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  • 分子量

    分子量,组成分子的所有原子的原子量的总和,分子量的符号为Mr。单位道尔顿(Dalton,Da,D),大分子(如蛋白质)的分子量通常使用kDa。(另一种说法是:分子量为无量纲量,单位为1)目前,分子量在中国大陆的规范名称为“相对分子质量”,同样,原子量的规范名称为“相对原子质量”。

    编辑摘要

    目录

    概述/分子量 编辑

    分子量超高分子量聚乙烯

    分子量是物质分子或特定单元的平均质量与核素碳12(原子量为12的碳原子)原子质量的1/12之比,等于分子中原子的原子量之和。如二氧化硫(SO2)的分子量为64.06,即为一个硫原子和两个氧原子的原子量之和。分子量 molecular weight 分子中各原子量的总和。聚合物是不同分子量同系物的混合物,其分子量需以统计平均分子量表示。

    我们过去长期习惯使用着的“分子量”实际上都是相对的分子质量。因此,国标指出“以前称为分子量”的即是“相对分子质量”(relative molecular mass),并将后者定义为“物质的分子或特定单元的平均质量与核素12C原子质量的1/12之比”。相对分子质量是两个质量之比,也在计算表达形式上进一步明确了“相对”的含义。[1]

    相对分子质量/分子量 编辑

    相对分子质量:化学式中各原子的相对原子质量的总和与原子的质量计量一样,分子的质量计量也先后存在3个量名称:相对分子质量、分子质量分子量。众所周知,

    分子量沸点与相对分子质量的关系
    分子的质量为组成分子的各原子的质量之和。在日常专业工作中,不论是单质还是化合物,它们的分子质量都是根据各元素原子的个数和各元素的“相对原子质量”(由元素周期表上查到)计算得到。既然元素的相对原子质量是一个单位为“1”的相对质量,那么由此计算得到的分子质量必然也是一个单位为“1”的相对质量。对于某些结构复杂的生物大分子,往往都是通过电泳离心或色谱分析等方法测得其近似分子质量,因而更是一个相对概念的量值。所以,我们过去长期习惯使用着的“分子量”实际上都是相对的分子质量。因此,国标指出“以前称为分子量”的即是“相对分子质量”(relative molecular mass),并将后者定义为“物质的分子或特定单元的平均质量与核素12C原子质量的1/12之比”。相对分子质量是两个质量之比,也在计算表达形式上进一步明确了“相对”的含义。对于定义中的“特定单元”,主要是指空气等组成成分基本不变的特殊混合物,它们的相对质量可根据其组成成分(N2,O2,CO2,Ar等)的相对分子质量和其在空气中的体积分数计算其平均质量,然后与 12C原子质量的1/12相比即可获得。相对分子质量的量符号为Mr,单位为“1”。

    对于过去长期使用的“分子量”,其英文为molecular weight,确切原意为“分子重量”。它既不是质量概念,又没有相对的含意,因而也是一个不够准确和不够科学的量名称。根据国标规定,“分子量”应停止使用,凡过去使用“分子量”的场合都应换以使用“相对分子质量”。另外,过去一直以“Dalton”、“D”和“kD”作为分子量的单位,后来也曾有人提出以“u”作为分子量的单位,这些都是不恰当的用法。相对分子质量的单位只能是“1”,而不是“Dalton”,“D”,“kD”或“u”。

    至于分子质量,国标中仅给出了一个量符号m,其单位为

    分子量分子量
    “kg”和“u”。从理论上说,分子质量应是一个与“原子质量”对应的绝对意义的质量。但在现实中,这样的“分子质量”几乎是不可能得到的,而且在实际工作中也不可能接触和使用它。因此,我们可以不必花费精力去研究它。

