膠體膜平衡英文解釋翻譯、膠體膜平衡的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【醫】 colloid equilibrium

分詞翻譯：

膠體的英語翻譯：

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

膜平衡的英語翻譯：

【化】 membrane equilibrium
【醫】 Donnan equilibrium; membrane equilibrium

專業解析

膠體膜平衡（Colloidal Membrane Equilibrium），又稱唐南平衡（Donnan Equilibrium），是指半透膜兩側存在不能透過該膜的帶電膠體粒子（如蛋白質）時，為維持溶液的電中性和滲透壓平衡，導緻可擴散小離子（如Na⁺、Cl⁻）在膜兩側分布不均的現象。該概念由英國化學家弗雷德裡克·唐南（Frederick Donnan）于1911年提出，是膠體化學和生物膜傳輸理論的核心原理之一。

一、核心機制

電中性約束
當半透膜一側存在帶負電的膠體粒子（如蛋白質R⁻）時，為維持電荷平衡，該側需存在帶正電的可擴散離子（如Na⁺）。根據吉布斯-唐南效應，膜兩側可擴散離子濃度積相等： $$ [ce{Na^+}]{text{内}} times [ce{Cl^-}]{text{内}} = [ce{Na^+}]{text{外}} times [ce{Cl^-}]{text{外}} $$ 若内部初始有膠體離子R⁻和Na⁺，外部為NaCl溶液，則Cl⁻會向膠體側擴散，而Na⁺受靜電吸引隨之進入，直至離子分布達到動态平衡。
滲透壓差異
平衡時，膠體側小離子總濃度高于外側，導緻滲透壓升高。實際滲透壓（π）的計算需修正為： $$ pi = RT left( c{text{膠體}} + sum Delta c{text{離子}} right) $$ 其中 (Delta c_{text{離子}}) 為離子分布不均産生的濃度差。

二、生物醫學應用

細胞膜内外離子調節
細胞内蛋白質帶負電，通過唐南平衡維持K⁺、Na⁺梯度，保障神經信號傳導和細胞容積穩定。例如，紅細胞膜依賴此機制防止過度吸水破裂。

血液透析技術
人工腎利用半透膜模拟唐南平衡，在清除尿素的同時保留血漿蛋白，避免營養流失。

藥物緩釋系統
膠體膜控釋制劑通過調控膜内外離子強度，實現藥物的靶向緩釋，如眼用凝膠遞送系統。

三、工程領域意義

水處理工藝
反滲透膜處理含膠體廢水時，唐南效應加劇膜污染，需通過預處理降低膠體濃度以提升效率。

納米材料分離
功能化半透膜利用電荷排斥效應分離特定尺寸的納米粒子，用于半導體工業的超純水制備。

來源：

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.

網絡擴展解釋

膠體膜平衡（又稱唐南平衡）是指當膠體溶液中的大分子物質（如蛋白質）與小離子通過半透膜達到滲透平衡時，因電中性約束導緻離子分布不均的現象。以下是詳細解釋：

1.定義與原理

半透膜的作用：半透膜允許小分子或離子通過，但阻止大分子（如蛋白質）擴散。
電中性約束：大分子帶電時（如蛋白質鈉鹽解離為$mathrm{P^{z-}}$和$mathrm{Na^+}$），為維持電中性，反離子（如$mathrm{Na^+}$）被束縛在大分子側，無法自由通過膜。
離子分布差異：平衡時，小離子（如$mathrm{Cl^-}$）在膜兩側濃度不同，形成動态平衡。

2.平衡條件與公式

以蛋白質鈉鹽（$mathrm{Na_zP}$）為例：

解離反應：$mathrm{Na_zP rightarrow zNa^+ + P^{z-}}$。
加入電解質（如NaCl）：小離子$mathrm{Na^+}$和$mathrm{Cl^-}$可透過膜，但需滿足化學勢相等： $$mu{mathrm{NaCl,左}} = mu{mathrm{NaCl,右}}$$ 最終推導得平衡時兩側離子濃度關系： $$[mathrm{Na^+}]{text{左}} cdot [mathrm{Cl^-}]{text{左}} = [mathrm{Na^+}]{text{右}} cdot [mathrm{Cl^-}]{text{右}}$$

3.滲透壓計算

範霍夫公式的修正：滲透壓由膜兩側粒子數差異引起，但大分子電離會導緻誤差。公式為： $$Pi = RT left( c{text{大分子}} + Delta c{text{離子}} right)$$ 其中$Delta c_{text{離子}}$為小離子濃度差。
局限性：若大分子電荷數$z$未知，無法準确計算其摩爾質量。

4.實際應用與意義

生物膜模拟：解釋細胞内外離子傳輸機制。
大分子性質研究：需通過實驗校正電荷數影響，避免直接使用範霍夫公式。

總結來看，膠體膜平衡是電中性約束下離子選擇性分布的動态平衡，對理解生物膜滲透及膠體體系性質至關重要。