Membránok, nanopórusok, ioncsatornák és elektrokémiai kettősrétegek tulajdonságainak vizsgálata számítógépes szimulációkkal
|
|
- Borbála Virág Fekete
- 7 évvel ezelőtt
- Látták:
Átírás
1 Membránok, nanopórusok, ioncsatornák és elektrokémiai kettősrétegek tulajdonságainak vizsgálata számítógépes szimulációkkal Cél: A címben felsorolt inhomogén elektrolitikus rendszerek tulajdonságainak vizsgálata elméleti módszerekkel. Ezen rendszerek közös jellemzője, hogy elektrolitoldatokban vannak jelen. Az elektrolitok olyan anyagok, amelyek egy oldószerben (általában vízben) elmozdulásra képes töltéshordozóként (ionként) vannak jelen. Érdeklődésünk középpontjában az élettanilag fontos szervetlen ionok (Na +, Ca 2+, K +, stb.) állnak. Az ilyen oldatoknak mind a technológiai, mind a biológiai jelentősége nagy. Szokták mondani, hogy testünk 60 százaléka víz. Valójában elektrolitoldat. A vér egy elektrolitoldat. A sejtek belsejében a citoplazma egy elektrolitoldat. A tengervíz is egy elektrolitoldat. Sőt, bár kevésbé tömény, a csapvíz is egy elektrolitoldat. Az erőművek és vegyiüzemek csőrendszereiben keringő hűtővíz is elektrolitoldat. És sorolhatnánk. A munka során egyszerű modelleket alkotunk a vizsgált rendszerekre és azokat molekuláris szimulációs módszerrel vizsgáljuk. A számítások a mikroszkopikus jellemzők (a részecskék között ható erők) ismeretében makroszkopikus (termodinamikai, fenomenológiai) tulajdonságokat szolgáltatnak. Ilyenek pl. a póruson/csatornán át folyó áram nagysága, a membránon adszorbeálódott anyag mennyisége, vagy a csatornában/kettősrétegben megkötődött ionok mennyisége. Habár ezek statisztikailag átlagolt mennyiségek, mérésekkel mégis sokszor nehezen meghatározhatók. A szimulációink egyik fő célja tehát, hogy a rendszerek mikroszkopikus szintű viselkedésére vonjunk le következtetéseket. Ahol lehetőség van rá, kísérleti adatokkal vetjük össze számításainkat. Erre azért is szükség van, hogy a felállított modellt megfelelően kalibráljuk. Módszer: Az elsődleges módszer a Monte Carlo (MC) szimulációs módszer. Ez egy statisztikus mechanikai eljárás, amivel a rendszer mikroszkopikus szintű tulajdonságainak (részecskék között ható erők, geometriai kényszerek, külső erők, stb.) ismeretében a rendszer makroszkopikus (fenomenologikus, mérhető) tulajdonságait tudjuk kiszámolni. Az MC programokat magunk fejlesztjük Fortran nyelven és a tanszéken található Linux klaszteren futtatjuk. Bár az MC módszert elsősorban egyensúlyi módszerek vizsgálatára találták ki, mi kifejlesztettünk olyan technikákat, amik révén nem-egyensúlyi rendszerek vizsgálatára is alkalmazhatók. Ez lehetővé teszi az MC módszer szofisztikált mintavételezési technikáinak alkalmazhatóságát.
2 A vizsgált rendszerek: Elektrokémiai kettősrétegek Ezek a kettősrétegek egy töltött felület mellett alakulnak ki. A negatívan töltött felület mellett pl. felhalmozódnak a pozitív ellenionok. A kettősréteg kialakul az elektródok mellett ugyanúgy, mint a sejtmembrán mellett. Jelentősége tehát az elektrokémiában és a molekuláris biológiában/biofizikában is nagy. A kettősréteg szerkezete befolyásolja az elektrokémiai folyamatok illetve a sejtmembránon át folyó transzport sebességét egyaránt. Biológiai membránok A biológiai membránok általában két, különböző összetételű elektrolitotoldatot választanak el egymástól. A sejten belül a citoplazma található, ahol nagy mennyiségben található K + és különböző töltött szerves molekulák. A sejten kívüli térrész (sokszor a vér) nagy mennyiségben tartalmaz Na + iont, azonkívül található itt Ca 2+ ion meg sok minden egyéb. A sejtmembrán azonkívül, hogy definiálja, védi, a külvilágtól izolálja a sejtet, a külvilággal való kapcsolattartást is biztosítja. Ezt a kapcsolattartást nagyrészt anyagtranszport formájában végzi. Mivel azonban a membrán nagyobb poláros és töltött molekulák számára nem áteresztő, ezt a transzportot speciális, az evolúció által e célra alkotott membránfehérjék bonyolítják le (ld. ioncsatornák). A másik mechanizmus, amivel a sejt és környezete kommunikálhat egymással elektrosztatikus jellegű. A membrán két oldala között egy potenciálkülönbség alakul ki, ezt nevezzük nyugalmi potenciálnak. Ha ez a potenciálkülönbség megváltozik, az egy elektromos ingert jelent a sejt számára. Ezt az ingert az erre célra szolgáló sejtek, az idegsejtek továbbítják az ún. akciós potenciál formájában.