    “kD”又常写为“kDa”,意义为“千道尔顿”。“D”(“道尔顿”)是英国化学家John Daleon(1766~1844年)1803年创立倍比定律时的确定的相对原子量的旧单位符号[7],虽然属非SI单位即非法定计量单位,但至今仍在被国内外文献中大量使用。中国期刊界已有不少人著文要求取缔“D”及其衍生单位符号如kD、MD等。但取缔后的表达形式却不尽相同。有人认为应该用法定的原子质量单位符号“u”取而代之[1,5,6],如将“5 kD”写为“5 ku”。又有人同时认为,可以用相对分子质量(Mr)或相对原子质量(Ar)的单位“1”取代,如将“5 kD”写“5×103”[1]。

    D”本身意义就为相对原子量”[7],因而用“u”取代“D”虽然在生物学领域中数值方面显不出差异,但“u”与“D”的原始概念并不相同。因此,我刊认为在处理“kD”之类的单位时,至少应建议作者区别不同单位符号与不同量符号之间的匹配:如5 kD改为5 ku,则其量符应使用m(如m=5 ku);如用改为5×103,则应用“Mr”或“Ar”表达。
    此外,鉴于目前科学界尚有大量使用“D”或“kD”的文献存在,在某些类型的论文写作中,作者往往会坚持在某些数据中使用“D”或“kD”。例如在综述类论文中,被引用文献数据中“D”常常不可避免。在这种情况下,我们认为应尊重作者的选择,虽然期刊中会出现“非法的”D,但不应视为“违法”。

    在法定计量中,有两个不同意义的u。一个“u”是可与SI单位并用的中国法定计量单位;其与SI单位的关系为1 u≈1.660 540×10-27 kg,其量名称为质量;单位名称为“原子质量单位”[2]。因而其量符号应为m。例如某物质X的质量为5 ku,可写为m(X)=5 ku。另一个u是SI量“原子

    分子量分子量
    质量常量”(“mu”)的单位符。原子质量单位常量(量符号为mu)的定义为:“一个12C中性原子处于基态的静止质量的1/12”;u的名称也为“原子质量单位”,但
    1 u=(1.6605402±0.0000010)×10-27 kg[8]。
    据法定计量GB3102.8-93[3],当需要用u表达质量m时,则应有m=Mr *mu[3]。这样看来,如果用来代替kD的ku若是原子质量常量的单位,则应先知道被计量的物质X的相对分子质量Mr(X),因为m(X)=Mr(X)*mu。

    再比较“mu”的定义和“Ar”或“Mr”定义。mu的定义: mu=m(12C)/12[8];而Ar(或Mr)的定义为:“元素的(或分子的)平均原子质量与核素12C原子质量的1/12之比[3]”。两者在本质上是不同的。鉴于以上认识,根据法定计量表达规则[10],我们认为不宜将u或ku作为Ar或Mr的单位符号使用。

    分子量分布/分子量 编辑

     molecular weight distribution,组成聚合物

    分子量不同分子量分布的产品
    不同分子量聚合物的相对量。此相对量按一定的概率函数分布,通常以分子量分布曲线表示。分子量分布(Molecular Weight Distribution, MWD ):由于高聚物一般由不同分子量的同系物组成的混合物,因此它的分子量具有一定的分布,分子量分布一般 有分布指数和分子量分布曲线两种表示方法。

    质均分子量/分子量 编辑

    聚合物中按分子数按质量平均的相对分子质量。质均分子量的测定,高聚物的分子量及分子量分布,是研究聚合物及高分子材料性能的最基本数据之一。它涉及到高分子材料及其制品的力学性能,高聚物的流变性质,聚合物加工性能和加工条件的选择。也是在高分子化学、高分子物理领域对具体聚合反应,具体聚合物的结构研究所需的基本数据之一。
    粘度法测质均分子量,粘均分子量Mη)用乌式粘度计,测高

    分子量超高分子量聚乙烯管材生产

    分子稀释溶液的特性粘数[η],根据Mark-Houwink公式[η]=kMα,从文献或有关手册查出k、α值,计算出高分子的分子量。其中,k、α值因所用溶剂的不同及实验温度的不同而具有不同数值。
      
