- gaz parțial sau complet ionizat format din atomi neutri (sau molecule) și particule încărcate (ioni și electroni). Cea mai importantă caracteristică a plasmei este cvasi-neutralitatea, ceea ce înseamnă că densitățile de volum ale particulelor încărcate pozitive și negative din care este formată se dovedesc a fi aproape aceleași. Un gaz trece într-o stare de plasmă dacă unii dintre atomii (moleculele) săi constituenți, dintr-un anumit motiv, au pierdut unul sau mai mulți electroni, de exemplu. transformat în ioni pozitivi. În unele cazuri, ionii negativi pot apărea și în plasmă ca urmare a „lipirii” electronilor de atomii neutri. Dacă nu rămân particule neutre în gaz, se spune că plasma este complet ionizată.

Nu există o graniță clară între gaz și plasmă. Orice substanță care este inițial în stare solidă începe să se topească pe măsură ce temperatura crește și se evaporă la încălzire suplimentară, de exemplu. se transformă în gaz. Dacă este un gaz molecular (de exemplu, hidrogen sau azot), atunci cu o creștere ulterioară a temperaturii, moleculele de gaz se dezintegrează în atomi individuali (disociere). La o temperatură și mai mare, gazul ionizează, în el apar ioni pozitivi și electroni liberi. Electronii și ionii care se mișcă liber pot transporta curent electric, așa că una dintre definițiile unei plasme este aceea că o plasmă este un gaz conductor. Încălzirea unei substanțe nu este singura modalitate de a obține o plasmă.

Plasma este a patra stare a materiei, respectă legile gazelor și se comportă în multe feluri ca un gaz. În același timp, comportamentul plasmei într-un număr de cazuri, în special atunci când este expusă la câmpuri electrice și magnetice, se dovedește a fi atât de neobișnuit încât este adesea menționată ca o nouă stare a patra a materiei. În 1879, fizicianul englez W. Crooks, care a studiat descărcarea electrică în tuburi cu aer rarefiat, scria: „Fenomenele din tuburile evacuate deschid o nouă lume pentru știința fizică, în care materia poate exista în a patra stare”. Filosofii antici credeau că la baza universului se află patru elemente: pământ, apă, aer și foc. . Într-un anumit sens, aceasta corespunde împărțirii în prezent acceptată în stări agregate ale materiei, iar al patrulea element este focul și, evident, corespunde plasmei.

Termenul „plasmă”, așa cum este aplicat unui gaz ionizat cvasi-neutru, a fost introdus de fizicienii americani Langmuir Tonks în 1923, când descriau fenomene dintr-o descărcare de gaz. Până în acel moment, cuvântul „plasmă” era folosit doar de fiziologi și desemna o componentă lichidă incoloră a sângelui, laptelui sau țesuturilor vii, dar în curând conceptul de „plasmă” a fost ferm stabilit în dicționarul fizic internațional, primind cea mai largă distribuție. .

Frank-Kamenetsky D.A. Plasma este a patra stare a materiei. M., Atomizdat, 1963
Artsimovici L.A. Fizica elementară a plasmei. M., Atomizdat, 1969
Smirnov B.M. Introducere în fizica plasmei. M., Știință, 1975
Milantiev V.P., Temko S.V. Fizica plasmatice. M., Iluminismul, 1983
Chen F. Introducere în fizica plasmei. M., Mir, 1987

Găsiți „PLASMA” pe

Una și aceeași substanță din natură are capacitatea de a-și varia radical proprietățile în funcție de temperatură și presiune. Un exemplu excelent în acest sens este apa, care există sub formă de gheață solidă, lichidă și vapori. Acestea sunt cele trei stări de agregare ale acestei substanțe, care are formula chimică H 2 O. Alte substanțe în condiții naturale își pot schimba caracteristicile în mod similar. Dar pe lângă cele enumerate, în natură există o altă stare de agregare - plasma. Este destul de rară în condiții pământești, înzestrată cu calități deosebite.

Structura moleculară

De ce depind cele 4 stări ale materiei în care se află materia? Din interacțiunea elementelor atomului și a moleculelor înseși, dotate cu proprietăți de repulsie și atracție reciprocă. Aceste forțe sunt autocompensate în stare solidă, unde atomii sunt corecti din punct de vedere geometric, formând o rețea cristalină. În același timp, un obiect material este capabil să păstreze ambele caracteristici calitative menționate mai sus: volum și formă.

Dar de îndată ce energia cinetică a moleculelor crește, mișcându-se haotic, acestea distrug ordinea stabilită, transformându-se în lichide. Au fluiditate și se caracterizează prin absența parametrilor geometrici. Dar, în același timp, această substanță își păstrează capacitatea de a nu modifica volumul total. În stare gazoasă, atracția reciprocă dintre molecule este complet absentă, deci gazul nu are formă și are posibilitatea de expansiune nelimitată. Dar concentrația substanței scade în același timp semnificativ. Moleculele în sine nu se schimbă în condiții normale. Aceasta este caracteristica principală a primelor 3 din cele 4 stări ale materiei.

Transformarea statului

Procesul de transformare a unui solid în alte forme poate fi realizat prin creșterea treptată a temperaturii și variarea presiunii. În acest caz, tranzițiile vor avea loc brusc: distanța dintre molecule va crește semnificativ, legăturile intermoleculare vor fi distruse cu o schimbare a densității, entropiei și cantității de energie liberă. De asemenea, este probabil ca un corp solid să se transforme imediat într-o formă gazoasă, ocolind etapele intermediare. Se numește sublimare. Un astfel de proces este destul de posibil în condiții terestre obișnuite.

Dar când indicatorii de temperatură și presiune ating un nivel critic, energia internă a substanței se formează atât de mult încât electronii, mișcându-se cu o viteză frenetică, își părăsesc orbitele intra-atomice. În acest caz, se formează particule pozitive și negative, dar densitatea lor în structura rezultată rămâne aproape aceeași. Astfel, apare plasmă - o stare agregată a materiei, care, de fapt, este un gaz, complet sau parțial ionizat, ale cărui elemente sunt înzestrate cu capacitatea de a interacționa între ele pe distanțe lungi.

Plasma spatiala la temperatura ridicata

Plasma, de regulă, este o substanță neutră, deși constă din particule încărcate, deoarece elementele pozitive și negative din ea, fiind aproximativ egale ca număr, se compensează reciproc. Această stare de agregare în condiții terestre normale este mai puțin frecventă decât celelalte menționate mai devreme. Dar, în ciuda acestui fapt, majoritatea corpurilor cosmice constau din plasmă naturală.

Un exemplu în acest sens este Soarele și alte numeroase stele ale Universului. Acolo temperaturile sunt fantastic de ridicate. Într-adevăr, pe suprafața luminii principale a sistemului nostru planetar, ele ajung la 5.500 ° C. Acesta este de peste cincizeci de ori mai mare decât parametrii necesari pentru ca apa să fiarbă. În centrul mingii care suflă foc, temperatura este de 15.000.000°C. Nu este de mirare că acolo sunt ionizate gazele (în principal hidrogen), ajungând în starea agregată a plasmei.

Plasmă la temperatură scăzută în natură

Mediul interstelar care umple spațiul galactic este, de asemenea, format din plasmă. Dar diferă de varietatea sa de temperatură înaltă descrisă mai devreme. O astfel de substanță constă din materie ionizată care provine din radiația emisă de stele. Aceasta este o plasmă la temperatură joasă. În același mod, razele soarelui, ajungând la limitele Pământului, creează ionosfera și centura de radiații de deasupra acesteia, formată din plasmă. Diferențele sunt doar în compoziția substanței. Deși toate elementele prezentate în tabelul periodic pot fi într-o stare similară.