3 Szimulációink során mindkét jelenséget tanulmányozzuk már csak azért is, mert szorosan összefüggenek: az ioncsatornákon át folyó ionáram megváltoztatja a membránpotenciált, illetve a membránpotenciál megváltozása nyitja az ioncsatornákat. Ioncsatornák Az ioncsatornák olyan membránfehérjék, amelyek átfúrják a membránt és a közepükön egy pórus halad végig, amin az ionok egyszerű diffúzióval áthaladhatnak. Az ioncsatornák lehetnek nyitott vagy zárt állapotban, ezen állapotok között külső (elektromos vagy kémiai) inger hatására váltanak. Továbbá rendkívül szelektívek lehetnek, ami azt jelenti, hogy egy adott iont sokkal nagyobb valószínűséggel engednek át, mint egy másik iont. A nevüket is gyakran ezen ionok után kapják, mint pl. a nátriumcsatornák vagy a kalciumcsatornák. A csatornák szelektivitása egy szűk térrészben, a szelektív szűrőben dől el. Vizsgálataink során főként ezt a részt modellezzük és a szelektivitási mechanizmusokra koncentrálunk. Mind az ionoknak a szűrőben való szelektív megkötődését, mind az ionoknak a csatornán keresztül való szelektív áramát vizsgálat alá vesszük. Mesterséges nanopórusok Ezeket a nanopórusokat úgy alakítják ki, hogy egy műanyagfólián átlőnek egy nehéziont, majd az így keletkezett szűk járatot savas kezeléssel tágítják. Ily módon kúp alakú pórusokat kapnak, amelyek felületére kémiai kezeléssel vagy egyszerűen a ph beállításával töltéseket lehet felvinni. Ezen pórusok vizsgálatát sok esetben az ioncsatornák motiválták, ezért sokszor nevezik őket bioutánzó pórusoknak is. Vizsgálatukat az indokolja, hogy sokkal stabilabbak, olcsóbbak, és könnyebben vizsgálhatók, mint az ioncsatornák. Szelektivitási és vezetési mechanizmusuk viszont sokszor ugyanazokon a fizikai elveken nyugszik. Fontos továbbá, hogy a manapság egyre nagyobb figyelmet kapó elektrokémiai kondenzátorok (szuperkondenzátorok) hasonló elveken működnek. Ezek vizsgálata szintén a terveink között van.
4 Kísérleti vizsgálatok kimutatták, hogy ezeknek a nanopórusoknak nagyon érdekes tulajdonságai lehetnek. Egyenirányításra lehet pl. használni őket. Ennek révén ionpumpák készítésére használhatók. A felületi töltéseloszlás mintázatának szabályozásával szelektívvé tehetők. Ez ionszelektív membránok készítésére ad lehetőséget. Modellezéssel és szimulációval mindezen jelenségek jól vizsgálhatók. Megérthetjük azokat a mikroszkopikus szintű mechanizmusokat, amik ezeket folyamatokat irányítják, így javaslatokat tehetünk céljainknak megfelelő nanopórusok készítésére. A jobb oldali ábra pl. egy egyenirányító P-N nanopórus (negatív és pozitív töltéseloszlással rendelkezik, mint egy P-N dióda) egyenirányító tulajdonságát mutatja, amit szimulációkkal kaptunk. Mit kaphatsz a munkában való részvételtől? Elsősorban szemléletmódot. Megértheted, hogy a szemünk előtt zajló makroszkopikus folyamatokat mikroszkopikus erők irányítják, azok határozzák meg, hogy mit észlelünk a műszereinkkel. Ez egy komplex munka: 1. a modellek fizikai alapon működnek, jobban megismerjük tehát a mechanika (a részecskék a mechanika Newton törvényeinek engedelmeskedve röpködnek, végzik hőmozgásukat) és az elektrodinamika (a részecskék között ható erők alapvetően elektrosztatikus jellegűek Coulomb) törvényeit. 2. Ezek a rendszerek egy különböző termodinamikai állapotjelzőkkel jellemzett makroszkopikus sokaságban vannak jelen: rögzített pl. a hőmérséklet vagy az elektrolit összetétele (koncentrációk). A transzportot is ezen termodinamikai állapotjelzők különbözősége (gradiense) hajtja. Mélyebben megismerjük tehát a fizikai kémia alapvető területeit: statisztikus és fenomenologikus termodinamika, elektrokémia, transzportfolyamatok, stb. 3. Fizikai modelljeinket a matematika nyelvén fogalmazzuk meg. Megismerkedhetünk a vektoranalízis és a numerikus eljárások alapelveivel. Láthatjuk a matematikát akció közben, nemcsak elvont képletek formájában. Önbizalmat és jártasságot kaphatunk a matematika praktikus használatát illetően. 4. A modelljeinket egy számítógépes program formájában alkotjuk meg és a szimulációkat is számítógépen futtatjuk. Megtanulhatjuk a programozás alapjait (Fortran nyelven, de ez részletkérdés), megtanulhatjuk, hogyan kezeljük a szimulációkat a számítógépes klaszteren ( hogyan írjunk szkripteket, hogyan dolgozzuk fel hatékonyan az eredményeinket, és hogy hogyan ábrázoljuk őket. Mindezt Linux környezetben, ami erre a munkára sokkal alkalmasabb. Megismerkedhetünk tehát a Windows mellett egy másik operációs rendszerrel is. 5. Eredményeinkből tudományos publikációt és/vagy TDK dolgozatot írhatunk. Erre
5 elsősorban a LaTeX szövegszerkesztő rendszert használjuk. Megismerkedhetünk ennek a rendszerrel az előnyös tulajdonságaival, megtanulhatjuk a használatát. Mik az elvárások? Kíváncsiság, nyitottság. További részletek: dezsoboda@gmail.com Telefon: +36/88/ Skype: bodadezso
Termodinamikai egyensúlyi potenciál (Nernst, Donnan). Diffúziós potenciál, Goldman-Hodgkin-Katz egyenlet.
Termodinamikai egyensúlyi potenciál (Nernst, Donnan). Diffúziós potenciál, Goldman-Hodgkin-Katz egyenlet. Biológiai membránok passzív elektromos tulajdonságai. A sejtmembrán kondenzátorként viselkedik
RészletesebbenMembránpotenciál, akciós potenciál
A nyugalmi membránpotenciál Membránpotenciál, akciós potenciál Fizika-Biofizika 2015.november 3. Nyugalomban valamennyi sejt belseje negatív a külső felszínhez képest: negatív nyugalmi potenciál (Em: -30
RészletesebbenSejtek membránpotenciálja
Sejtek membránpotenciálja Termodinamikai egyensúlyi potenciál (Nernst, Donnan) Diffúziós potenciál, (Goldman-Hodgkin-Katz egyenlet) A nyugalmi membránpotenciál: TK. 284-285. A nyugalmi membránpotenciál
RészletesebbenDebreceni Egyetem Orvos- és Egészségtudományi Centrum Biofizikai és Sejtbiológiai Intézet
Debreceni Egyetem Orvos- és Egészségtudományi Centrum Biofizikai és Sejtbiológiai Intézet Az ioncsatorna fehérjék szerkezete, működése és szabályozása Panyi György www.biophys.dote.hu Mesterséges membránok
RészletesebbenAz elektromos kettősréteg. Az elektromos potenciálkülönbség eredete, értéke és az azt befolyásoló tényezők. Kolloidok stabilitása.