    当入射光电磁波通过介质时,使介质中的小粒子(如高分子)中的电子产生强迫振动,从而产生二次波源向各方向发射与振荡电场(入射光电磁波)同样频率的散射光波。这种散射波的强弱和小粒子(高分子)中的偶极子数量相关,即和该高分子的质量或摩尔质量有关。根据上述原理,使用激光光散射仪对高分子稀溶液测定和入射光呈小角度(2℃-7℃)时的散射光强度,从而计算出稀溶液中高分子的绝对重均分子量(MW)值。采用动态光散射的测定可以测定粒子(高分子)的流体力学半径的分布,进而计算得到高分子分子量的分布曲线。
      
    当高分子溶液通过填充有特种多孔性填料的柱子时,溶液中高分子因其分子量的不同,而呈现不同大小的流体力学体积。柱子的填充料表面和内部存在着各种大小不同的孔洞和通道,当被检测的高分子溶液随着淋洗液引入柱子后,高分子溶质即向填料内部孔洞渗透,渗透的程度和高分子体积的大小有关。大于填料孔洞直径的高分子只能穿行于填料的颗粒之间,因此将首先被淋洗液带出柱子,而其他分子体积小于填料孔洞的高分子,则可以在填料孔洞内滞留,分子体积越小,则在填料内可滞留的孔洞越多,因此被淋洗出来的时间越长。按此原理,用相关凝胶渗透色谱仪,可以得到聚合物中分子量分布曲线。配合不同组分高分子的质谱分析,可得到不同组分高分子的绝对分子量。用已知分子量的高分子对上述分子量分布曲线进行分子量标定,可得到各组分的相对分子量。由于不同高分子在溶剂中的溶解温度不同,有时需在较高温度下才能制成高分子溶液,这时GPC柱子需在较高温度下工作。

    碱基的代码和分子量/分子量 编辑

    Base         MW

    A             312

    C             288

    G            328

    T            303

    DNA的碱基数与分子量的换算/分子量 编辑

    DNA碱基对(钠盐)的平均分子量 = 650 道尔顿 
    A260 unit ds DNA = 50 µg/ml = 0.15 mM (in nucleotides) 
    A260 unit ss DNA = 33 µg/ml = 0.10 mM (in nucleotides) 
    A260 unit ss RNA = 40 µg/ml = 0.11 mM (in nucleotides) 

    双链DNA分子的分子量(道尔顿) = 碱基对 目×650 
    双链DNA分子的末端摩尔数 = 2 ×DNA质量(克)/ DNA分子量(道尔顿) 

    限制性内切酶酶切后的DNA末端摩尔数: 
    环状DNA分子: 2 × DNA摩尔数× 位点数 
    线性DNA分子: 2 × DNA摩尔数×位点数 + 2 × DNA摩尔数

    1 µg 1000 bp DNA = 1.52 pmol = 9.1 × 1011 molecules 
    1 µg pUC18/19 DNA (2686 bp) = 0.57 pmol = 3.4 × 1011 molecules 
    1 µg pBR322 DNA (4361 bp) = 0.35 pmol = 2.1 × 1011 molecules 
    1 µg M13mp18/19 DNA (7249 bp) = 0.21 pmol = 1.3 × 1011 molecules 
    1 µg λDNA (48502 bp) = 0.03 pmol = 1.8 ×1010 molecules
    1 pmol 1000 bp DNA = 0.66 µg 
    1 pmol pUC18/19 DNA (2686 bp) = 1.77 µg 
    1 pmol pBR322 DNA (4361 bp) = 2.88 µg 
    1 pmol M13mp18/19 DNA (7249 bp) = 4.78 µg 
    1 pmol λDNA (48502 bp) = 32.01 µg

    kb DNA = 333个氨基酸的编码量≈ 37,000 道尔顿蛋白质 
    10,000道尔顿蛋白质≈270 bp DNA 
    50,000道尔顿蛋白质≈ 1.35 kb DNA

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    参考资料
    [1]^引用日期:2010-12-28

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