Home » ЛЕКЦІЯ 9

ЛЕКЦІЯ 9

16 Червня, 2024

ЛЕКЦІЯ 9

Гелі. Тверді полімери. Поліелектроліти

ГЕЛІ (від лат. gelo- застигаю), 1) у колоїдній хімії гелі – дисперсні системи з рідким дисперсійним середовищем, в яких частинки дисперсної фази утворюють просторову структурну сітку. Гелі – твердоподібні (“драглисті”) тіла, що здатні зберігати форму, володіють пружністю (еластичністю) і пластичністю <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3398.html>. Типові гелі мають коагуляційну структуру, тобто частинки дисперсної фази сполучені в місцях контакту силами міжмолекулярної взаємодії безпосередньо або через тонкий прошарок дисперсійного середовища. Для них характерна тіксотропія, тобто здатність в ізотермічних умовах мимоволі відновлювати свою структуру після руйнування. Такі гелі утворюються, наприклад, при коагуляції золей, пониженні температури або концентрації міцелярних розчинів, виділенні нової дисперсної фази з пересичених розчиніів (ліогелі). Гелі можуть виникати у вигляді рихлих опадів або утворюють структурну сітку у всьому об’ємі спочатку рідкої системи без порушення її макрооднорідності. Гелі з водним дисперсійним середовищем називаються гідрогелями, з вуглеводневим –органогелями.

Гелеутворення (желатинування, застигання) можливе при вмісті дисперсної фази в системі в кількості всього лише кілька %, іноді – долей %. Чим більш є анізометрічними частинки і менш ліофільна їх поведінка по відношенню до дисперсійного середовища, тим менше зміст дисперсної фази, при якому система втрачає текучість. Розпад структури гелю і перехід системи в текучий стан називається пептизацією. Цей процес відбувається при введенні ліофілізуючих речовин або при підвищенні температури.

У т.з. мезоморфних гелях структурну сітку утворює рідкокрісталічна фаза (мезофаза). Такі гелі. виникають з розчинів діфільних блоксополімерів у термодинамічно “поганих” розчинниках по відношенню до одного з блоків співполімеру. Мезоморфна фаза зазвичай є міцелоподібні пластинчасті або циліндрічні асоціати з тих блоків, які менш розчинні в даному розчиннику; мезоморфні гелі утворюються і в концентрованих розчинниках милоподібних ПАР.

Системи, по властивостях подібні до гелів, але що не володіють тіксотропією (т. з. псевдогелі), утворюються при фазовому розшаруванні розчинів полімерів, коагуляції і неповній коалесценції каучукових латексів і емульсій деяких високов’язких нафтопродуктів, жирів біогенних речовин. Властивостями гелів володіють піни, стабілізовані високомолекулярними GFH, і висококонцентровані (спумоїдні) емульсії.

Більшість гелів термодинамічно нестійкі; при старінні унаслідок ізотермічної переконденсації або рекристалізації оборотної по відношенню до дії коагуляційних структур перероджуються в необоротну конденсаційну кристалізацію. Крім того, багато гелів схильні до синерезису – скорочення об’єму з виділенням рідкої фази в результаті мимовільного ущільнення структурної сітки.

Видаленням з ліогелей рідкого середовища можна отримати тонкопористі тіла-аерогелі, або ксерогелі, в яких слабкі коагуляційні контакти між частинками перетворилися в результаті сушки у міцні адгезіонні або фазові (когезійні) контакти. Такі, наприклад, алюмогель і силікагель – сорбенти, що отримуються обезводненням гідрогелей відповідно. гідроксиду алюмінію і кремнієвих кислот.