Az elektromos kettősréteg. Az elektromos potenciálkülönbség eredete, értéke és az azt befolyásoló tényezők. Kolloidok stabilitása. Adszorpció oldatból szilárd felületre Adszorpció oldatból Nem-elektrolitok
RészletesebbenEgy idegsejt működése. a. Nyugalmi potenciál b. Transzport proteinek c. Akciós potenciál
Egy idegsejt működése a. Nyugalmi potenciál b. Transzport proteinek c. Akciós potenciál Nyugalmi potenciál Az ionok vándorlása 5. Alacsonyabb koncentráció ioncsatorna membrán Passzív Aktív 3 tényező határozza
Részletesebbena. Nyugalmi potenciál b. Transzport proteinek c. Akciós potenciál. Nyugalmi potenciál. 3 tényező határozza meg:
Egy idegsejt működése a. Nyugalmi potenciál b. Transzport proteinek c. Nyugalmi potenciál Az ionok vándorlása 5. Alacsonyabb koncentráció ioncsatorna membrán Passzív Aktív 3 tényező határozza meg: 1. Koncentráció
RészletesebbenMembránszerkezet Nyugalmi membránpotenciál
Membránszerkezet Nyugalmi membránpotenciál 2011.11.15. A biológiai membránok fő komponense. Foszfolipidek foszfolipid = diglicerid + foszfát csoport + szerves molekula (pl. kolin). Poláros fej (hidrofil)
RészletesebbenMembránpotenciál. Nyugalmi membránpotenciál. Akciós potenciál
Membránpotenciál Vig Andrea 2014.10.29. Nyugalmi membránpotenciál http://quizlet.com/8062024/ap-11-nervous-system-part-5-electrical-flash-cards/ Akciós potenciál http://cognitiveconsonance.info/2013/03/21/neuroscience-the-action-potential/
RészletesebbenBiofizika I. DIFFÚZIÓ OZMÓZIS
1. KÍSÉRLET 1. kísérlet: cseppentsünk tintát egy üveg vízbe Biofizika I. OZMÓZIS 2012. szeptember 5. Dr. Bugyi Beáta PTE ÁOK Biofizikai Intézet 1. megfigyelés: a folt lassan szétterjed és megfesti az egész
RészletesebbenSzívelektrofiziológiai alapjelenségek. Dr. Tóth András 2018
Szívelektrofiziológiai alapjelenségek 1. Dr. Tóth András 2018 Témák Membrántranszport folyamatok Donnan egyensúly Nyugalmi potenciál 1 Transzmembrán transzport A membrántranszport-folyamatok típusai J:
RészletesebbenOZMÓZIS. BIOFIZIKA I Október 25. Bugyi Beáta PTE ÁOK Biofizikai Intézet
BIOFIZIKA I 2011. Október 25. Bugyi Beáta PTE ÁOK Biofizikai Intézet Áttekintés 1. Diffúzió rövid ismétlés 2. Az ozmózis jelensége és leírása 4. A diffúzió és ozmózis orvos biológiai jelentősége Diffúzió
RészletesebbenA diffúzió leírása az anyagmennyiség időbeli változásával A diffúzió leírása a koncentráció térbeli változásával
Kapcsolódó irodalom: Kapcsolódó multimédiás anyag: Az előadás témakörei: 1.A diffúzió fogalma 2. A diffúzió biológiai jelentősége 3. A részecskék mozgása 3.1. A Brown mozgás 4. Mitől függ a diffúzió erőssége?
RészletesebbenAz ioncsatorna fehérjék szerkezete, működése és szabályozása. A patch-clamp technika
Az ioncsatorna fehérjék szerkezete, működése és szabályozása. A patch-clamp technika Panyi György 2014. November 12. Mesterséges membránok ionok számára átjárhatatlanok Iontranszport a membránon keresztül:
RészletesebbenElektrofiziológiai alapjelenségek 1. Dr. Tóth András
Elektrofiziológiai alapjelenségek 1. Dr. Tóth András Témák Membrántranszport folyamatok Donnan egyensúly Nyugalmi potenciál Ioncsatornák alaptulajdonságai Nehézségi fok Belépı szint (6 év alatt is) Hallgató
RészletesebbenModellszámításokkal kapcsolatos kutatások bemutatása
Modellszámításokkal kapcsolatos kutatások bemutatása Dr. Boda Dezső alprojektfelelős Fizikai Kémiai Tanszék Pannon Egyetem boda@almos.vein.hu 2013. május 31. Dr. Boda Dezső (Modellszámítások alprojekt)
RészletesebbenEz mit jelent? Ahány könyv annyi interpretáció, annyi diszciplína kerül bele.
BEVEZETÉS TÁRGY CÍME: FIZIKAI KÉMIA Ez mit jelent? Ahány könyv annyi interpretáció, annyi diszciplína kerül bele. Ebben az eladásban: a fizika alkalmazása a kémia tárgykörébe es fogalmak magyarázatára.
