polyampholyyttejä

Polyampholyyttejä ovat polymeerit, jotka sisältävät sekä happamia että emäksisiä ryhmiä, kuten karboksyyli- ja amiini-ryhmiä. Näiden ryhmien ionisoituminen riippuu ympäristön pH:stä, joten polymeerin nettovaraukset voivat olla negatiivisia, positiivisia tai lähellä neutraalia. Luonnollisia esimerkkejä ovat proteiinit ja muut biologiset polyampholyytit; synteettisiä esimerkkejä ovat copolymeerit, joissa on karboksyyli- ja amiini-ryhmiä, sekä polymeerihydrogels.

Rakenteeltaan polyampholyyttejä voi olla satunnaisesti kopolymeroituja tai lohko-kopolymerisia. Nettovaraukset ja isoelectric point eli pI määräytyvät ympäröivän pH:n mukaan. pI-kohdassa positiiviset ja negatiiviset varaukset kumoutuvat, mikä voi muuttaa ketjun konformaatiota ja sen välistä vuorovaikutusta. Polyampholyyttejä tutkitaan sekä ratkaisu- että kiinnittyneissä tiloissa, kuten gelsien ja nanokomponenttien muodostuksessa.

Ketjujen konformaatio on herkkä sekä pH:lle että ionic strengthille eli suolan ja ionien pitoisuudelle. Lähimmässä pI:ssä intramolekulaariset vetosidokset voivat aiheuttaa ketjun sulkeutumisen, kun taas suolojen lisääminen voi vaikuttaa anti-polyelektrolyyttivaikutuksena siten, että ketju laajenee tai muuttuu toiseen tilaan. Tämä herkkyys mahdollistaa polyampholyyttejä käytettäväksi stimuliinherkissä sovelluksissa.

Sovelluksia ovat hydrogeelit ja näiden muistivälineet sekä käytöt vesineuvotteluissa, proteiinien stabilointi ja kapselointi lääkeaineenvaihduntaprosesseissa, vedenpuhdistuksessa ja flokuloinnissa. Esimerkkejä ovat proteiinipohjaiset polyampholyytit sekä synteettiset copolymerit, jotka reagoivat ympäristön muutoksiin pH:ssä ja suolatoistossa.