Plasma în laborator și aplicarea acesteia

Conform legilor, se obține cu ușurință în condițiile cunoscute nouă. Când se efectuează experimente de laborator, un condensator, o diodă și o rezistență conectate în serie sunt suficiente. Un circuit similar este conectat la o sursă de curent pentru o secundă. Și dacă atingeți firele de o suprafață metalică, particulele sale, precum și moleculele de vapori și aer situate în apropierea acesteia, sunt ionizate și se găsesc în starea agregată a plasmei. Proprietăți similare ale materiei sunt folosite pentru a crea ecrane cu xenon și neon și mașini de sudură.

Plasma și fenomenele naturale

În condiții naturale, plasma poate fi observată în lumina aurorelor boreale și în timpul furtunilor sub formă de fulgere cu minge. O explicație pentru unele fenomene naturale, care anterior erau atribuite proprietăților mistice, a fost oferită acum de fizica modernă. Plasma, formată și strălucitoare la capetele obiectelor înalte și ascuțite (catarge, turnuri, copaci uriași) într-o stare deosebită a atmosferei, cu secole în urmă era luată de marinari drept mesager al norocului. De aceea acest fenomen a fost numit „Focurile Sf. Elm”.

Văzând o descărcare de coroană sub formă de ciucuri sau fascicule luminoase în timpul unei furtuni într-o furtună, călătorii au considerat acest lucru ca pe un semn bun, realizând că au evitat pericolul. Nu este de mirare, pentru că obiectele care se ridică deasupra apei, potrivite pentru „semnele sfântului”, ar putea vorbi despre apropierea navei de țărm sau ar putea profeți o întâlnire cu alte corăbii.

Plasmă de neechilibru

Exemplele de mai sus indică în mod elocvent că nu este necesară încălzirea substanței la temperaturi fantastice pentru a obține starea plasmei. Pentru ionizare, este suficient să folosiți puterea câmpului electromagnetic. În același timp, elementele constitutive grele ale materiei (ionii) nu dobândesc energie semnificativă, deoarece temperatura în timpul acestui proces poate să nu depășească câteva zeci de grade Celsius. În astfel de condiții, electronii ușoare, care se desprind de atomul principal, se mișcă mult mai repede decât particulele mai inerte.

O astfel de plasmă rece se numește neechilibru. Pe lângă televizoarele cu plasmă și lămpile cu neon, este folosit și în purificarea apei și a alimentelor și este folosit pentru dezinfecție în scopuri medicale. În plus, plasma rece poate ajuta la accelerarea reacțiilor chimice.

Principii de utilizare

Un exemplu excelent al modului în care plasma creată artificial este folosită în beneficiul omenirii este fabricarea de monitoare cu plasmă. Celulele unui astfel de ecran sunt dotate cu capacitatea de a emite lumină. Panoul este un fel de „sandwich” din foi de sticlă, apropiate una de alta. Între ele sunt cutii cu un amestec de gaze inerte. Pot fi neon, xenon, argon. Și fosfori de culoare albastru, verde, roșu sunt aplicați pe suprafața interioară a celulelor.

În afara celulelor sunt conectați electrozi conductivi, între care se creează o tensiune. Ca urmare, apare un câmp electric și, ca urmare, moleculele de gaz sunt ionizate. Plasma rezultată emite raze ultraviolete, care sunt absorbite de fosfor. Având în vedere acest lucru, fenomenul de fluorescență are loc prin intermediul fotonilor emiși în acest caz. Datorită conexiunii complexe a razelor în spațiu, apare o imagine strălucitoare cu o mare varietate de nuanțe.

Ororile cu plasmă

Această formă de materie capătă un aspect mortal în timpul unei explozii nucleare. Plasma în volume mari se formează în cursul acestui proces necontrolat cu eliberarea unei cantități uriașe de diferite tipuri de energie. rezultat din lansarea detonatorului, izbucnește și încălzește aerul din jur la temperaturi gigantice în primele secunde. În acest moment, apare o minge de foc mortală, care crește cu o viteză impresionantă. Zona vizibilă a sferei strălucitoare este mărită de aer ionizat. Cheaguri, bâte și jeturi de plasmă de explozie formează o undă de șoc.

La început, bila luminoasă, înaintând, absoarbe instantaneu totul în cale. Nu numai oasele și țesuturile umane se transformă în praf, ci și roci solide, chiar și cele mai durabile structuri și obiecte artificiale sunt distruse. Ușile blindate către adăposturile sigure nu salvează, tancurile și alte echipamente militare sunt aplatizate.

Plasma, în proprietățile sale, seamănă cu un gaz prin faptul că nu are anumite forme și volume, ca urmare a cărora se poate extinde la infinit. Din acest motiv, mulți fizicieni sunt de părere că nu ar trebui considerată o stare separată de agregare. Cu toate acestea, diferențele sale semnificative față de doar gazul fierbinte sunt evidente. Acestea includ: capacitatea de a conduce curenții electrici și expunerea la câmpuri magnetice, instabilitatea și capacitatea particulelor compozite de a avea viteze și temperaturi diferite, în timp ce interacționează colectiv unele cu altele.

Mii de ani de dezvoltare intensivă, studiul vieții și al naturii l-au condus pe om la cunoașterea celor patru stări ale materiei. Plasma s-a dovedit a fi cea mai misterioasă dintre ele. Din momentul în care omul și-a descoperit pentru prima dată existența, studiul plasmei și aplicarea ei practică a făcut salturi și limite. O știință atât de promițătoare, precum chimia plasmei, a apărut și a început să se dezvolte activ.

Chiar și în zilele Greciei Antice, omul de știință Aristotel știa că toate corpurile constau din patru elemente inferioare: pământ, apă, aer și foc. Astăzi, aceste concepte și-au schimbat numele, dar nu și sensul. Într-adevăr, toată lumea știe că materia poate fi în patru stări: solidă, lichidă, gazoasă și plasmă.

A patra stare a materiei a fost descoperită de W. Crookes în 1879 și numită „plasmă” de I. Langmuir în 1928.

Plasmă (din greacă. Plasmă - turnată, modelată), gaz parțial sau complet ionizat, în care densitatea sarcinilor pozitive și negative este aproape aceeași.

Plasma este un gaz compus din particule încărcate pozitiv și negativ în astfel de rapoarte încât sarcina lor totală este zero. Particulele încărcate care se mișcă liber pot transporta curent electric, prin urmare, plasma este un gaz cu conductivitate electrică. În comparație cu conductorii cunoscuți, în special metale - electroliți, plasma este de mii de ori mai ușoară.

Nu există nicio diferență între gaze și plasme în unele privințe. Plasma respectă legile gazelor și în multe feluri se comportă ca un gaz.

O caracteristică importantă a unei plasme este mișcarea haotică a particulelor inerentă unui gaz, care poate fi ordonată într-o plasmă. Sub influența unui câmp magnetic sau electric extern, este posibil să se dea direcție mișcării particulelor de plasmă. Prin urmare, plasma poate fi gândită ca un mediu fluid care are proprietatea de a conduce un curent electric.

Conceptul de plasmă sau starea materiei în plasmă acoperă atât gazele calde, cât și cele reci care au luminiscență și conductivitate electrică. Există două tipuri de plasmă: izometrică, care apare la o temperatură a gazului suficient de ridicată pentru ionizare termică puternică, și descărcare gazoasă, formată în timpul descărcărilor electrice în gaze.

