zwitterioneja

Zwitterionit ovat molekyylejä, joilla on sekä positiivinen että negatiivinen varauma, mutta niiden kokonaisvaraus on nolla. Varausten sijaitseminen eri atomeilla antaa molekyylille sisäisen suolajohtimaisen luonteen ja usein suurta dipolipitoisuutta. Termi zwitterioni on peräisin saksan sanasta Zwitter, joka tarkoittaa hybridia tai kahdenlaista ominaisuutta yhdistelevää yksikköä.

Yleinen esimerkki ovat aminohapot. Vesiliuoksessa ne esiintyvät tavallisesti zwitterionimuodossa, jossa aminoaiselin ryhmä on protonoitunut (–NH3+) ja karboksyyliryhmä deprotonoitunut (–COO−). Tällöin kokonaisvaraus on nolla, mutta molekyylillä on huomattava dipoli momentti. Samoihin periaatteisiin kuuluu isoelektrinen piste (pI), pH-arvo, jolla nettovarauksellinen tila on nolla. Kun pH muuttuu, toinen ryhmä voi luovuttaa tai vastaanottaa protonin ja molekyyli muuttuu joko kationiksi tai anioniksi.

Zwitterionit ovat yleensä hyvin vesiliukoisia niiden varauksien vuoksi. Biologiassa yleinen esimerkki ovat aminohapot ja peptidit, joita esiintyy soluviljelmissä ja proteiinien rakenteen muodostuessa. Muita zwitterionin tyyppejä ovat betaiinit sekä monet synteettiset zwitterioniset polymeerit, joita käytetään antifouling-ominaisuuksina, ioninvaihdossa ja biointerfaces-tekniikoissa. Yhteenvetona, zwitterionit ovat neutraaleja kokonaisvaraukseltaan, mutta sisäisesti varautuneita molekyylejä, joiden ominaisuudet—korkea polaarisuus, liukoisuus ja pH-sidonnaisuus— ovat tärkeitä sekä kemiassa että biologiaan liittyvissä prosesseissa.