เมมเบรนคืออะไร? แนวคิดนี้ใช้ในด้านต่างๆ ของชีวิตและวิทยาศาสตร์ และในแต่ละอันก็มีความหมายต่างกันไป แต่ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง การใช้คำนี้เกี่ยวข้องกับความหมายของคำเอง แปลจากภาษาละตินว่า "เมมเบรน" เป็นเมมเบรน
การตีความแนวคิดที่แตกต่างกัน
ในเทคโนโลยีและวิศวกรรม แนวคิดนี้ใช้เมื่อพูดถึงฟิล์มบางหรือแผ่นที่ยึดตามเส้นขอบ เช่นเดียวกับในไมโครโฟนหรือเกจวัดแรงดัน
ในทางชีววิทยา เมมเบรนถูกเข้าใจว่าเป็นโครงสร้างโมเลกุลยืดหยุ่นที่มีอยู่ในทุกเซลล์และทำหน้าที่ปกป้องจากอิทธิพลของสิ่งแวดล้อม มันรับรองความสมบูรณ์ของเซลล์และมีส่วนร่วมในกระบวนการเผาผลาญกับโลกภายนอก
เยื่อกรองออสโมซิสย้อนกลับ
หนึ่งในสิ่งประดิษฐ์ล่าสุดคือโมดูลรีเวิร์สออสโมซิสซึ่งใช้ในการทำให้น้ำบริสุทธิ์ การออกแบบนี้เป็นท่อที่มีก้นและฝาปิด และภายในท่อนี้เป็นเพียงเมมเบรนออสโมซิสผันกลับซึ่งมีอยู่ซึ่งทำให้การผลิตน้ำบริสุทธิ์พิเศษปราศจากสารปนเปื้อนแบคทีเรียต่างๆและแหล่งสะสมทางชีวภาพ กลไกการทำให้ของเหลวบริสุทธิ์นั้นขึ้นอยู่กับการลดพื้นที่ที่ตายแล้วซึ่งแบคทีเรียสามารถสะสมได้
โมดูลเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการแพทย์ และเพื่อให้แม่นยำยิ่งขึ้น พวกเขาจัดหาอุปกรณ์สำหรับการฟอกไตด้วยน้ำบริสุทธิ์พิเศษ
เมมเบรนสำหรับถังเก็บไฮดรอลิกและถังขยาย ของมาแทน
ถังเก็บไฮดรอลิกและถังขยายคืออุปกรณ์ที่ใช้เพื่อชดเชยแรงดันเกิน (ปริมาตร) ภายในอุปกรณ์ทำความร้อน
เยื่อในกรณีนี้คืออะไร? องค์ประกอบนี้เป็นองค์ประกอบหลักของอุปกรณ์ประเภทนี้ ส่งผลต่อประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของทั้งระบบ รูปร่างของเมมเบรนอาจแตกต่างกันไป เป็นไดอะแฟรม บอล และบอลลูน หากถังมีปริมาตรมากให้ใส่อุปกรณ์โลหะเข้าไปในด้านหลังขององค์ประกอบซึ่งมีรูสำหรับระบายอากาศ ขึ้นอยู่กับขอบเขตการใช้งานของอุปกรณ์ เลือกวัสดุสำหรับการผลิตเมมเบรน ตัวอย่างเช่น ในถังขยายของระบบทำความร้อน เกณฑ์หลักคือระดับความต้านทานความร้อนและความทนทาน ในกรณีของการจ่ายน้ำเย็น การเลือกใช้วัสดุเมมเบรนจะเป็นไปตามเกณฑ์ความยืดหยุ่นแบบไดนามิก
น่าเสียดายที่ไม่มีวัสดุใดที่เรียกว่าสากลได้ ดังนั้นตัวเลือกที่ถูกต้องจึงเป็นเงื่อนไขที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งสำหรับการทำงานระยะยาวของอุปกรณ์และการทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ ส่วนใหญ่มักทำจากยางธรรมชาติยางบิวทิลสังเคราะห์หรือเอทิลีนโพรพิลีน
เมมเบรนถูกแทนที่ด้วยการตัดการเชื่อมต่อถังเก็บสะสมหรือถังขยายออกจากระบบ ขั้นแรก ให้ถอดสกรูที่ยึดหน้าแปลนและตัวเครื่องเข้าด้วยกัน ในบางอุปกรณ์ยังมีที่ยึดในบริเวณหัวนมอีกด้วย หลังจากถอดออกแล้วสามารถถอดเมมเบรนออกได้ง่าย คุณต้องติดตั้งเมมเบรนใหม่โดยดำเนินการย้อนกลับ
เยื่อพอลิเมอร์