Într-o plasmă izometrică, energia cinetică medie a particulelor: electroni, ioni, atomi neutri și excitați și molecule este aceeași. În echilibru termic cu mediul înconjurător, o astfel de plasmă poate exista la infinit. O plasmă cu descărcare în gaz este stabilă numai în prezența unui câmp electric în gazul care accelerează electronii. Temperatura plasmei de descărcare în gaz este mai mare decât temperatura gazului neutru. Astfel, starea plasmei este instabilă, iar când câmpul electric se oprește, plasma cu descărcare în gaz dispare într-o fracțiune de secundă, și anume 10-5 și 10-7 secunde, deoarece în această perioadă are loc deionizarea gazelor. Prin urmare, plasma este, pe de o parte, starea unui gaz și, pe de altă parte, un amestec de mai multe gaze. Este format din molecule normale, electroni liberi, ioni și fotoni. Setul de particule de fiecare fel își formează propriul gaz, format din molecule neutre, electroni, ioni și fotoni. Toate aceste gaze, luate împreună, formează ceea ce se numește plasmă.

Plasma apare ca urmare a ionizării moleculelor: când două particule de molecule cu energie mare se ciocnesc, când moleculele se ciocnesc cu electroni sau ionii, când fotonii acționează asupra moleculelor. Toate aceste procese sunt reversibile, deoarece procesele de recombinare au loc în plasmă - restabilirea stării neutre. În practică, plasma se poate forma atunci când arde un incendiu, când un curent electric este trecut printr-un gaz, la temperaturi ridicate etc.

Conform ideilor de astăzi, starea de fază a majorității materiei (în masă aprox. 99,9%) din Univers este plasmă. Toate stelele sunt făcute din plasmă și chiar și spațiul dintre ele este umplut cu plasmă, deși foarte rarefiată. De exemplu, planeta Jupiter a concentrat în sine aproape toată materia sistemului solar, care se află într-o stare „non-plasmatică” (lichid, solid și gazos). În același timp, masa lui Jupiter este doar aproximativ 0,1% din masa sistemului solar, iar volumul este și mai mic: doar 10–15%. În același timp, cele mai mici particule de praf care umplu spațiul cosmic și poartă o anumită sarcină electrică pot fi considerate în totalitate ca o plasmă constând din ioni încărcați foarte grei.

Plasma are proprietăți diferite. Principalele sunt:

• 1. Conductivitatea electrică este principala proprietate a plasmei. O altă proprietate este asociată cu conductivitatea electrică, și anume luminiscența, ca urmare a excitației moleculelor. Energia internă a plasmei este de 3 cal/grad * mol pentru un gaz monoatomic și de 12 cal/deg * mol pentru moleculele poliatomice, cum ar fi benzenul. Pentru starea de plasmă, capacitatea termică este de 100-200 cal/grad - mol, adică de 40-50 de ori mai mare decât cea a gazelor. Capacitatea ridicată de căldură se explică prin faptul că, în timpul tranziției unei substanțe de la starea obișnuită la cea de plasmă, o parte din energie este cheltuită pentru ionizare. Această energie, după cum vedem, este destul de mare.
• 2. Plasma are o mișcare specifică. Este cauzată de prezența unui număr mare de sarcini care determină conductivitatea electrică a plasmei, ceea ce duce la o nouă mișcare a plasmei, care nu este prezentă în niciuna dintre celelalte stări de agregare. După cum se știe, în sistemele neionizate apare sub acțiunea gravitației, inerției, elasticității și aici - sub influența forțelor magnetice și electrice. Mișcarea aleatorie a electronilor și ionilor duce la faptul că densitatea particulelor încărcate egal în unele zone devine mai mare sau mai mică, drept urmare intensitatea sarcinii în unele zone fie crește, fie scade, ceea ce determină mișcarea particulelor încărcate pozitiv. spre sarcini mai intense de particule negative. Ca urmare a acestei mișcări, apar oscilații de tip pendul, deoarece mișcarea unui câmp încărcat negativ către unul pozitiv, determină, la rândul său, noi secțiuni cu densități de sarcină diferite de același semn, adică unde de electricitate pozitivă și negativă. apărea.
• 3. Una dintre cele mai importante proprietăți ale unei plasme este posibilitatea apariției unor oscilații electromagnetice într-un domeniu extrem de larg sub influența mișcării care se produce în plasmă însăși sau sub influența unui curent electric care curge în plasmă. În prezența unui câmp magnetic extern puternic, plasma începe să se deplaseze în direcția perpendiculară pe curent, ceea ce permite, acționând printr-un câmp electromagnetic, să se închidă mișcarea plasmei într-un cerc.

Această proprietate a plasmei este foarte importantă pentru obținerea temperaturilor ridicate.

Sinteza nucleară

Se crede că rezervele de combustibil chimic pentru omenire vor fi suficiente pentru câteva decenii. Rezervele explorate de combustibil nuclear sunt, de asemenea, limitate. Reacțiile termonucleare controlate din plasmă pot salva omenirea de foametea energetică și pot deveni o sursă aproape inepuizabilă de energie.

1 litru de apă obișnuită conține 0,15 ml de apă grea (D2O). Fuziunea nucleelor ​​de deuteriu din 0,15 ml de D2O eliberează atâta energie cât este generată în timpul arderii a 300 de litri de benzină. Tritiul practic nu există în natură, dar poate fi obținut prin bombardarea izotopului n al litiului cu neutroni.

Nucleul unui atom de hidrogen nu este altceva decât un proton p. Nucleul de deuteriu conține, în plus, încă un neutron, iar nucleul de tritiu conține doi neutroni. Deuteriul și tritiul pot reacționa între ele în zece moduri diferite. Dar probabilitățile unor astfel de reacții diferă uneori de sute de trilioane de ori, iar cantitatea de energie eliberată - de 10-15 ori. Doar trei dintre ele sunt de interes practic.

Dacă toate nucleele dintr-un anumit volum reacţionează simultan, energia este eliberată instantaneu. Are loc o explozie termonucleară. În reactor, reacția de sinteză ar trebui să se desfășoare lent.

Până acum, fuziunea termonucleară controlată nu a fost realizată și promite avantaje considerabile. Energia care este eliberată în timpul reacțiilor termonucleare pe unitatea de masă de combustibil este de milioane de ori mai mare decât energia combustibilului chimic și, prin urmare, de sute de ori mai ieftină. În energia termonucleară, nu există eliberare de produse de ardere în atmosferă și deșeuri radioactive. În cele din urmă, o explozie este exclusă la o centrală termonucleară.

În timpul fuziunii, cea mai mare parte a energiei (mai mult de 75%) este eliberată ca energie cinetică a neutronilor sau protonilor. Dacă neutronii sunt încetiniți într-o substanță adecvată, aceasta se încălzește; Căldura rezultată poate fi ușor convertită în energie electrică. Energia cinetică a particulelor încărcate - protonii - este transformată direct în electricitate.

Într-o reacție de fuziune, nucleele trebuie să se combine, dar sunt încărcate pozitiv și, prin urmare, conform legii lui Coulomb, se resping. Pentru a depăși forțele de respingere, chiar și nucleele de deuteriu și tritiu, care au cea mai mică sarcină (Z. = 1), au nevoie de o energie de aproximativ 10 sau 100 keV. Ea corespunde unei temperaturi de ordinul 108-109 K. La astfel de temperaturi, orice substanță se află într-o stare de plasmă la temperatură înaltă.

Din punctul de vedere al fizicii clasice, reacția de fuziune este imposibilă, dar aici un efect de tunel pur cuantic vine în ajutor. Se calculează că temperatura de aprindere, pornind de la care eliberarea de energie depășește pierderile sale, pentru reacția deuteriu-tritiu (DT) este de aproximativ 4,5x107 K, iar pentru reacțiile deuteriu-deuteriu (DD) - aproximativ 4x108 K. Desigur, este de preferat reacția DT. Plasma este încălzită prin curent electric, radiații laser, unde electromagnetice și alte metode. Dar nu doar căldura contează.

