Makromolekyylin

Makromolekyyli on suuri molekyyli, jonka molekyylipaino on huomattavasti suurempi kuin pienmolekyylien. Yleisesti makromolekyylit ovat yli noin 1000 daltonin (Da) painoisia. Ne muodostuvat pitkiä ketjuja, jotka syntyvät monomeerien liittyessä toisiinsa. Luonnossa makromolekyylejä ovat esimerkiksi proteiinit (aminohappojen polymeri), nukleiinihapot kuten DNA ja RNA sekä polysakkaridit kuten tärkkelys ja selluloosa. Keinotekoisia makromolekyylejä ovat monet polymeerit, kuten polyeteeni, polyvinyylikloridi ja polyesterit.

Rakenne ja ominaisuudet: Makromolekyylit voivat olla lineaarisia, haarautuneita tai ristiin linkittyneitä. Toistuvien monomeerien järjestys ja kolmiulotteinen konformaatio vaikuttavat olennaisesti ominaisuuksiin, kuten jäykkyyteen, lämmönkestävyyteen ja kemialliseen hajoamiseen. Biologisissa makromolekyyleissä rakenne ja monomeerien järjestys määrittävät toiminnon: proteiinien aktiivisuus ja nukleiinihappojen informaatio.

Valmistus ja käyttö: Keinotekoiset makromolekyylit syntyvät polymeeriytymällä. Yleisimmät mekanismit ovat additiopolymerointi ja kondensaatiopolymerointi, jotka muodostavat lineaarisia, haarautuneita tai ristiin linkittyneitä rakenteita. Makromolekyylien käyttö on laaja: biologiset makromolekyylit toimivat rakennus- ja katalysoivina molekyyleinä, kuten entsyymeinä ja rakenteellisina proteiineina, nukleiinihapot tallentavat ja välittävät geneettisen informaation, polysakkaridit tarjoavat energiaa ja rakennetta. Keinotekoiset makromolekyylit ovat keskeisiä muoveina, kuituina, geelien valmistuksessa sekä lääketieteellisissä sovelluksissa.

Analyysi ja tutkimus: Makromolekyylien ominaisuuksia tutkitaan muun muassa massan, rakenteen ja konformaation määrittämiseksi. Molekyylipainon arvojen määrittäminen tapahtuu usein geeli-permeation chromatographylla (GPC/SEC). Rakenne ja koostumus selvitetään spektroskopialla (NMR, IR) sekä massaspektrometrialla; kristallisuus ja kolmiulotteinen rakenne voidaan tarkastella X-ray-kristallografiassa.