แนวคิดของ "เมมเบรนโพลีเมอร์" ถูกนำมาใช้ในหลายกรณี ประการแรกมันถูกใช้โดยพูดถึงหนึ่งในวัสดุมุงหลังคาที่ทันสมัยและทันสมัยที่สุดในแง่ของการใช้งานจริง เมมเบรนชนิดนี้ผลิตขึ้นโดยใช้วิธีการอัดรีด ซึ่งทำให้แน่ใจได้ว่าไม่มีช่องว่างในองค์ประกอบของวัสดุสำเร็จรูป ข้อดีของผลิตภัณฑ์โพลีเมอร์ ได้แก่ การต้านทานน้ำสัมบูรณ์ การซึมผ่านของไอ น้ำหนักเบา ความแข็งแรง ความไวไฟต่ำ ความปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม
คำว่า "เมมเบรนพอลิเมอร์" มักถูกใช้เมื่อพูดถึงเพลตรีเวิร์สออสโมซิสที่กล่าวถึงข้างต้น เช่นเดียวกับเมมเบรนประเภทอื่นๆ ที่ทำจากโพลีเมอร์อินทรีย์ เหล่านี้เป็นผลิตภัณฑ์ไมโครและอัลตราฟิลเตรชัน เมมเบรนที่ใช้ในการกรองนาโน ข้อดีของเยื่อพอลิเมอร์ในบริบทนี้อยู่ที่ความสามารถในการผลิตสูงและมีความเป็นไปได้สูงในการควบคุมคุณสมบัติและโครงสร้างของวัสดุ สิ่งนี้ใช้การเปลี่ยนแปลงทางเคมีและเทคโนโลยีเล็กน้อยในกระบวนการผลิต
เยื่อหุ้มเซลล์. เซลล์ - หน่วยของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด
เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าหน่วยโครงสร้างพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตคือเซลล์ มันเป็นส่วนที่แตกต่างของไซโตพลาสซึมซึ่งล้อมรอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ ในกระบวนการวิวัฒนาการ เมื่อข้อจำกัดของการทำงานขยายออกไป มันจึงกลายเป็นพลาสติกและความละเอียดอ่อน เนื่องจากกระบวนการที่สำคัญที่สุดในร่างกายเกิดขึ้นได้อย่างแม่นยำในเซลล์
เยื่อหุ้มเซลล์คือขอบเขตของเซลล์ ซึ่งเป็นอุปสรรคตามธรรมชาติระหว่างเนื้อหาภายในและสิ่งแวดล้อม ลักษณะเฉพาะหลักของเมมเบรนคือการซึมผ่านได้กึ่งซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าความชื้นและสารอาหารเข้าสู่เซลล์และกำจัดผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวออกจากเซลล์ เยื่อหุ้มเซลล์เป็นองค์ประกอบโครงสร้างหลักของการจัดเซลล์
ข้อเท็จจริงทางประวัติศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการค้นพบและการศึกษาเยื่อหุ้มเซลล์
ในปี 1925 เกรนเดลและกอร์เดอร์ประสบความสำเร็จในการทดลองเพื่อระบุ "เงา" ของเซลล์เม็ดเลือดแดง พวกเขาเป็นคนแรกที่ค้นพบ lipid bilayer ในระหว่างการทดลอง ผู้สืบทอดงานของพวกเขา Danielli, Dawson, Robertson, Nicholson ในปีต่าง ๆ ทำงานเกี่ยวกับการสร้างแบบจำลองของเหลวโมเสคของโครงสร้างเมมเบรน ในที่สุดซิงเชอร์ก็ทำได้สำเร็จในปี 1972
หน้าที่พื้นฐานของเยื่อหุ้มเซลล์
- การแยกเนื้อหาภายในของเซลล์ออกจากส่วนประกอบของสภาพแวดล้อมภายนอก
- ช่วยรักษาความคงตัวขององค์ประกอบทางเคมีภายในเซลล์
- ควบคุมสมดุลของการเผาผลาญ
- การเชื่อมต่อระหว่างเซลล์
- ฟังก์ชั่นสัญญาณ
- ฟังก์ชั่นป้องกัน
พลาสม่าเชลล์
เมมเบรนที่เรียกว่าปลอกพลาสม่าคืออะไร? นี่คือผนังเซลล์ชั้นนอกซึ่งในโครงสร้างของมันเป็นฟิล์มอุลตร้าไมโครสโคปที่มีความหนา 5-7 นาโนเมตร ประกอบด้วยสารประกอบโปรตีน ฟอสโฟลิปิด น้ำ ฟิล์มมีความยืดหยุ่นสูง ดูดซับความชื้นได้ดี และยังมีความสามารถในการคืนความสมบูรณ์ได้อย่างรวดเร็ว