Cu cât concentrația este mai mare, cu atât particulele se ciocnesc mai des între ele, așa că poate părea că este mai bine să folosiți plasmă de înaltă densitate pentru a efectua reacții termonucleare. Totuși, dacă 1 cm 3 de plasmă ar conține 1019 particule (concentrația de molecule într-un gaz în condiții normale), presiunea din acesta la temperaturile reacțiilor termonucleare ar ajunge la aproximativ 106 atm. Nicio structură nu poate rezista la o asemenea presiune și, prin urmare, plasma trebuie rarefiată (cu o concentrație de aproximativ 1015 particule la 1 cm3). Ciocnirile de particule în acest caz apar mai rar, iar pentru a menține reacția, este necesar să se mărească timpul de ședere a acestora în reactor, sau timpul de retenție. Aceasta înseamnă că, pentru implementarea unei reacții termonucleare, este necesar să se ia în considerare produsul concentrației particulelor de plasmă și timpul de reținere a acestora. Pentru reacțiile DD, acest produs (așa-numitul criteriu Lawson) este 1016 s/cm 3 , iar pentru reacția DT este 1014 s/cm 3 .

Plasma sanguină: elemente constitutive (substanțe, proteine), funcții în organism, utilizare

Plasma sanguină este prima componentă (lichidă) a celui mai valoros mediu biologic numit sânge. Plasma sanguină ocupă până la 60% din volumul total de sânge. A doua parte (40 - 45%) a lichidului care circulă în sânge este preluată de elementele formate: eritrocite, leucocite și trombocite.

Compoziția plasmei sanguine este unică. Ce nu este acolo? Diverse proteine, vitamine, hormoni, enzime - în general, tot ceea ce asigură viața corpului uman în fiecare secundă.

Compoziția plasmei sanguine

Un lichid transparent gălbui eliberat în timpul formării unei convoluții într-o eprubetă - este plasmă? Nu asta ser de sânge, în care nu există proteină coagulată (factor I), a intrat într-un cheag. Cu toate acestea, dacă luați sânge într-o eprubetă cu un anticoagulant, atunci nu îi va permite (sângelui) să se coaguleze, iar elementele cu formă grea se vor scufunda în fund după un timp, în timp ce deasupra va fi și o culoare gălbuie, dar oarecum tulbure, spre deosebire de ser, lichid, iata si mananca plasma din sânge, a cărui turbiditate este dată de proteinele conținute în el, în special, fibrinogenul (FI).

Compoziția plasmei sanguine este izbitoare prin diversitatea sa. În ea, pe lângă apă, care este 90 - 93%, există componente de natură proteică și non-proteică (până la 10%):

plasmă în sânge

• , care ocupă 7 - 8% din volumul total al părții lichide a sângelui (1 litru de plasmă conține de la 65 la 85 de grame de proteine, norma proteinelor totale din sânge în analiza biochimică: 65 - 85 g / l). Sunt recunoscute principalele proteine ​​plasmatice (până la 50% din toate proteinele sau 40 - 50 g/l), (≈ 2,7%) și fibrinogen;
• Alte substanțe de natură proteică (componente de complement, complexe carbohidrați-proteine ​​etc.);
• Substanțe biologic active (enzime, factori hematopoietici - hemocitokine, hormoni, vitamine);
• Peptidele cu greutate moleculară mică sunt citokinele, care, în principiu, sunt proteine, dar cu greutate moleculară mică, sunt produse în principal de limfocite, deși în acest lucru sunt implicate și alte celule sanguine. În ciuda „micului lor creștere”, citokinele sunt înzestrate cu cele mai importante funcții, ele realizează interacțiunea sistemului imunitar cu alte sisteme atunci când declanșează răspunsul imun;
• Carbohidrați care sunt implicați în procesele metabolice care apar constant într-un organism viu;
• Produse rezultate din aceste procese metabolice, care ulterior vor fi îndepărtate de rinichi (, etc.);
• În plasma sanguină, marea majoritate a elementelor din tabelul lui D. I. Mendeleev sunt colectate. Adevărat, unii reprezentanți de natură anorganică (potasiu, iod, calciu, sulf etc.) sub formă de cationi și anioni circulanți sunt ușor de numărat, alții (vanadiu, cobalt, germaniu, titan, arsen etc.) - datorită suma slabă, calculată cu greu. Între timp, ponderea tuturor elementelor chimice prezente în plasmă este de la 0,85 la 0,9%.

Astfel, plasma este un sistem coloidal foarte complex în care „plutește” tot ceea ce este conținut în corpul uman și al mamiferelor și tot ceea ce este pregătit pentru îndepărtarea din acesta.

Apa este o sursă de H 2 O pentru toate celulele și țesuturile, fiind prezentă în plasmă în cantități atât de importante, asigură un nivel normal (TA), menține un volum mai mult sau mai puțin constant de sânge circulant (BCC).

Diferite prin reziduuri de aminoacizi, proprietăți fizico-chimice și alte caracteristici, proteinele formează baza corpului, oferindu-i viață. Prin împărțirea proteinelor plasmatice în fracții, se poate afla conținutul proteinelor individuale, în special albumine și globuline, în plasma sanguină. Aceasta se face în scop de diagnostic în laboratoare, aceasta se face la scară industrială pentru a obține medicamente terapeutice foarte valoroase.

Dintre compușii minerali, cea mai mare pondere în compoziția plasmei sanguine aparține sodiului și clorului (Na și Cl). Aceste două elemente ocupă ≈ 0,3% din compoziția minerală a plasmei, adică sunt, parcă, principalele, care sunt adesea folosite pentru a completa volumul de sânge circulant (BCC) în caz de pierdere de sânge. În astfel de cazuri, un medicament accesibil și ieftin este preparat și transfuzat - soluție izotonică de clorură de sodiu. În același timp, soluția de NaCl 0,9% se numește fiziologică, ceea ce nu este în întregime adevărat: soluția fiziologică trebuie să conțină, pe lângă sodiu și clor, și alte macro și microelemente (corespunzând compoziției minerale a plasmei).

Video: ce este plasma sanguină

Funcțiile plasmei sanguine sunt asigurate de proteine

Funcțiile plasmei sanguine sunt determinate de compoziția sa, în principal proteine. Această problemă va fi analizată mai detaliat în secțiunile de mai jos, dedicate principalelor proteine ​​plasmatice, cu toate acestea, nu va strica să notăm pe scurt cele mai importante sarcini pe care le rezolvă acest material biologic. Deci, principalele funcții ale plasmei sanguine:

1. Transport (albumină, globuline);
2. Detoxifiere (albumina);
3. protectoare (globuline - imunoglobuline);
4. Coagulare (fibrinogen, globuline: alfa-1-globulina - protrombina);
5. Reglementare și coordonare (albumină, globuline);

Acesta este pe scurt despre scopul funcțional al fluidului, care, ca parte a sângelui, se mișcă constant prin vasele de sânge, asigurând funcționarea normală a organismului. Dar totuși, unora dintre componentele sale ar fi trebuit să li se acorde mai multă atenție, de exemplu, ce a aflat cititorul despre proteinele plasmatice din sânge, după ce a primit atât de puține informații? Dar ei sunt cei care, în principal, rezolvă sarcinile enumerate (funcțiile plasmei sanguine).

proteinele plasmatice sanguine

Desigur, pentru a oferi cea mai mare cantitate de informații, care afectează toate caracteristicile proteinelor prezente în plasmă, într-un mic articol dedicat părții lichide a sângelui, este probabil dificil de făcut. Între timp, este foarte posibil să se familiarizeze cititorul cu caracteristicile principalelor proteine ​​(albumine, globuline, fibrinogen - sunt considerate principalele proteine ​​plasmatice) și să se menționeze proprietățile altor substanțe de natură proteică. Mai ales că (după cum s-a menționat mai sus) asigură îndeplinirea de înaltă calitate a sarcinilor lor funcționale cu acest lichid valoros.