RészletesebbenBIOFIZIKA I OZMÓZIS Bugyi Beáta (PTE ÁOK Biofizikai Intézet) OZMÓZIS
BIOFIZIKA I OZMÓZIS - 2010. 10. 26. Bugyi Beáta (PTE ÁOK Biofizikai Intézet) OZMÓZIS BIOFIZIKA I - DIFFÚZIÓ DIFFÚZIÓ - ÁTTEKINTÉS TRANSZPORTFOLYAMATOK ÁLTALÁNOS LEÍRÁSA ONSAGER EGYENLET lineáris, irreverzibilis
RészletesebbenBiológiai membránok és membrántranszport
Biológiai membránok és membrántranszport Biológiai membránok A citoplazma membrán funkciói: térrészek elválasztása (egész sejt, organellumok) transzport jelátvitel Milyen a membrán szerkezete? lipidek
RészletesebbenSEMMELWEIS EGYETEM. Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet, Nanokémiai Kutatócsoport. Zrínyi Miklós
SEMMELWEIS EGYETEM Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet, Nanokémiai Kutatósoport Transzportjelenségek az élő szervezetben I. Zrínyi Miklós egyetemi tanár, az MTA levelező tagja mikloszrinyi@gmail.om RENDSZER
RészletesebbenTranszportfolyamatok a biológiai rendszerekben
A nyugalmi potenciál jelentősége Transzportfolyamatok a biológiai rendszerekben Transzportfolyamatok a sejt nyugalmi állapotában a sejt homeosztázisának (sejttérfogat, ph) fenntartása ingerlékenység érzékelés
RészletesebbenTranszportfolyamatok
Transzportfolyamatok Boda Dezső 2009. május 21. 1. Diffúzió elektromos tér hiányában Fizikai kémiából tanultuk, hogy valamely anyagban az i komponens áramsűrűségére fluxus) egy dimenzióban a következő
RészletesebbenFolyadékkristályok; biológiai és mesterséges membránok
Folyadékkristályok; biológiai és mesterséges membránok Dr. Voszka István Folyadékkristályok: Átmenet a folyadékok és a kristályos szilárdtestek között (anizotróp folyadékok) Fonal, pálcika, korong alakú
RészletesebbenNÖVÉNYGENETIKA. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A
NÖVÉNYGENETIKA Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0010 A NÖVÉNYI TÁPANYAG TRANSZPORTEREK az előadás áttekintése A tápionok útja a növényben Növényi tápionok passzív és
RészletesebbenBiofizika szeminárium. Diffúzió, ozmózis
Biofizika szeminárium Diffúzió, ozmózis I. DIFFÚZIÓ ORVOSI BIOFIZIKA tankönyv: III./2 fejezet Részecskék mozgása Brown-mozgás Robert Brown o kísérlet: pollenszuszpenzió mikroszkópos vizsgálata o megfigyelés:
RészletesebbenMembránszerkezet, Membránpotenciál, Akciós potenciál. Biofizika szeminárium
Membránszerkezet, Membránpotenciál, Akciós potenciál Biofizika szeminárium 2013. 09. 09. Membránszerkezet Biológiai membránok (citoplazma, sejten belüli membránféleségek) közös jellemzője: Nem kovalens
RészletesebbenKémiai reakciók mechanizmusa számítógépes szimulációval
Kémiai reakciók mechanizmusa számítógépes szimulációval Stirling András stirling@chemres.hu Elméleti Kémiai Osztály Budapest Stirling A. (MTA Kémiai Kutatóközpont) Reakciómechanizmus szimulációból 2007.
RészletesebbenMolekuláris dinamika I. 10. előadás
Molekuláris dinamika I. 10. előadás Miről is szól a MD? nagy részecskeszámú rendszerek ismerjük a törvényeket mikroszkópikus szinten minden részecske mozgását szimuláljuk? Hogyan tudjuk megérteni a folyadékok,
RészletesebbenHOMOGÉN EGYENSÚLYI ELEKTROKÉMIA: ELEKTROLITOK TERMODINAMIKÁJA
HOMOGÉN EGYENSÚLYI ELEKTROKÉMIA: ELEKTROLITOK TERMODINAMIKÁJA I. Az elektrokémia áttekintése. II. Elektrolitok termodinamikája. A. Elektrolitok jellemzése B. Ionok termodinamikai képződési függvényei C.
RészletesebbenAnyagvizsgálati módszerek Elektroanalitika. Anyagvizsgálati módszerek
Anyagvizsgálati módszerek Elektroanalitika Anyagvizsgálati módszerek Pannon Egyetem Mérnöki Kar Anyagvizsgálati módszerek Optikai módszerek 1/ 18 Potenciometria Potenciometria olyan analitikai eljárások
RészletesebbenBIOFIZIKA. Membránpotenciál és transzport. Liliom Károly. MTA TTK Enzimológiai Intézet
BIOFIZIKA 2012 10 15 Membránpotenciál és transzport Liliom Károly MTA TTK Enzimológiai Intézet liliom@enzim.hu A biofizika előadások temamkája 1. 09-03 Biofizika: fizikai szemlélet, modellalkotás, biometria
RészletesebbenMolekuláris dinamika. 10. előadás
Molekuláris dinamika 10. előadás Mirőlis szól a MD? nagy részecskeszámú rendszerek ismerjük a törvényeket mikroszkópikus szinten? Hogyan tudjuk megérteni a folyadékok, gázok, szilárdtestek makroszkópikus
RészletesebbenBiofizika I. OZMÓZIS. Dr. Szabó-Meleg Edina PTE ÁOK Biofizikai Intézet
Biofizika I. OZMÓZIS Dr. Szabó-Meleg Edina PTE ÁOK Biofizikai Intézet 2013.10.22. ÁTTEKINTÉS DIFFÚZIÓ BROWN-MOZGÁS a részecskék rendezetlen hőmozgása DIFFÚZIÓ a részecskék egyenletlen (inhomogén) eloszlásának
RészletesebbenUniverzalitási osztályok nemegyensúlyi rendszerekben, Ódor Géza
Univerzalitási osztályok nemegyensúlyi rendszerekben, Ódor Géza odor@mfa.kfki.hu 1. Bevezetõ, dinamikus skálázás, kritikus exponensek, térelmélet formalizmus, renormalizáció, topológius fázis diagrammok,
Részletesebben2. Az alacsony feszültségű elektroporátor (LVEP) fenomenologikus modellje
1 Sugár István Sejt- és lipid membrán struktúrák. Az elektromos-, termális-, és kémiai kölcsönhatások szerepe című nagydoktori értekezésének véleményezése Sugár István nagydoktori értekezésének középpontjában
RészletesebbenEz mit jelent? Ahány könyv annyi interpretáció, annyi diszciplína kerül bele.
BEVEZETÉS TÁRGY CÍME: FIZIKAI KÉMIA Ez mit jelent? Ahány könyv annyi interpretáció, annyi diszciplína kerül bele. Ebben az előadásban: a fizika alkalmazása a kémia tárgykörébe eső fogalmak magyarázatára.
