Fondamenti di Biofisica: Proprietà e Classificazione dei Sistemi Colloidali

Biofisica II: Fondamenti sui Colloidi

I colloidi sono sospensioni di piccole particelle (micelle), anche molto più grandi di molecole, disperse in un liquido. Sono anche chiamati pseudo-soluzioni o soluzioni colloidali.

Stato di Sol e Gel

I colloidi protoplasmatici sono soggetti a trasformazione sol-gel, detta anche inversione o cambiamento di fase. Il colloide presenta uno stato intermedio tra solido, liquido e gas. Nel protoplasma, gli stati *sol* e *gel* di solito si alternano a causa delle modifiche di concentrazione. I *sol* importanti in biologia sono le dispersioni di proteine in acqua.

Classificazione dei Colloidi in Base allo Stato Fisico delle Fasi

La fase disperdente può essere liquida, solida o gassosa. Allo stesso modo, la fase dispersa può essere solida, liquida o gassosa. Il passaggio dallo stato di gel a sol è chiamato peptizzazione, mentre il passaggio dallo stato di sol a gel è chiamato gelificazione o flocculazione.

Proprietà dei Colloidi nello Stato di Sol

• Effetto Tyndall: Il passaggio di un fascio di luce attraverso una soluzione. Se il raggio è visibile, si tratta di una soluzione colloidale.
• Movimento Browniano: Il movimento continuo e irregolare in tutte le direzioni, osservato a causa dell'urto o dello shock della fase disperdente, che è in continua agitazione.
• Dialisi: La diffusione del soluto attraverso una membrana a permeabilità differenziale.
• Elettroforesi: Un fenomeno fisico attraverso il quale è possibile identificare le cariche elettriche possedute dalle micelle colloidali. Introducendo gli elettrodi nella soluzione, alcune micelle migreranno verso il catodo e altre verso l'anodo.

Colloidi Protoplasmatici

Si dividono in due categorie:

• Liofili (Idrofili): Prendono il nome dall'affinità per la fase disperdente (nel protoplasma è l'acqua). Sono chiamati anche idrofili. Appartengono a questa categoria carboidrati, lipidi e proteine, e sono reversibili.
• Liofobi (Idrofobi): Chiamati anche idrofobi, le loro micelle non hanno alcuna affinità per l'acqua come solvente e sono irreversibili.

Proprietà di Superficie (Interfase)

L'interfase (o zona) presenta una grande superficie a causa della divisione delle cellule del corpo e della suddivisione della sostanza cellulare, che presenta formazioni di superficie.

1. Tensione Superficiale: Si verifica quando due sostanze a contatto tra loro non possono essere miscelate e ciascuna superficie costituisce una fase separata.
2. Adsorbimento: È l'accumulo di molecole di una classe sulla superficie di particelle di un'altra classe. È necessario differenziare l'adsorbimento dall'assorbimento: l'adsorbimento si riferisce alle forze di superficie, mentre l'assorbimento è correlato alle forze capillari. Esempio: l'acqua viene assorbita dalla spugna.