Principalele proteine ​​plasmatice vor fi discutate oarecum mai jos, totuși, aș dori să prezint cititorului un tabel care arată care proteine ​​reprezintă principalele proteine ​​din sânge, precum și scopul lor principal.

Tabelul 1. Principalele proteine ​​plasmatice

Proteinele plasmatice majore	Conținut în plasmă (normă), g/l	Principalii reprezentanți și scopul lor funcțional
Albumine	35 - 55	„Material de construcție”, catalizator al reacțiilor imunologice, funcții: transport, neutralizare, reglare, protecție.
Alfa Globulina α-1	1,4 – 3,0	α1-antitripsină, α-proteină acidă, protrombină, transcortină care transportă cortizolul, proteină care leagă tiroxină, α1-lipoproteină, care transportă grăsimile către organe.
Alfa Globulina α-2	5,6 – 9,1	α-2-macroglobulina (proteina principală din grup) participă la răspunsul imun, haptoglobina formează un complex cu hemoglobina liberă, ceruloplasmina transportă cuprul, apolipoproteina B transportă lipoproteinele cu densitate scăzută (colesterolul „rău”).
Beta globuline: β1+β2	5,4 – 9,1	Hemopexina (leagă hemoglobina, care împiedică eliminarea fierului din organism), β-transferină (transferă Fe), componenta complement (participă la procesele imunologice), β-lipoproteine ​​- un „vehicul” pentru colesterol și fosfolipide.
Gamma globuline γ	8,1 – 17,0	Anticorpi naturali și dobândiți (imunoglobuline de 5 clase - IgG, IgA, IgM, IgE, IgD), care efectuează în principal protecție imună la nivelul imunității umorale și creează un status alergic al organismului.
fibrinogen	2,0 – 4,0	Primul factor al sistemului de coagulare a sângelui este FI.

Albumine

Albuminele sunt proteine ​​simple care, în comparație cu alte proteine:

structura albuminei

• Ele prezintă cea mai mare stabilitate în soluții, dar în același timp se dizolvă bine în apă;
• Tolerează bine temperaturile sub zero, nefiind deosebit de deteriorate la reîngheț;
• Nu se prăbușește când este uscat;
• Stând timp de 10 ore la o temperatură destul de ridicată pentru alte proteine ​​(60ᵒС), acestea nu își pierd proprietățile.

Capacitatea acestor proteine ​​importante se datorează prezenței în molecula de albumină a unui număr foarte mare de lanțuri laterale în descompunere polară, ceea ce determină principalele responsabilități funcționale ale proteinelor - participarea la metabolism și punerea în aplicare a efectului antitoxic. Funcțiile albuminei în plasma sanguină pot fi reprezentate după cum urmează:

1. Participarea la metabolismul apei (datorită albuminelor, volumul necesar de lichid este menținut, deoarece acestea asigură până la 80% din tensiunea arterială osmotică coloidală totală);
2. Participarea la transportul diferitelor produse, și în special a celor care sunt greu de dizolvat în apă, de exemplu, grăsimi și pigment biliar - bilirubina (bilirubina, după ce a contactat moleculele de albumină, devine inofensivă pentru organism și în această stare este transferată la ficat );
3. Interacțiune cu macro și microelemente care intră în plasmă (calciu, magneziu, zinc etc.), precum și cu multe medicamente;
4. Legarea produselor toxice în țesuturi în care aceste proteine ​​pătrund liber;
5. transfer de carbohidrați;
6. Legarea și transferul acizilor grași liberi - acizii grași (până la 80%), trimiși către ficat și alte organe din depozitele de grăsime și, dimpotrivă, acizii grași nu prezintă agresiune împotriva globulelor roșii (eritrocite) și nu are loc hemoliză;
7. Protecția împotriva hepatozei grase a celulelor parenchimului hepatic și a degenerării (grase) a altor organe parenchimatoase și, în plus, un obstacol în calea formării plăcilor aterosclerotice;
8. Reglarea „comportamentului” anumitor substanțe din corpul uman (din moment ce activitatea enzimelor, hormonilor, medicamentelor antibacteriene într-o formă legată scade, aceste proteine ​​ajută la direcționarea acțiunii lor în direcția corectă);
9. Asigurarea nivelului optim de cationi și anioni din plasmă, protecție împotriva efectelor negative ale sărurilor de metale grele care intră accidental în organism (acestea sunt complexate cu ele folosind grupări tiol), neutralizarea substanțelor nocive;
10. Cataliza reacțiilor imunologice (antigen→anticorp);
11. Menținerea unui pH constant al sângelui (a patra componentă a sistemului tampon sunt proteinele plasmatice);
12. Asistență în „construcția” proteinelor tisulare (albuminele, împreună cu alte proteine, constituie o rezervă de „materiale de construcție” pentru o chestiune atât de importantă).

Albumina este sintetizată în ficat. Timpul mediu de înjumătățire al acestei proteine ​​este de 2 – 2,5 săptămâni, deși unii „trăiesc” o săptămână, în timp ce alții „lucrează” până la 3 – 3,5 săptămâni. Prin fracţionarea proteinelor din plasma donatorilor se obţine un medicament terapeutic valoros (soluţie 5%, 10% şi 20%), care poartă o denumire similară. Albumina este ultima fracțiune din proces, astfel încât producerea acesteia necesită costuri considerabile de muncă și materiale, de unde și costul agentului terapeutic.

Indicațiile pentru utilizarea albuminei de la donator sunt afecțiuni variate (în cele mai multe cazuri destul de severe): o pierdere mare de sânge care pune viața în pericol, o scădere a nivelului de albumină și o scădere a presiunii coloid osmotice din cauza diferitelor boli.

Globuline

Aceste proteine ​​ocupă o proporție mai mică în comparație cu albumina, dar destul de tangibile printre alte proteine. În condiții de laborator, globulinele sunt împărțite în cinci fracții: α-1, α-2, β-1, β-2 și γ-globuline. În condiții de producție, pentru a obține preparate din fracția II + III, se izolează gama globuline, care ulterior vor fi utilizate pentru tratarea diferitelor boli însoțite de o încălcare a sistemului imunitar.

varietate de forme de specii de proteine ​​plasmatice

Spre deosebire de albumine, apa nu este potrivită pentru dizolvarea globulinelor, deoarece acestea nu se dizolvă în ea, dar sărurile neutre și bazele slabe sunt destul de potrivite pentru prepararea unei soluții a acestei proteine.

Globulinele sunt proteine ​​plasmatice foarte importante, în majoritatea cazurilor sunt proteine ​​de fază acută. În ciuda faptului că conținutul lor este de 3% din toate proteinele plasmatice, ele rezolvă cele mai importante sarcini pentru corpul uman:

• Alfaglobulinele sunt implicate în toate reacțiile inflamatorii (o creștere a fracției α se remarcă în testul biochimic de sânge);
• Alfa și beta globulinele, facând parte din lipoproteine, îndeplinesc funcții de transport (grăsimile în stare liberă în plasmă apar foarte rar, cu excepția unei mese nesănătoase cu grăsimi, iar în condiții normale, colesterolul și alte lipide sunt asociate cu globulinele și formează o apă). -forma solubila, care se transporta usor de la un organ la altul);
• α- și β-globulinele sunt implicate în metabolismul colesterolului (vezi mai sus), ceea ce determină rolul lor în dezvoltarea aterosclerozei, așa că nu este de mirare că în patologiile care apar cu acumulare de lipide, valorile fracției beta se modifică în sus. ;
• Globulinele (fracția alfa-1) poartă vitamina B12 și anumiți hormoni;
• Alfa-2-globulina face parte din haptoglobina, care este implicată foarte activ în procesele redox - această proteină de fază acută leagă hemoglobina liberă și astfel împiedică îndepărtarea fierului din organism;
• O parte din beta-globuline, împreună cu gama-globulinele, rezolvă problemele apărării imune a organismului, adică sunt imunoglobuline;
• Reprezentanții fracțiilor alfa, beta-1 și beta-2 tolerează hormonii steroizi, vitamina A (caroten), fier (transferină), cupru (ceruloplasmină).