RészletesebbenTRANSZPORTFOLYAMATOK A SEJTEKBEN
16 A sejtek felépítése és mûködése TRANSZPORTFOLYAMATOK A SEJTEKBEN 1. Sejtmembrán elektronmikroszkópos felvétele mitokondrium (energiatermelõ és lebontó folyamatok) citoplazma (fehérjeszintézis, anyag
RészletesebbenKiss László Láng Győző ELEKTROKÉMIA
Kiss László Láng Győző ELEKTROKÉMIA A könyv megjelenését támogatta a Magyar Tudományos Akadémia Kémiai Tudományok Osztálya Dr. Kiss László, Dr. Láng Gőző, 2011 ISBN 978 963 331 148 6 A könyv és adathordozó
RészletesebbenHobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: Ohm törvény, Kirchoff törvényei, soros és párhuzamos kapcsolás
Hobbi Elektronika Bevezetés az elektronikába: Ohm törvény, Kirchoff törvényei, soros és párhuzamos kapcsolás 1 Felhasznált irodalom Hodossy László: Elektrotechnika I. Torda Béla: Bevezetés az Elektrotechnikába
RészletesebbenA BIOLÓGIAI JELENSÉGEK FIZIKAI HÁTTERE Zimányi László
A BIOLÓGIAI JELENSÉGEK FIZIKAI HÁTTERE Zimányi László Összefoglalás A négy alapvető fizikai kölcsönhatás közül az elektromágneses kölcsönhatásnak van fontos szerepe a biológiában. Atomi és molekuláris
RészletesebbenSzámítógépek és modellezés a kémiai kutatásokban
Számítógépek és modellezés a kémiai kutatásokban Jedlovszky Pál Határfelületek és nanorendszerek laboratóriuma Alkímia ma 214 április 3. VALÓDI RENDSZEREK MODELL- ALKOTÁS MODELL- RENDSZEREK KÍSÉRLETEK
RészletesebbenMembránszerkezet. Membránszerkezet, Membránpotenciál, Akciós potenciál. Folyékony mozaik modell. Membrán-modellek. Biofizika szeminárium
Membránszerkezet, Membránpotenciál, Akciós potenciál Membránszerkezet Biológiai membránok (citoplazma, sejten belüli membránféleségek) közös jellemzője: Nem kovalens kötésekkel összetartott lipidekből
RészletesebbenMagyarkuti András. Nanofizika szeminárium JC Március 29. 1
Magyarkuti András Nanofizika szeminárium - JC 2012. Március 29. Nanofizika szeminárium JC 2012. Március 29. 1 Abstract Az áram jelentős részéhez a grafén csík szélén lokalizált állapotok járulnak hozzá
RészletesebbenÉrzékszervi receptorok
Érzékszervi receptorok működése Akciós potenciál Érzékszervi receptorok Az akciós potenciál fázisai Az egyes fázisokat kísérő ionáram változások 214.11.12. Érzékszervi receptorok Speciális sejtek a környezetből
RészletesebbenBiológiai membránok fizikája, diffúzió, ozmózis Dr. Nagy László
Biológiai membránok fizikája, diffúzió, ozmózis Dr. Nagy László -Az anyagcsere és a transzportfolyamatok. - Makrotranszport : jelentős anyagmennyiségek transzportja : csöveken, edényeken keresztül : nagyobb
RészletesebbenA TERMODINAMIKA I. AXIÓMÁJA. Egyszerű rendszerek egyensúlya. Első észrevétel: egyszerű rendszerekről beszélünk.
A TERMODINAMIKA I. AXIÓMÁJA Egyszerű rendszerek egyensúlya Első észrevétel: egyszerű rendszerekről beszélünk. Második észrevétel: egyensúlyban lévő egyszerű rendszerekről beszélünk. Mi is tehát az egyensúly?
RészletesebbenVezetők elektrosztatikus térben
Vezetők elektrosztatikus térben Vezető: a töltések szabadon elmozdulhatnak Ha a vezető belsejében a térerősség nem lenne nulla akkor áram folyna. Ha a felületen a térerősségnek lenne tangenciális (párhuzamos)
RészletesebbenA Sejtmembrán Szerkezete Nyugalmi Membránpotenciál
A Sejtmembrán Szerkezete Nyugalmi Membránpotenciál 2012.09.25. A biológiai membránok fő komponense. Foszfolipidek foszfolipid = diglicerid + foszfát csoport + szerves molekula (pl. kolin). Poláros fej
RészletesebbenGyógyszerészeti neurobiológia. Idegélettan
Az idegrendszert felépítő sejtek szerepe Gyógyszerészeti neurobiológia. Idegélettan Neuronok, gliasejtek és a kémiai szinapszisok működési sajátságai Neuronok Információkezelés Felvétel Továbbítás Feldolgozás
RészletesebbenElektrokémia kommunikációs dosszié ELEKTROKÉMIA. ANYAGMÉRNÖK NAPPALI MSc KÉPZÉS, SZABADON VÁLASZTHATÓ TÁRGY TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ
ELEKTROKÉMIA ANYAGMÉRNÖK NAPPALI MSc KÉPZÉS, SZABADON VÁLASZTHATÓ TÁRGY TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ MISKOLCI EGYETEM MŰSZAKI ANYAGTUDOMÁNYI KAR KÉMIAI INTÉZET Miskolc, 2014. Tartalom jegyzék 1. Tantárgyleírás,
RészletesebbenSzerkezet és funkció kapcsolata a membránműködésben. Folyadékkristályok típusai (1) Dr. Voszka István
MODELLMEMBRÁNOK (LIPOSZÓMÁK) ORVOSI, GYÓGYSZERÉSZI ALKALMAZÁSA 2015/2016 II. félév Időpont: szerda 17 30-19 00 Helyszín Elméleti Orvostudományi Központ Szent-Györgyi Albert előadóterme II. 3. Szerkezet
RészletesebbenÁRAMKÖRÖK SZIMULÁCIÓJA
ÁRAMKÖRÖK SZIMULÁCIÓJA Az áramkörök szimulációja révén betekintést nyerünk azok működésébe. Meg tudjuk határozni az áramkörök válaszát különböző gerjesztésekre, különböző üzemmódokra. Végezhetők analóg
RészletesebbenFizika-Biofizika I. DIFFÚZIÓ OZMÓZIS Október 22. Vig Andrea PTE ÁOK Biofizikai Intézet
Fizika-Biofizika I. DIFFÚZIÓ OZMÓZIS 2013. Október 22. Vig Andrea PTE ÁOK Biofizikai Intézet DIFFÚZIÓ 1. KÍSÉRLET Fizika-Biofizika I. - DIFFÚZIÓ 1. kísérlet: cseppentsünk tintát egy üveg vízbe 1. megfigyelés:
RészletesebbenKONDUKTOMETRIÁS MÉRÉSEK
A környezetvédelem analitikája KON KONDUKTOMETRIÁS MÉRÉSEK A GYAKORLAT CÉLJA: A konduktometria alapjainak megismerése. Elektrolitoldatok vezetőképességének vizsgálata. Oxálsav titrálása N-metil-glükamin
RészletesebbenSzerkezet és funkció kapcsolata a membránműködésben. Folyadékkristályok típusai (1) Dr. Voszka István
MODELLMEMBRÁNOK (LIPOSZÓMÁK) ORVOSI, GYÓGYSZERÉSZI ALKALMAZÁSA 2012/2013 II. félév II. 7. Szerkezet és funkció kapcsolata a membránműködésben Dr. Voszka István II. 21. Liposzómák előállítási módjai Dr.
