Предположив, что водные растворы, контактирующие с мембраной, имеют различную концентрацию растворенного в них вещества и мембрана непроницаема по нему (т. е. по компоненту 3), можно обобщить рассмотрение симметричных бислойных мембран, проведенное в предыдущих разделах, на случай асимметричных [13]. В случае бислойной мембраны, открытой по отношению к фазе липидного растворителя, термодинамическое состояние асимметричной мембраны определяется переменными Т, р2, рз, р‘з, где одинарный и двойной штрихи приписываются двум сторонам мембранной системы. Как следствие этого, фундаментальное уравнение (44) необходимо заменить на
~Dym = [S;YЛт — Rf/Yi] DT 4- + (Y?—r?!Yi)dll2 + Tfi])dli,’3+ Tf(l)dvi (49)
Где t.f = Yf + Rf‘ И г? = Tf + it".
Из уравнения (49) следует, что поверхностные плотности компонента 3 на сторонах мембраны ‘ и " даются частными производными:
— (0VwM4)r, ц2. Гзтп); — (<^7¥г)т, ^ — Tf(L) (50)
Соотношение между частными производными
MlJdvih. и., Из = 1агз (1)/^з]г. И2. N; (51)
Говорит об их взаимных связях поперек мембраны.
В случае частично закрытой бислойной мембраны, являющейся асимметричной и находящейся в контакте с водными растворами при потенциалах компонента 3, равных рз и р’з в соответствующих отделениях, наиболее удобно обобщить определение от следующим образом:
АтАт = _ }4-nnf _ ^’Пгп» _ ^rn’^ _ (G2)
В этом определении введены два стандартных состояния объемной фазы с pf (Г, Рз) и р|" (Г, p’g). Поступая аналогично
Термодинамика бислойных липидных мембран | 337
Предыдущему, получим следующее фундаментальное уравнение Da» = — [Sft/Л* + rf (d^’jДТ)^ + Tf (dtf/дТ)^ dT + + (ym — om) d In Am — + rf d^ —
— [Г3т(1) + Rf (dtf/d^)?] (53)
Которое содержит не измененное существенно уравнение Шаттл — ворта—Херринга [уравнение (17)] и соотношения между перекрестными производными:
— {dymMAm< ^ ^ = S^/Am + [Д (S^/A^/Д In Г> ^ ^ =
TOC o "1-3" h z = Г™ [dSЈ*(1)/dln Am]T> ^ ^ (54)
— (*Г/дъ)т, Ат,= r3mu) + Wm/* Ц =
= (55)
= Tf[dY{Гш/дШЛ»],.,^^ (56)
Лт> ^ = Am, ^ (57)
Идентичным образом может быть получено фундаментальное уравнение бислойной мембраны, открытой по отношению к двум монослойным пленкам, поддерживаемым при различных поверхностных давлениях. Легко показать, что асимметричный аналог уравнения (35) есть:
Dym = _ [srn)/Am _ Tm‘sro) _ Rfsf(1)] dT + Г F dy*’ —F + Tf4"dyf"-Tf [Yf^-Yl‘^d^-Tf [Yf{L) —Yr{L)]DpZ (58)
Из этого уравнения, в частности, следует, что Г™’ и Г™" могут быть получены по отдельности из измерений Ym (Yf‘, Yf") С помощью производных:
(^/^.тГ.^-Ч-Х (59)
(*г/*ПТ. уг. к, 4" (60)