Evident, în cadrul grupului lor, globulinele diferă oarecum unele de altele (în primul rând prin scopul lor funcțional).

Trebuie remarcat faptul că odată cu vârsta sau cu anumite boli, ficatul poate începe să producă globuline alfa și beta nu chiar normale, în timp ce structura spațială alterată a macromoleculei proteice nu va avea cel mai bun efect asupra abilităților funcționale ale globulinelor.

Gamma globuline

Gamma globulinele sunt proteine ​​din plasmă sanguină cu cea mai scăzută mobilitate electroforetică; aceste proteine ​​alcătuiesc cea mai mare parte a anticorpilor naturali și dobândiți (imuni) (AT). Gamma globulinele formate în organism după întâlnirea cu un antigen străin se numesc imunoglobuline (Ig). În prezent, odată cu apariția metodelor citochimice în serviciul de laborator, a devenit posibilă studierea serului pentru a determina proteinele imune și concentrațiile acestora în acesta. Nu toate imunoglobulinele, și există 5 clase de ele, au aceeași semnificație clinică, în plus, conținutul lor în plasmă depinde de vârstă și de modificări în diferite situații (boli inflamatorii, reacții alergice).

Tabelul 2. Clasele de imunoglobuline și caracteristicile acestora

Clasa de imunoglobuline (Ig).	Conținut de plasmă (ser), %	Scopul funcțional principal
G	O.K. 75	Antitoxine, anticorpi direcționați împotriva virusurilor și microbilor gram-pozitivi;
A	O.K. 13	Anticorpi anti-insulari in diabetul zaharat, anticorpi indreptati impotriva microorganismelor capsulare;
M	O.K. 12	Direcție - viruși, bacterii gram-negative, anticorpi Forsman și Wasserman.
E	0,0…	Reagine, anticorpi specifici împotriva diferiților (anumiți) alergeni.
D	În embrion, la copii și adulți, este posibil să se detecteze urme	Nu sunt luate în considerare deoarece nu au semnificație clinică.

Concentrația de imunoglobuline din diferite grupuri are fluctuații vizibile la copiii din categoriile de vârstă mai mică și mijlocie (în principal din cauza imunoglobulinelor din clasa G, unde se observă rate destul de ridicate - până la 16 g / l). Cu toate acestea, după aproximativ 10 ani, când se fac vaccinări și se transferă principalele infecții ale copilăriei, conținutul de Ig (inclusiv IgG) scade și este stabilit la nivelul adulților:

IgM - 0,55 - 3,5 g/l;

IgA - 0,7 - 3,15 g/l;

IgG - 0,7 - 3,5 g/l;

fibrinogen

Primul factor de coagulare (FI - fibrinogen), care, în timpul formării unui cheag, trece în fibrină, care formează o convoluție (prezența fibrinogenului în plasmă îl deosebește de ser), de fapt, se referă la globuline.

Fibrinogenul este precipitat cu ușurință cu 5% etanol, care este utilizat în fracționarea proteinelor, precum și soluție de clorură de sodiu semisaturată, tratarea cu plasmă cu eter și recongelare. Fibrinogenul este termolabil și se pliază complet la o temperatură de 56 de grade.

Fără fibrinogen, fibrina nu se formează, iar sângerarea nu se oprește fără ea. Tranziția acestei proteine ​​și formarea fibrinei se realizează cu participarea trombinei (fibrinogen → produs intermediar - fibrinogen B → agregare trombocitară → fibrină). Etapele inițiale ale polimerizării factorului de coagulare pot fi inversate, totuși, sub influența unei enzime de stabilizare a fibrinei (fibrinază), are loc stabilizarea și cursul reacției inverse este exclus.

Participarea la reacția de coagulare a sângelui este principalul scop funcțional al fibrinogenului, dar are și alte proprietăți utile, de exemplu, în timpul îndeplinirii sarcinilor sale, întărește peretele vascular, face o mică „reparație”, lipindu-se de endoteliu. și astfel închiderea micilor defecte, care apoi apar în cursul vieții unei persoane.

Proteinele plasmatice ca parametri de laborator

În condiții de laborator, pentru a determina concentrația proteinelor plasmatice, puteți lucra cu plasmă (sângele este luat într-o eprubetă cu un anticoagulant) sau puteți efectua un studiu al serului luat într-un vas uscat. Proteinele serice nu sunt diferite de proteinele plasmatice, cu excepția fibrinogenului, care, după cum știți, este absent în serul de sânge și care, fără anticoagulant, merge să formeze un cheag. Proteinele de bază își schimbă valorile digitale în sânge în timpul diferitelor procese patologice.

Creșterea concentrației de albumină în ser (plasmă) este cel mai rar fenomen care apare la deshidratare sau la aportul excesiv (administrare intravenoasă) de concentrații mari de albumină. Scăderea nivelului de albumină poate indica epuizarea funcției hepatice, probleme cu rinichii sau tulburări ale tractului gastrointestinal.

O creștere sau scădere a fracțiilor proteice este caracteristică unui număr de procese patologice, de exemplu, proteinele de fază acută alfa-1- și alfa-2-globulinele, crescând valorile acestora, pot indica un proces inflamator acut localizat în organele respiratorii (bronhii, plămâni), care afectează sistemul excretor (rinichi) sau mușchiul inimii. (infarct miocardic).

Un loc special în diagnosticul diferitelor afecțiuni este acordat fracțiunii de gammaglobuline (imunoglobuline). Determinarea anticorpilor ajută nu numai la recunoașterea unei boli infecțioase, ci și la diferențierea stadiului acesteia. Informații mai detaliate despre modificarea valorilor diferitelor proteine ​​(proteinogramă), cititorul le poate găsi într-una separată.

Abaterile de la norma fibrinogenului se manifestă ca tulburări ale sistemului de hemocoagulare, prin urmare această proteină este cel mai important indicator de laborator al abilităților de coagulare a sângelui (coagulogramă, hemostasiogramă).

În ceea ce privește alte proteine ​​care sunt importante pentru organismul uman, la examinarea serului, folosind anumite tehnici, puteți găsi aproape orice care prezintă interes pentru diagnosticarea bolilor. De exemplu, calculând concentrația (beta-globulină, proteină de fază acută) din probă și considerând-o nu numai ca un „vehicul” (deși probabil că acesta este în primul rând), medicul va cunoaște gradul de legare de proteine ​​a fierul feric eliberat de celulele roșii din sânge, deoarece Fe 3+, după cum știți, fiind prezent în stare liberă în organism, dă un efect toxic pronunțat.

Studiul serului pentru a determina conținutul (proteină de fază acută, glicoproteină metalică, purtător de cupru) ajută la diagnosticarea unei patologii atât de severe precum boala Konovalov-Wilson (degenerarea hepatocerebrală).

Astfel, prin examinarea plasmei (serului), este posibil să se determine în ea conținutul atât al acelor proteine ​​care sunt vitale, cât și al celor care apar într-un test de sânge ca indicator al unui proces patologic (de exemplu,).