Részletesebbentérrészek elválasztása transzport jelátvitel Milyen a membrán szerkezete? Milyen a membrán szerkezete? lipid kettısréteg, hidrofil/hidrofób részek
Biológiai membránok A citoplazma membrán funkciói: Biológiai membránok és membrántranszport térrészek elválasztása (egész sejt, organellumok) transzport jelátvitel Milyen a membrán szerkezete? lipidek
Részletesebben13 Elektrokémia. Elektrokémia Dia 1 /52
13 Elektrokémia 13-1 Elektródpotenciálok mérése 13-2 Standard elektródpotenciálok 13-3 E cella, ΔG és K eq 13-4 E cella koncentráció függése 13-5 Elemek: áramtermelés kémiai reakciókkal 13-6 Korrózió:
RészletesebbenElektromos alapjelenségek
Elektrosztatika Elektromos alapjelenségek Dörzselektromos jelenség: egymással szorosan érintkező, vagy egymáshoz dörzsölt testek a szétválasztásuk után vonzó, vagy taszító kölcsönhatást mutatnak. Ilyenkor
Részletesebben2. (d) Hővezetési problémák II. főtétel - termoelektromosság
2. (d) Hővezetési problémák II. főtétel - termoelektromosság Utolsó módosítás: 2015. március 10. Kezdeti érték nélküli problémák (1) 1 A fél-végtelen közeg a Az x=0 pontban a tartományban helyezkedik el.
RészletesebbenELEKTROANALITIKA (ELEKTROKÉMIAI ANALÍZIS)
ELEKTROANALITIKA (ELEKTROKÉMIAI ANALÍZIS) Olyan analitikai eljárások gyűjtőneve, amelyek során elektromos áramot alkalmaznak (Römpp) Az analitikai információ megszerzéséhez vizsgáljuk vagy az oldatok fázishatárain
RészletesebbenELEKTROKÉMIA. - elektrolitokban: ionok irányított mozgása. Elektrolízis: elektromos áram által előidézett kémiai átalakulás
ELEKTROKÉMIA 1 ELEKTROKÉMIA Elektromos áram: - fémekben: elektronok áramlása - elektrolitokban: ionok irányított mozgása Elektrolízis: elektromos áram által előidézett kémiai átalakulás Galvánelem: elektromos
RészletesebbenMEMBRÁNSZERKEZET, MEMBRÁNPOTENCIÁL, AKCIÓS POTENCIÁL. Biofizika szeminárium
MEMBRÁNSZERKEZET, MEMBRÁNPOTENCIÁL, AKCIÓS POTENCIÁL Biofizika szeminárium 2012. 09. 24. MEMBRÁNSZERKEZET Biológiai membránok (citoplazma, sejten belüli membránféleségek) közös jellemzője: Nem kovalens
RészletesebbenEgy idegsejt működése
2a. Nyugalmi potenciál Egy idegsejt működése A nyugalmi potenciál (feszültség) egy nem stimulált ingerelhető sejt (neuron, izom, vagy szívizom sejt) membrán potenciálját jelenti. A membránpotenciál a plazmamembrán
Részletesebben6 Ionszelektív elektródok. elektródokat kiterjedten alkalmazzák a klinikai gyakorlatban: az automata analizátorokban
6. Szelektivitási együttható meghatározása 6.1. Bevezetés Az ionszelektív elektródok olyan potenciometriás érzékelők, melyek valamely ion aktivitásának többé-kevésbé szelektív meghatározását teszik lehetővé.
RészletesebbenAz elválasztás elméleti alapjai
Az elválasztás elméleti alapjai Az elválasztás során, a kromatogram kialakulása közben végbemenő folyamatok matematikai leirása bonyolult, ezért azokat teljességgel nem tárgyaljuk. Cél: * megismerni az
RészletesebbenElektrokémia 01. Fogalmak, Elektrokémia, Elektroanalitika, Elektródok. Láng Győző
Elektrokémia 01. Fogalmak, Elektrokémia, Elektroanalitika, Elektródok Láng Győző Kémiai Intézet, Fizikai Kémiai Tanszék Eötvös Loránd Tudományegyetem Budapest Elektrokémia Elektrokémia: Egy ma már klasszikusnak
RészletesebbenAz ingerületi folyamat sejtélettani alapjai
Az ingerületi folyamat sejtélettani alapjai Dr. Oláh Attila DEOEC Élettani Intézet 2011.09.15. Alapvetések I. Mi az a membránpotenciál? Az intakt sejtmembrán elektromosan szigetel -> a rajta keresztül
RészletesebbenElektrokémia 01. Fogalmak, Elektrokémia, Elektroanalitika, Elektródok. Láng Győző
Elektrokémia 01. Fogalmak, Elektrokémia, Elektroanalitika, Elektródok Láng Győző Kémiai Intézet, Fizikai Kémiai Tanszék Eötvös Loránd Tudományegyetem Budapest Elektrokémia Elektrokémia: Egy ma már klasszikusnak
RészletesebbenOrvosi Fizika 10. Biológiai membránok fizikája, diffúzió, ozmózis Dr. Nagy László
Orvosi Fizika 10. Biológiai membránok fizikája, diffúzió, ozmózis Dr. Nagy László -Az anyagcsere és a transzportfolyamatok. - Makrotranszport : jelentős anyagmennyiségek transzportja : csöveken, edényeken
RészletesebbenELEKTROMOSAN TÖLTÖTT RÉSZECSKÉKET TARTALMAZÓ HOMOGÉN ÉS HETEROGÉN RENDSZEREK A TERMODINAMIKÁBAN
ELEKTOKÉMI ELEKTOMOSN TÖLTÖTT ÉSZECSKÉKET TTLMZÓ HOMOGÉN ÉS HETEOGÉN ENDSZEEK TEMODINMIKÁN Homogén vs. inhomogén rendszer: ha a rendszert jellemz fizikai mennyiségek értéke független vagy függ a helytl.
