پتانسیل زتا

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

پتانسیل Zeta به عنوان یک پتانسیل الکتریکی در پیرامون ذرات و همچنین سلولها وجود دارد که تحقیقات زیادی در مورد این پتانسیل الکتریکی اطراف غشاء انجام شده است. سلولها در محلول به علت وجود خاصیت‌های یونی، همچنین ترکیبات سازنده غشاء(مانند پروتتینها، چربی‌ها و قندها) و پخش بار در سطح غشاء آنها دارای یک بار الکتریکی در سطح غشاء می باشند. گسترش بار در اطراف غشاء باعث تأثیر بر روی یونهای مجاور شده که نتیجه آن افزایش غلظت تعداد یونها (یونهای با بار الکتریکی مخالف) در فاصله نزدیک غشاء می شود. بنابراین غشاء در محلول توسط یک لایه از یونهای با بار مخالف محصور شده که این لایه به وجود آمده لایه ثابت(Fixed layer) می گویند. در قسمت بیرونی لایه ثابت، تعداد زیادی از یونها با بار بارهای مختلف وجود دارد که باعث تشکیل یک لایه ابری شکل(Cloud like region) می شود. بنابر این دولایه الکتریکی (Electrical Bilayer) در ناحیه ای که سطح غشاء در مجاورت محیط مایع اطراف آن وجود دارد، تشکیل می شود. این دو لایه توسط دو قسمت شرح داده می شود:

  1. قسمت درونی: شامل یونهایی است که به صورت قوی با سطح خارجی غشاء اتصال پیدا کرده است.
  2. قسمت بیرونی یا ناحیه پراکنده که یونها در آن قسمت در حالت تعادل یونی به سر می برند.

پتانسیل موجود در این قسمت با افزایش فاصله از غشاء کاهش پیدا کرده، تا جایی که به صفر برسد. هنگامی که بر محیط مایع اطراف سلول میزان معینی ولتاژ اعمال شود سلولها از طریق بار موجود در غشاء به سمت الکترود با قطب مخالف بار غشاء حرکت می کنند. حرکت سلولها به دلیل اثر ولتاژ خارجی بر روی لایه ثابت و همچنین بر روی قسمتی از ناحیه پراکنده و قسمت بینا بینی این دو ناحیه در سطح غشاء می باشد.این دو قسمت و قسمت بینابینی آن به shear plane معروف می باشد و بار الکتریکی موجود در این قسمت پتانسیل zeta نام دارد. پتانسیل Zeta به عنوان قسمت کاربردی بار الکتریکی سطح غشاء عمل می کند. ماهیت محیطی که سلول در آن قرار دارد، میزان يونها و PH محیط بر روی میزان پتانسیل zeta تأثیر می گذارد.بسیاری از مواد هنگام قرار گرفتن در مایعات و یا آب از خود درجات متفاوتی از پتانسیل zeta را نشان می دهند. همچنین مولکولهای آبی که در مجاورت غشای سلولی وجود دارند تقریباً بی حرکت هستند و وجود آنها همراه با گروه‌های باردار در سطح غشاء باعث تأثیر در انتشار یونهای متحرک می شود. سطح غشای سلولهای ایزوله شده معمولاً دارای بار منفی است. بار موجود در دولایه الکتریکی(Electrical Bilayer) آن با بار یونهای مخالف محیط به تعادل می رسد. این پتانسیل ایجاد شده در چنین محیط استاتیکی به صورت تصاعدی با ایجاد فاصله از سطح غشاء کاهش می یابد.در صورتی که این سطح در طول محیط حرکت کند یک لایه نازکی از محیط همراه با مقداری از یونها با این غشای حرکت می کنند. در نتیجه پتانسیلی در سطح غشاء به نام پتانسیل zeta ایجاد می شود که به وسیلهٔ روش‌های کینتیکی مثل الکتروفورز اندازه گیری می شود که مقدار آن چند میلی ولت کمتر از پتانسیل واقعی غشاء می باشد. در اغلب سلولها این پتانسیل اندازه گیری شده بین -10 تا -20 میلی ولت است. در غشاهای سلولی، محیط‌های مایع خاص مجاور غشاء ممکن است بر روی فعالیت غشاء اثر بگذارند. در نتیجه غلظت یونهای نزدیک در سطح غشاء ممکن است از کل یونهای محیط متفاوت شوند