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Affinitätsreaktionen

Massentransport

Durch die Bindung der mobilen Komponente verarmt die Lösung an der Grenzfläche im Vergleich zum Volumen. Dadurch entsteht ein Konzentrationsgradient, der durch Diffusion ausgeglichen wird. Bei der Analyse der Bindungskinetik an Grenzflächen muss daher die Geschwindigkeit des Massentransports an die Oberfläche berücksichtigt werden. Erfolgt die Bindungsreaktion an der Oberfläche im Durchfluss oder unter Konvektion, so ist der Massentransport J D an die Oberfläche mit dem 1. Fick'schen Gesetz gegeben.

J D = D d c d x

Unter der Annahme einer Nernst'schen Diffusionsgrenzschicht der Dicke δ lässt sich der Konzentrationsgradient d c d x durch eine lineare Näherung beschreiben

J D = D ( c c s ) δ = k D ( c c s )

wobei c s die Konzentration direkt an der Phasengrenze ist. Die Diffusionsratenkonstante k D hat die Einheit [ ms-1 ] und entspricht einer Transportgeschwindigkeit. Der Diffusionskoeffizient D liegt für Proteine in Wasser bei Raumtemperatur in der Größenordnung von 10 10 bis 10 11 m 2 s 1 , für niedermolekulare Verbindungen liegt er etwa eine Größenordnung darüber. Die Diffusionsgrenzschicht in wässrigen Medien beträgt bei typischen Flussgeschwindigkeiten von 10 cm/s etwa 10 bis 20 µm , so dass sich eine typische Diffusionsratenkonstante k D von 1 bis 10 6 ms-1 ergibt.

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