胶体膜平衡英文解释翻译、胶体膜平衡的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【医】 colloid equilibrium

分词翻译：

胶体的英语翻译：

colloid
【化】 colloid; reuuber matrix; rubber mass; rubber matrix
【医】 colloid

膜平衡的英语翻译：

【化】 membrane equilibrium
【医】 Donnan equilibrium; membrane equilibrium

专业解析

胶体膜平衡（Colloidal Membrane Equilibrium），又称唐南平衡（Donnan Equilibrium），是指半透膜两侧存在不能透过该膜的带电胶体粒子（如蛋白质）时，为维持溶液的电中性和渗透压平衡，导致可扩散小离子（如Na⁺、Cl⁻）在膜两侧分布不均的现象。该概念由英国化学家弗雷德里克·唐南（Frederick Donnan）于1911年提出，是胶体化学和生物膜传输理论的核心原理之一。

一、核心机制

电中性约束
当半透膜一侧存在带负电的胶体粒子（如蛋白质R⁻）时，为维持电荷平衡，该侧需存在带正电的可扩散离子（如Na⁺）。根据吉布斯-唐南效应，膜两侧可扩散离子浓度积相等： $$ [ce{Na^+}]{text{内}} times [ce{Cl^-}]{text{内}} = [ce{Na^+}]{text{外}} times [ce{Cl^-}]{text{外}} $$ 若内部初始有胶体离子R⁻和Na⁺，外部为NaCl溶液，则Cl⁻会向胶体侧扩散，而Na⁺受静电吸引随之进入，直至离子分布达到动态平衡。
渗透压差异
平衡时，胶体侧小离子总浓度高于外侧，导致渗透压升高。实际渗透压（π）的计算需修正为： $$ pi = RT left( c{text{胶体}} + sum Delta c{text{离子}} right) $$ 其中 (Delta c_{text{离子}}) 为离子分布不均产生的浓度差。

二、生物医学应用

细胞膜内外离子调节
细胞内蛋白质带负电，通过唐南平衡维持K⁺、Na⁺梯度，保障神经信号传导和细胞容积稳定。例如，红细胞膜依赖此机制防止过度吸水破裂。

血液透析技术
人工肾利用半透膜模拟唐南平衡，在清除尿素的同时保留血浆蛋白，避免营养流失。

药物缓释系统
胶体膜控释制剂通过调控膜内外离子强度，实现药物的靶向缓释，如眼用凝胶递送系统。

三、工程领域意义

水处理工艺
反渗透膜处理含胶体废水时，唐南效应加剧膜污染，需通过预处理降低胶体浓度以提升效率。

纳米材料分离
功能化半透膜利用电荷排斥效应分离特定尺寸的纳米粒子，用于半导体工业的超纯水制备。

来源：

Donnan, F. G. (1911). Theory of Membrane Equilibria. Zeitschrift für Elektrochemie

Atkins, P. W. (2010). Physical Chemistry (9th ed.). Oxford University Press.

Voet, D. & Voet, J. G. (2011). Biochemistry (4th ed.). Wiley.

Baker, R. W. (2012). Membrane Technology and Applications (3rd ed.). Wiley.

网络扩展解释

胶体膜平衡（又称唐南平衡）是指当胶体溶液中的大分子物质（如蛋白质）与小离子通过半透膜达到渗透平衡时，因电中性约束导致离子分布不均的现象。以下是详细解释：

1.定义与原理

半透膜的作用：半透膜允许小分子或离子通过，但阻止大分子（如蛋白质）扩散。
电中性约束：大分子带电时（如蛋白质钠盐解离为$mathrm{P^{z-}}$和$mathrm{Na^+}$），为维持电中性，反离子（如$mathrm{Na^+}$）被束缚在大分子侧，无法自由通过膜。
离子分布差异：平衡时，小离子（如$mathrm{Cl^-}$）在膜两侧浓度不同，形成动态平衡。

2.平衡条件与公式

以蛋白质钠盐（$mathrm{Na_zP}$）为例：

解离反应：$mathrm{Na_zP rightarrow zNa^+ + P^{z-}}$。
加入电解质（如NaCl）：小离子$mathrm{Na^+}$和$mathrm{Cl^-}$可透过膜，但需满足化学势相等： $$mu{mathrm{NaCl,左}} = mu{mathrm{NaCl,右}}$$ 最终推导得平衡时两侧离子浓度关系： $$[mathrm{Na^+}]{text{左}} cdot [mathrm{Cl^-}]{text{左}} = [mathrm{Na^+}]{text{右}} cdot [mathrm{Cl^-}]{text{右}}$$

3.渗透压计算

范霍夫公式的修正：渗透压由膜两侧粒子数差异引起，但大分子电离会导致误差。公式为： $$Pi = RT left( c{text{大分子}} + Delta c{text{离子}} right)$$ 其中$Delta c_{text{离子}}$为小离子浓度差。
局限性：若大分子电荷数$z$未知，无法准确计算其摩尔质量。

4.实际应用与意义

生物膜模拟：解释细胞内外离子传输机制。
大分子性质研究：需通过实验校正电荷数影响，避免直接使用范霍夫公式。

总结来看，胶体膜平衡是电中性约束下离子选择性分布的动态平衡，对理解生物膜渗透及胶体体系性质至关重要。