Plasma sanguină este un remediu

Prepararea plasmei ca agent terapeutic a început în anii 30 ai secolului trecut. Acum plasma nativă, obținută prin sedimentarea spontană a elementelor formate în decurs de 2 zile, nu a fost folosită de mult timp. Cele învechite au fost înlocuite cu noi metode de separare a sângelui (centrifugare, plasmafereză). Sângele după preparare este supus centrifugării și împărțit în componente (plasmă + elemente modelate). Partea lichidă a sângelui astfel obținut este de obicei congelată (plasmă proaspătă congelată) și, pentru a evita infectarea cu hepatită, în special hepatita C, care are o perioadă de incubație destul de lungă, este trimisă pentru depozitare în carantină. Congelarea acestui mediu biologic la temperaturi ultra-scăzute face posibilă păstrarea lui timp de un an sau mai mult, pentru ca ulterior să poată fi folosit pentru prepararea preparatelor (crioprecipitat, albumină, gamma globulină, fibrinogen, trombină etc.).

În prezent, partea lichidă a sângelui pentru transfuzii este din ce în ce mai pregătită prin plasmafereză, care este cea mai sigură pentru sănătatea donatorilor. Elementele formate după centrifugare sunt returnate prin administrare intravenoasă, iar proteinele pierdute cu plasmă în organismul unei persoane care a donat sânge sunt rapid regenerate, ajung la o normă fiziologică, fără a încălca funcțiile organismului însuși.

În plus față de plasma proaspătă congelată transfuzată în multe condiții patologice, ca agent terapeutic este utilizată plasma imună obținută după imunizarea unui donator cu un vaccin specific, de exemplu, toxoid stafilococic. O astfel de plasmă, care are un titru mare de anticorpi anti-stafilococi, este, de asemenea, utilizată pentru a prepara gama globulinei anti-stafilococice (imunoglobulină umană anti-stafilococică) - medicamentul este destul de scump, deoarece producerea sa (fracționarea proteinelor) necesită forță de muncă și materiale considerabile. cheltuieli. Iar materia primă pentru aceasta este plasma sanguină imunizat donatori.

Plasma anti-arsuri este, de asemenea, un fel de mediu imunitar. S-a remarcat de mult timp că sângele persoanelor care au experimentat o astfel de groază poartă inițial proprietăți toxice, dar după o lună, în el încep să fie detectate antitoxinele de ardere (globuline beta și gama), care pot ajuta „prietenii în nenorocire” în perioada acută a bolii arsurilor.

Desigur, obținerea unui astfel de agent terapeutic este însoțită de anumite dificultăți, în ciuda faptului că, în timpul perioadei de recuperare, partea lichidă pierdută a sângelui este completată cu plasmă donatoare, deoarece corpul persoanelor arse se confruntă cu epuizarea proteinelor. in orice caz donator trebuie să fie adult și altfel sănătos, iar plasma lui trebuie să aibă un anumit titru de anticorpi (cel puțin 1:16). Activitatea imună a plasmei convalescente persistă aproximativ doi ani, iar la o lună de la recuperare, aceasta poate fi luată de la donatorii convalescenți fără compensație.

Din plasma de sânge donator pentru persoanele care suferă de hemofilie sau altă patologie de coagulare, care este însoțită de o scădere a factorului antihemofil (FVIII), a factorului von Willebrand (VWF) și a fibrinazei (factor XIII, FXIII), este un agent hemostatic numit crioprecipitat. pregătit. Ingredientul său activ este factorul VIII de coagulare.

Video: despre colectarea și utilizarea plasmei sanguine

Fracționarea proteinelor plasmatice la scară industrială

Între timp, utilizarea plasmei întregi în condiții moderne nu este în niciun caz întotdeauna justificată. Mai mult, atât din punct de vedere terapeutic, cât și economic. Fiecare dintre proteinele plasmatice are proprietățile sale fizico-chimice și biologice, unice pentru el. Și infuzarea necugetă a unui produs atât de valoros unei persoane care are nevoie de o anumită proteină plasmatică, și nu toată plasmă, nu are sens, în plus, este costisitoare din punct de vedere material. Adică, aceeași doză din partea lichidă a sângelui, împărțită în componente, poate beneficia de mai mulți pacienți și nu de un singur pacient care are nevoie de un medicament separat.

Producția industrială de medicamente a fost recunoscută în lume după evoluțiile în această direcție de către oamenii de știință de la Universitatea Harvard (1943). Fracționarea proteinelor plasmatice s-a bazat pe metoda Kohn, a cărei esență este precipitarea fracțiilor proteice prin adăugarea treptată a alcoolului etilic (concentrație în prima etapă - 8%, în etapa finală - 40%) la temperaturi scăzute (- 3ºС - stadiul I, -5ºС - ultimul) . Desigur, metoda a fost modificată de mai multe ori, dar acum (în diverse modificări) este folosită pentru a obține produse din sânge pe toată planeta. Iată scurta lui schiță:

• Proteina este precipitată în prima etapă fibrinogen(precipitat I) - acest produs, dupa o prelucrare speciala, va merge in reteaua medicala sub nume propriu sau va fi inclus in setul de stopare a sangerarii, numit "Fibrinostat");
• A doua etapă a procesului este supernatantul II + III ( protrombină, beta și gamma globuline) - această fracție va merge la producerea unui medicament numit gammaglobuline umane normale, sau va fi eliberat ca un remediu numit gammaglobuline antistafilococice. În orice caz, din supernatantul obținut în a doua etapă, se poate prepara un preparat care conține o cantitate mare de anticorpi antimicrobieni și antivirali;
• A treia, a patra etapă a procesului este necesară pentru a ajunge la sedimentul V ( albumină+ amestec de globuline);
• 97 – 100% albumină iese abia in stadiul final, dupa care va dura mult sa lucreze cu albumina pana la intrarea in institutiile medicale (5, 10, 20% albumina).

Dar aceasta este doar o scurtă schiță, o astfel de producție necesită de fapt mult timp și necesită participarea a numeroși personal cu diferite grade de calificare. În toate etapele procesului, viitorul medicament cel mai valoros se află sub controlul constant al diferitelor laboratoare (clinice, bacteriologice, analitice), deoarece toți parametrii produsului sanguin la ieșire trebuie să respecte cu strictețe toate caracteristicile mediilor de transfuzie.

Astfel, plasma, pe lângă faptul că face parte din sânge, asigură funcționarea normală a organismului, poate fi și un important criteriu de diagnostic care arată starea de sănătate, sau poate salva viețile altor persoane folosind proprietățile sale unice. Și nu totul este despre plasma sanguină. Nu am început să oferim o descriere completă a tuturor proteinelor, macro și microelementelor sale, pentru a descrie în detaliu funcțiile sale, deoarece toate răspunsurile la întrebările rămase pot fi găsite pe paginile VesselInfo.

Ministerul Educației și Științei al Federației Ruse

Agenția Federală pentru Educație

Universitatea Economică de Stat din Pacific

Departamentul de Fizică

Subiect: Plasma - a patra stare a materiei

Efectuat:

Stare agregată - o stare a materiei caracterizată prin anumite proprietăți calitative: capacitatea sau incapacitatea de a menține volumul și forma, prezența sau absența ordinii pe distanță lungă și scurtă și altele. O schimbare a stării de agregare poate fi însoțită de o schimbare asemănătoare unui salt în energia liberă, entropia, densitatea și alte proprietăți fizice de bază.

Se știe că orice substanță poate exista doar în una din cele trei stări: solidă, lichidă sau gazoasă, un exemplu clasic al căruia este apa, care poate fi sub formă de gheață, lichid și vapori. Cu toate acestea, sunt foarte puține substanțe care există în aceste stări considerate indiscutabile și comune, dacă luăm întregul Univers în ansamblu. Cu greu depășesc ceea ce în chimie sunt considerate urme neglijabile. Toată cealaltă materie din Univers se află în așa-numita stare de plasmă.

Cuvântul „plasmă” (din grecescul „plasmă” – „împodobit”) la mijlocul anului XIX

în. a început să numească partea incoloră a sângelui (fără corpuri roșii și albe) și

fluid care umple celulele vii. În 1929, fizicienii americani Irving Langmuir (1881-1957) și Levi Tonko (1897-1971) au numit gazul ionizat dintr-un tub cu descărcare de gaz plasmă.