RészletesebbenMEDICINÁLIS ALAPISMERETEK BIOKÉMIA A BIOLÓGIAI MEMBRÁNOK 1. kulcsszó cím: MEMBRÁNOK
Modul cím: MEDICINÁLIS ALAPISMERETEK BIOKÉMIA A BIOLÓGIAI MEMBRÁNOK 1. kulcsszó cím: MEMBRÁNOK A membránok minden sejtnek lényeges alkotórészei. Egyrészt magát a sejtet határolják - ez a sejtmembrán vagy
RészletesebbenKevéssé fejlett, sejthártya betüremkedésekből. Citoplazmában, cirkuláris DNS, hisztonok nincsenek
1 A sejtek felépítése Szerkesztette: Vizkievicz András A sejt az élővilág legkisebb, önálló életre képes, minden életjelenséget mutató szerveződési egysége. Minden élőlény sejtes szerveződésű, amelyek
RészletesebbenORVOSI BIOFIZIKA. Damjanovich Sándor Mátyus László QT Szerkesztette
ORVOSI BIOFIZIKA Szerkesztette Damjanovich Sándor Mátyus László QT34 078 Medicina Könyvkiadó Rt. Budapest, 2000 Készült az Oktatási Minisztérium támogatásával írta Damjanovich Sándor Gáspár Rezső Krasznai
RészletesebbenIn vitro elektrofiziológiai technikák Mike Árpád
In vitro elektrofiziológiai technikák Mike Árpád 2011-05-20 1. A sejt szintű elektrofiziológia alapjai: Története Technikák Ionáramok szelektivitása, iránya, nagysága, hatása a membránpotenciálra 2. FAQ
RészletesebbenBiológiai membránok fizikája, diffúzió, ozmózis Dr. Nagy László
Biológiai membránok fizikája, diffúzió, ozmózis Dr. Nagy László -Az anyagcsere és a transzportfolyamatok. - Makrotranszport : jelentős anyagmennyiségek transzportja : csöveken, edényeken keresztül : nagyobb
Részletesebben1. Mi a termodinamikai rendszer? Miben különbözik egymástól a nyitott és a zárt termodinamikai
3.1. Ellenőrző kérdések 1. Mi a termodinamikai rendszer? Miben különbözik egymástól a nyitott és a zárt termodinamikai rendszer? Az anyagi valóság egy, általunk kiválasztott szempont vagy szempontrendszer
RészletesebbenAz idegsejt elektrokémiai és
Mottó: Mert az angyal a részletekben lakik. Petri György: Mosoly Az idegsejt elektrokémiai és fiziológiai működésének alapjai. ELTE, 2006. október 6. Tartalom Az idegsejt felépítése Az idegi elektromosság
RészletesebbenMonte Carlo módszerek a statisztikus fizikában. Az Ising modell. 8. előadás
Monte Carlo módszerek a statisztikus fizikában. Az Ising modell. 8. előadás Démon algoritmus az ideális gázra időátlag fizikai mennyiségek átlagértéke sokaságátlag E, V, N pl. molekuláris dinamika Monte
RészletesebbenTranszportfolyamatok a biológiai rendszerekben
A sejtben az anyagtranszport száára az oldattól eltérő körülények találhatók. Transzportfolyaatok a biológiai rendszerekben Transzportfolyaatok a sejt nyugali állapotában - A citoplazán belül is helyről
RészletesebbenDér András MTA SZBK Biofizikai Intézet
Hogyan befolyásolja a határfelületi vízréteg szerkezete a fehérjeműködést? Dér András MTA SZBK Biofizikai Intézet Felületi feszültség Geometriai optimalizáció Biológiai érhálózat γ dw da Eötvös mérései
RészletesebbenNÖVÉNYGENETIKA. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A
NÖVÉNYGENETIKA Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0010 A NÖVÉNYEK KÁLIUM TÁPLÁLKOZÁSÁNAK GENETIKAI ALAPJAI előadás áttekintése A kálium szerepe a növényi szervek felépítésében
RészletesebbenBiofizika 1 - Diffúzió, ozmózis 10/31/2018
TRANSZPORTFOLYAMATOK ÉLİ RENDSZEREKBEN DIFFÚZIÓ ÉS OZMÓZIS A MINDENNAPI ÉLETBEN Diffúzió, ozmózis Folyadékáramlás A keringési rendszer biofizikája Transzportfolyamatok biológiai membránon keresztül, membránpotenciál
RészletesebbenRadioaktív nyomjelzés
Radioaktív nyomjelzés A radioaktív nyomjelzés alapelve Kémiai indikátorok: ugyanazoknak a követelményeknek kell eleget tenniük, mint az indikátoroknak általában: jelezniük kell valamely elemnek ill. vegyületnek
RészletesebbenAzonos és egymással nem kölcsönható részecskékből álló kvantumos rendszer makrókanónikus sokaságban.