พลาสมาเมมเบรนมีลักษณะโครงสร้างที่เป็นสากล ตำแหน่งขอบเขตทำให้เกิดการมีส่วนร่วมในกระบวนการคัดเลือกการซึมผ่านระหว่างการกำจัดผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวออกจากเซลล์ การโต้ตอบกับองค์ประกอบที่อยู่ใกล้เคียงและปกป้องเนื้อหาจากความเสียหายได้อย่างน่าเชื่อถือ เมมเบรนด้านนอกเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของโครงสร้างเซลล์
ชั้นที่บางที่สุดที่บางครั้งปกคลุมเยื่อหุ้มเซลล์ของสิ่งมีชีวิตเรียกว่าไกลโคคาลิกซ์ ประกอบด้วยโปรตีนและโพลีแซ็กคาไรด์ และในเซลล์พืช เมมเบรนได้รับการปกป้องจากด้านบนด้วยผนังพิเศษ ซึ่งทำหน้าที่รองรับและรักษารูปร่างไว้ ประกอบด้วยเส้นใยเป็นหลัก ซึ่งเป็นโพลีแซ็กคาไรด์ที่ไม่ละลายน้ำ
ดังนั้น เราสามารถสรุปได้ว่าหน้าที่หลักของเยื่อหุ้มเซลล์ชั้นนอกคือการซ่อมแซม การป้องกัน และปฏิสัมพันธ์กับเซลล์ข้างเคียง
คุณลักษณะการสร้าง
เมมเบรนคืออะไร? นี่คือเปลือกแบบเคลื่อนที่ซึ่งมีความกว้าง 6-10 นาโนเมตร โครงสร้างของมันขึ้นอยู่กับไขมัน bilayer และโปรตีน คาร์โบไฮเดรตยังมีอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ แต่พวกมันมีสัดส่วนเพียง 10% ของมวลของเยื่อหุ้มเท่านั้น แต่จำเป็นต้องพบในไกลโคลิปิดหรือไกลโคโปรตีน
ถ้าเราพูดถึงอัตราส่วนของโปรตีนและไขมัน มันก็จะแตกต่างกันอย่างมาก ทุกอย่างขึ้นอยู่กับประเภทของผ้า ตัวอย่างเช่น ไมอีลินมีโปรตีนประมาณ 20% ในขณะที่ไมโตคอนเดรียมีประมาณ 80% องค์ประกอบของเมมเบรนส่งผลโดยตรงต่อความหนาแน่น ยิ่งปริมาณโปรตีนสูง ความหนาแน่นของเปลือกก็จะยิ่งสูงขึ้น
ความหลากหลายของหน้าที่ของไขมัน
ไขมันแต่ละชนิดเป็นฟอสโฟลิปิดในธรรมชาติ ซึ่งเป็นผลมาจากการทำงานร่วมกันของกลีเซอรอลและสฟิงโกซีน โปรตีนเมมเบรนจะอัดแน่นอยู่รอบๆ โครงไขมัน แต่ชั้นของโปรตีนนั้นไม่ต่อเนื่องกัน บางส่วนถูกแช่อยู่ในชั้นไขมันในขณะที่บางส่วนแทรกซึมเข้าไป นี่คือสาเหตุที่ทำให้บริเวณที่น้ำซึมเข้าไปได้
เห็นได้ชัดว่าองค์ประกอบของไขมันในเยื่อหุ้มต่างๆ ไม่ได้เกิดขึ้นโดยบังเอิญ แต่ยังไม่พบคำอธิบายที่ชัดเจนสำหรับปรากฏการณ์นี้ เปลือกใดๆ ก็ตามสามารถมีโมเลกุลไขมันที่แตกต่างกันได้มากถึงหนึ่งร้อยชนิด พิจารณาปัจจัยที่อาจส่งผลต่อการกำหนดองค์ประกอบไขมันของโมเลกุลเมมเบรน
- ประการแรก ส่วนผสมของไขมันต้องมีความสามารถในการสร้าง bilayer ที่เสถียรซึ่งโปรตีนสามารถทำงานได้
- ประการที่สอง ไขมันควรช่วยรักษาเสถียรภาพของเยื่อหุ้มที่ผิดรูปอย่างรุนแรง สร้างการสัมผัสระหว่างเยื่อบางๆ หรือผูกบางอย่างโปรตีน
- ประการที่สาม ลิพิดเป็นสารควบคุมทางชีวภาพ
- ประการที่สี่ ไขมันบางชนิดมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาสังเคราะห์ทางชีวภาพ
โปรตีนเยื่อหุ้มเซลล์
โปรตีนทำหน้าที่หลายอย่าง บางชนิดมีบทบาทเป็นเอ็นไซม์ ขณะที่บางชนิดขนส่งสารหลายชนิดจากสิ่งแวดล้อมเข้าสู่เซลล์และกลับ