Fizicianul englez William Crookes (1832-1919), care a studiat electricitatea

descărcare în tuburi cu aer rarefiat, scria: „Fenomene în evacuare

tuburile deschid o nouă lume pentru știința fizică în care materia poate exista într-o a patra stare.”

În funcție de temperatură, orice substanță își schimbă

condiție. Deci, apa la temperaturi negative (Celsius) este în stare solidă, în intervalul de la 0 la 100 "C - în stare lichidă, peste 100 ° C - în stare gazoasă. Dacă temperatura continuă să crească, atomii și moleculele încep să-și piardă electronii - sunt ionizați și gazul se transformă în plasmă.La temperaturi de peste 1000000 ° C, plasma este absolut ionizată - este formată numai din electroni și ioni pozitivi.Plasma este cea mai comună stare a materiei din natură, conținând pentru aproximativ 99% din masa Universului. Soarele, majoritatea stelelor, nebuloasele sunt plasmă complet ionizată. Partea exterioară a atmosferei terestre (ionosfera) este, de asemenea, plasmă.

Chiar mai mari sunt centurile de radiații care conțin plasmă.

Aurorele, fulgerele, inclusiv bile, sunt toate tipuri diferite de plasmă care pot fi observate în condiții naturale pe Pământ. Și doar o parte nesemnificativă a Universului este alcătuită din materie în stare solidă - planete, asteroizi și nebuloase de praf.

Plasma în fizică este înțeleasă ca un gaz format din electric

particule încărcate și neutre, în care sarcina electrică totală este zero, t. condiția de cvasi-neutralitate este îndeplinită (prin urmare, de exemplu, un fascicul de electroni care zboară în vid nu este o plasmă: poartă o sarcină negativă).

1.1. Cele mai tipice forme de plasmă

Cele mai tipice forme de plasmă
Plasmă creată artificial Panou cu plasmă (TV, monitor) Substanță în interiorul lămpilor fluorescente (inclusiv compacte) și cu neon Motoare cu rachete cu plasmă Coroana cu descărcare în gaz a unui generator de ozon Cercetare controlată a fuziunii termonucleare Arc electric într-o lampă cu arc și în sudare cu arc Lampă cu plasmă (vezi figura) Descărcare cu arc de la transformatorul Tesla Impact asupra materiei de către radiația laser Sfera strălucitoare a unei explozii nucleare	Plasmă naturală terestră Focurile fulgere ale Sfântului Elmo Flăcările ionosferei (plasmă la temperatură joasă)	Spaţiu și astrofizice plasmă Soarele și alte stele (cele care există datorită reacțiilor termonucleare) Vântul solar Spațiul exterior (spațiul dintre planete, stele și galaxii) Nebuloase interstelare

Proprietățile și parametrii plasmei

Plasma are următoarele proprietăți:

Densitate suficientă: particulele încărcate trebuie să fie suficient de aproape una de cealaltă încât fiecare dintre ele să interacționeze cu un întreg sistem de particule încărcate strâns distanțate. Condiția este considerată îndeplinită dacă numărul de particule încărcate din sfera de influență (o sferă cu rază Debye) este suficient pentru apariția efectelor colective (astfel de manifestări sunt o proprietate tipică a plasmei). Din punct de vedere matematic, această condiție poate fi exprimată după cum urmează:

, unde este concentrația particulelor încărcate.

Prioritatea interacțiunilor interne: raza de screening Debye trebuie să fie mică în comparație cu dimensiunea caracteristică a plasmei. Acest criteriu înseamnă că interacțiunile care au loc în interiorul plasmei sunt mai semnificative decât efectele pe suprafața acesteia, care pot fi neglijate. Dacă această condiție este îndeplinită, plasma poate fi considerată cvasi-neutră. Din punct de vedere matematic, arată așa:

Frecvența plasmei: timpul mediu dintre ciocnirile particulelor trebuie să fie mare în comparație cu perioada oscilațiilor plasmatice. Aceste oscilații sunt cauzate de acțiunea unui câmp electric asupra sarcinii, care apare din cauza încălcării cvasi-neutralității plasmei. Acest câmp urmărește restabilirea echilibrului perturbat. Revenind la poziția de echilibru, sarcina trece de această poziție prin inerție, ceea ce duce din nou la apariția unui câmp puternic de revenire, apar vibrații mecanice tipice. Când această condiție este îndeplinită, proprietățile electrodinamice ale plasmei prevalează asupra celor cinetice moleculare. În limbajul matematicii, această condiție are forma:

2.1. Clasificare

Plasma este de obicei împărțită în ideal și non-ideal, temperatură joasă și temperatură înaltă, echilibru și neechilibru, în timp ce destul de des plasma rece este neechilibru, iar plasma caldă este echilibru.

2.2. Temperatura

Când citește literatura de specialitate, cititorul vede adesea temperaturi ale plasmei de ordinul a zeci, sute de mii sau chiar milioane de °C sau K. Pentru a descrie plasma în fizică, este convenabil să se măsoare temperatura nu în °C, ci în unități de energie caracteristică mișcării particulelor, de exemplu, în electron volți (eV). Pentru a converti temperatura în eV, puteți utiliza următoarea relație: 1 eV = 11600 K (Kelvin). Astfel, devine clar că o temperatură de „zeci de mii de ° C” este destul de ușor de atins.

Într-o plasmă de neechilibru, temperatura electronilor depășește substanțial temperatura ionilor. Acest lucru se datorează diferenței dintre masele ionului și electronului, care împiedică procesul de schimb de energie. Această situație apare în descărcări gazoase, când ionii au o temperatură de aproximativ sute, iar electronii aproximativ zeci de mii de K.

Într-o plasmă de echilibru, ambele temperaturi sunt egale. Deoarece procesul de ionizare necesită temperaturi comparabile cu potențialul de ionizare, plasma de echilibru este de obicei fierbinte (cu o temperatură mai mare de câteva mii de K).

Conceptul de plasmă la temperatură înaltă este de obicei folosit pentru plasma de fuziune, care necesită temperaturi de milioane de K.

2.3. Gradul de ionizare

Pentru ca gazul să treacă în starea de plasmă, acesta trebuie ionizat. Gradul de ionizare este proporțional cu numărul de atomi care au donat sau au absorbit electroni și, mai ales, depinde de temperatură. Chiar și un gaz slab ionizat, în care mai puțin de 1% din particule sunt în stare ionizată, poate prezenta unele proprietăți tipice ale plasmei (interacțiune cu un câmp electromagnetic extern și conductivitate electrică ridicată). Gradul de ionizare α este definit ca α = ni/(ni + na), unde ni este concentrația de ioni și na este concentrația de atomi neutri. Concentrația de electroni liberi într-o plasmă neîncărcată ne este determinată de relația evidentă: ne= nu, unde - valoarea medie a încărcăturii ionilor de plasmă.

O plasmă la temperatură scăzută se caracterizează printr-un grad scăzut de ionizare (până la 1%). Deoarece astfel de plasme sunt destul de des folosite în procesele tehnologice, ele sunt uneori numite plasme tehnologice. Cel mai adesea, ele sunt create folosind câmpuri electrice care accelerează electronii, care la rândul lor ionizează atomii. Câmpurile electrice sunt introduse în gaz prin cuplare inductivă sau capacitivă (vezi plasmă cuplată inductiv). Aplicațiile tipice ale plasmei la temperatură joasă includ modificarea suprafeței cu plasmă (filme de diamant, nitrurarea metalelor, modificarea umectabilității), gravarea suprafeței cu plasmă (industria semiconductoare), purificarea gazelor și lichidelor (ozonarea apei și arderea funinginei în motoarele diesel).