Kvantum statisztika A kvantummechanika előadások során már megtanultuk, hogy az anyagot felépítő részecskék nemklasszikus, hullámtulajdonságokkal is rendelkeznek aminek következtében viselkedésük sok szempontból
RészletesebbenElektrokémia 01. (Biologia BSc)
Elektrokémia 01. (Biologia BSc) Fogalmak, Elektrokémia, Elektroanalitika, Elektródok Láng Győző Kémiai Intézet, Fizikai Kémiai Tanszék Eötvös Loránd Tudományegyetem Budapest Elektrokémia Elektrokémia:
RészletesebbenAdszorpció folyadékelegyekből 2. Elektrolit oldat
Adszorpció folyadékelegyekből 2. Elektrolit oldat Bonyolultabb, mert min. 3 komponens van: anion, kation és oldószer. Általában 5 komponens: anion, kation, oldószer-anion, oldószer-kation, disszociálatlan
RészletesebbenA kémiai és az elektrokémiai potenciál
Dr. Báder Imre A kémiai és az elektrokémiai potenciál Anyagi rendszerben a termodinamikai egyensúly akkor állhat be, ha a rendszerben a megfelelő termodinamikai függvénynek minimuma van, vagyis a megváltozása
RészletesebbenA Sejtmembrán Szerkezete Nyugalmi Membránpotenciál
A Sejtmembrán Szerkezete Nyugalmi Membránpotenciál A sejtmembrán szerkezete Nyugalmi membránpotenciál A Nernst egyenlet Donnan potenciál A Goldman-Hodgkin-Katz egyenlet 2014.11.11. A biológiai membránok
RészletesebbenOZMÓZIS, MEMBRÁNTRANSZPORT. Vig Andrea PTE ÁOK Biofizikai Intézet
OZMÓZIS, MEMBRÁNTRANSZPORT Vig Andrea PTE ÁOK Biofizikai Intézet 2013.10.29. ÁTTEKINTÉS DIFFÚZIÓ BROWN-MOZGÁS a részecskék rendezetlen hőmozgása DIFFÚZIÓ a részecskék egyenletlen (inhomogén) eloszlásának
RészletesebbenElektromos ellenállás, az áram hatásai, teljesítmény
Elektromos ellenállás, az áram hatásai, teljesítmény Elektromos ellenállás Az anyag részecskéi akadályozzák a töltések mozgását. Ezt a tulajdonságot nevezzük elektromos ellenállásnak. Annak a fogyasztónak
RészletesebbenIONCSATORNÁK. Osztályozás töltéshordozók szerint: pozitív töltésű ion: Na+, K+, Ca2+ negatív töltésű ion: Cl-, HCO3-
Ionáromok IONCSATORNÁK 1. Osztályozás töltéshordozók szerint: 1. pozitív töltésű ion: Na+, K+, Ca2+ 2. negatív töltésű ion: Cl-, HCO3-3. Non-specifikus kationcsatornák: h áram 4. Non-specifikus anioncsatornák
RészletesebbenTANMENET FIZIKA. 10. osztály. Hőtan, elektromosságtan. Heti 2 óra
TANMENET FIZIKA 10. osztály Hőtan, elektromosságtan Heti 2 óra 2012-2013 I. Hőtan 1. Bevezetés Hőtani alapjelenségek 1.1. Emlékeztető 2. 1.2. A szilárd testek hőtágulásának törvényszerűségei. A szilárd
RészletesebbenGépészeti rendszertechnika (NGB_KV002_1)
Gépészeti rendszertechnika (NGB_KV002_1) 2. Óra Kőrös Péter Közúti és Vasúti Járművek Tanszék Tanszéki mérnök (IS201 vagy a tanszéken) E-mail: korosp@ga.sze.hu Web: http://www.sze.hu/~korosp http://www.sze.hu/~korosp/gepeszeti_rendszertechnika/
RészletesebbenRendezetlen kondenzált fázisok tulajdonságainak vizsgálata számítógépes szimulációs módszerekkel
Rendezetlen kondenzált fázisok tulajdonságainak vizsgálata számítógépes szimulációs módszerekkel MTA doktori értekezés Írta: Jedlovszky Pál Eötvös Loránd Tudományegyetem Kémiai Intézet Budapest, 2006.
Részletesebben5. Az adszorpciós folyamat mennyiségi leírása a Langmuir-izoterma segítségével
5. Az adszorpciós folyamat mennyiségi leírása a Langmuir-izoterma segítségével 5.1. Átismétlendő anyag 1. Adszorpció (előadás) 2. Langmuir-izoterma (előadás) 3. Spektrofotometria és Lambert Beer-törvény
RészletesebbenKvantitatív módszerek
Kvantitatív módszerek szimuláció Kovács Zoltán Szervezési és Vezetési Tanszék E-mail: kovacsz@gtk.uni-pannon.hu URL: http://almos/~kovacsz Mennyiségi problémák megoldása analitikus numerikus szimuláció
RészletesebbenOZMÓZIS, MEMBRÁNTRANSZPORT
OZMÓZIS, MEMBRÁNTRANSZPORT Vig Andrea PTE ÁOK Biofizikai Intézet 2014.10.28. ÁTTEKINTÉS DIFFÚZIÓ BROWN-MOZGÁS a részecskék rendezetlen hőmozgása DIFFÚZIÓ a részecskék egyenletlen (inhomogén) eloszlásának
RészletesebbenA SZTE KDI képzési terve
A SZTE KDI képzési terve (2016. szeptember 1 előtt indult képzésre) Doktori képzési/kutatási programok: 1. Analitikai kémia 2. Bioorganikus kémia 3. Elméleti kémia 4. Fizikai Kémia 5. Katalízis, kolloidika,
RészletesebbenSzámítógépes szimulációk: molekuláris dinamika és Monte Carlo
Számítógépes szimulációk: molekuláris dinamika és Monte Carlo Boda Dezső Fizikai Kémiai Tanszék Pannon Egyetem boda@almos.vein.hu 2014. március 21. Boda Dezső (Pannon Egyetem) Habilitációs előadás 2014.
Részletesebben1. Elektromos alapjelenségek
1. Elektromos alapjelenségek 1. Bizonyos testek dörzsölés hatására különleges állapotba kerülhetnek: más testekre vonzerőt fejthetnek ki, apróbb tárgyakat magukhoz vonzhatnak. Ezt az állapotot elektromos
Részletesebben