โครงสร้างและหน้าที่ของเมมเบรนถูกจัดเรียงในลักษณะที่โปรตีนที่เป็นส่วนประกอบหนึ่งแทรกซึมผ่านเข้าไป ทำให้เกิดการเชื่อมต่ออย่างใกล้ชิด แต่โปรตีนส่วนปลายไม่สัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิดกับเยื่อหุ้มเซลล์ หน้าที่ของพวกมันคือการรักษาโครงสร้างของเปลือก รับและแปลงสัญญาณจากสภาพแวดล้อมภายนอก และทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาต่างๆ
องค์ประกอบของเมมเบรนแสดงโดยชั้นสองโมเลกุลเป็นหลัก ความต่อเนื่องของมันช่วยให้มั่นใจถึงสิ่งกีดขวางและคุณสมบัติทางกลของเซลล์ ในกระบวนการของกิจกรรมที่สำคัญอาจเกิดการละเมิดโครงสร้างของ bilayer ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของข้อบกพร่องของโครงสร้างผ่านรูพรุนที่ชอบน้ำ ต่อจากนี้ หน้าที่ทั้งหมดของเยื่อหุ้มเซลล์อาจถูกรบกวน
คุณสมบัติของเชลล์
คุณสมบัติของเยื่อหุ้มเซลล์เนื่องจากความลื่นไหล เนื่องจากไม่มีโครงสร้างที่แข็งกระด้าง ไขมันที่ประกอบเป็นองค์ประกอบสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ คุณสามารถสังเกตความไม่สมมาตรของเยื่อหุ้มเซลล์ นี่คือสาเหตุของความแตกต่างในองค์ประกอบของชั้นโปรตีนและไขมัน
เยื่อหุ้มเซลล์ได้รับการพิสูจน์แล้ว นั่นคือ ด้านนอกมีประจุบวก และด้านในมีประจุลบ อีกด้วยควรสังเกตว่าเชลล์มีข้อมูลเชิงลึกที่เลือกสรร นอกจากน้ำแล้ว ยังช่วยให้โมเลกุลบางกลุ่มและไอออนของสารละลายเข้าได้เท่านั้น
คุณสมบัติของโครงสร้างเยื่อหุ้มเซลล์ในสิ่งมีชีวิตพืชและสัตว์
เยื่อหุ้มชั้นนอกและเอนโดพลาสมิกเรติคิวลัมของเซลล์เชื่อมต่อกันอย่างใกล้ชิด บ่อยครั้งที่พื้นผิวของเปลือกหุ้มด้วยส่วนที่ยื่นออกมา, พับ, microvilli พลาสมาเมมเบรนของเซลล์สัตว์ถูกปกคลุมด้วยชั้นไกลโคโปรตีนที่ทำหน้าที่รับและส่งสัญญาณ ในเซลล์พืช ภายนอกเปลือกนี้มีอีกเซลล์หนึ่งที่หนาและมองเห็นได้ชัดเจนภายใต้กล้องจุลทรรศน์ เส้นใยที่ทำขึ้นนั้นเกี่ยวข้องกับการสร้างเนื้อเยื่อพืช เช่น ไม้
เซลล์ของสัตว์ยังมีโครงสร้างภายนอกที่ตั้งอยู่นอกเยื่อหุ้มเซลล์ พวกเขาทำหน้าที่ป้องกันโดยเฉพาะ ตัวอย่างคือไคตินที่พบในเนื้อเยื่อผิวหนังของแมลง
นอกจากเซลล์แล้วยังมีเยื่อหุ้มเซลล์หรือเยื่อหุ้มชั้นในอีกด้วย มันแบ่งเซลล์ออกเป็นส่วนปิดพิเศษที่เรียกว่าออร์แกเนลล์ พวกเขาต้องรักษาสภาพแวดล้อมที่แน่นอนตลอดเวลา
จากข้างต้น เราสามารถสรุปได้ว่าเยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะที่พิสูจน์ความสำคัญในการทำงานของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด มีองค์ประกอบและโครงสร้างที่ซับซ้อน ขึ้นอยู่กับปัจจัยภายในและภายนอกหลายประการ ความเสียหายต่อฟิล์มนี้อาจส่งผลให้เสียชีวิตได้เซลล์
ดังนั้น โครงสร้างและหน้าที่ของเมมเบรนจึงขึ้นอยู่กับสาขาวิทยาศาสตร์หรืออุตสาหกรรมที่ใช้แนวคิดนี้ ไม่ว่าในกรณีใด องค์ประกอบนี้คือเปลือกหรือพาร์ติชั่นที่ยืดหยุ่นและติดไว้ที่ขอบ