HUỲNH NHƯ – Khoa Y ĐHQG TP.HCM