2) У хімії і технології полімерів Гелі – неплавкі і нерозчинні продукти поліконденсації або полімеризації. Момент часу, коли реакційна суміш втрачає текучість унаслідок зшивання полімерних ланцюгів, що ростуть, називається точкою гелеутворення або гель-точкою. Гелями називаються також набряклі в розчинниках зшиті лінійні полімери і розчини полімерів, що втратили текучість унаслідок виникнення просторової молекулярної сітки, стабілізовані хімічними або водневими зв’язками або в результаті міжмолекулярної взаємодії. Такі, наприклад, набряклі у водному середовищі іонообмінні смоли; просторово-зшиті декстрани (сефадекси) і поліакріламіди, використовувані в гель-проникній хроматографії; набряклі в рідких вуглеводнях співполімери стиролу, дівінілбензолу, а також гуми на основі натурального і деяких синтетичних каучуків; гідрогелі желатину, агару, полівінілового спирту; органогелі деяких ефірів целюлози, акрилонітрилу. Гелеутворення відіграє важливу роль при використанні промивальних бурових розчинів, в виробництві багатьох полімерних матеріалів, каталізаторів і сорбентів, харчових продуктів, фармацевтичних і косметичних препаратів, при нанесенні різного роду покриттів. Ксерогелі на полімерній основі мають практичне значення в виробництві штучної шкіри, мембранних фільтрів і ін. Утворення і розпад гелів відбуваються в природних біохімічних, грунтових і геологічних процесах.

ДРАГЛІ – системи полімер – розчинник, що характеризуються великими оборотними деформаціями при практично повній відсутності в’язкої течії. Для цих систем іноді застосовують термін “гелі”, який в колоїдній хімії позначає низькоскоагульовані золі. І хоча історично термін “гель” вперше з’явився при дослідженні саме полімерної системи (водного розчину желатину), після розмежування колоїдної хімії і хімії полімерів у останній гущавині використовують термін “холодці”.

Драглі відрізняються від вязкотекучих розчинів полімерів такій же концентрації структурними особливостями, які і призводять до того, що замість течії розвиваються оборотні деформації. Ці особливості структури різноманітні, що дозволяє провести класифікацію драглів за окремими типами.

До драглів першого типу відносять набряклі в розчинниках сітчасті полімери наприклад, полістирол з поперечними дівінілбензольними “містками”. Їх оборотна деформація обумовлена ентропійним ефектом розпрямлення і відновлення згорнутої конформації ділянок макромолекулярних ланцюгів, що знаходяться між хімічними вузлами зшивання. Оскільки енергія хімічного зв’язку дуже велика, такі драглі оборотно деформуються в широкому інтервалі температур від точки кристалізації розчинника до початку термічного розпаду розчинника або полімеру при високих температурах.

Різновидом драглів першого типу є системи, в яких стійкі контакти між макромолекулами забезпечуються локальною кристалізацією групи ланцюгів. Відрізки макромолекул між крісталічними “вузлами” здатні до таких же конформаційних перетворень під дією зовнішніх навантажень, як і хімічно зшиті полімери, але верхня межа області оборотної деформації обмежується температурою плавлення кристалічних вузлів. Вище цієї температури драглі перетворюються у звичайний розчин полімеру. Прикладом драглю цього типу можуть служити розчини полівінілхлориду з невисоким ступенем кристалічності, обумовленої низькою синдіотактічністю макромолекул. Локальна кристалізація в цьому випадку відповідальна за оборотну деформацію високопластіфікованих виробів з полівінілхлориду. Аналогічні драглі часто утворюються з розчинів співполімерів, у яких в результаті неоднорідного розподілу співмономерів у ланцюзі виникає можливість локальної кристалізації послідовності однакових мономерів. Локальна кристалізація спостерігається і для полімерів що утворюються при часткових полімераналогічних перетвореннях, наприклад, при неповному омиленні похідних целюлози .

Студнеподібний стан систем полімер – розчинник, схоже з описаним вище, виникає і у разі взаїмодії з розчинником полімерів <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3528.html>, що мають надвисоку молекулярну масу. Властивості сітки міжмолекулярних “зчеплень” (переплетень) ланцюгів аналогічні властивостям сіток з хімічними або крісталізаційними вузлами. Навіть при тривалій дії в такій системі розвиваються великі, практично повністю оборотні деформації, хоча такий студнеподібний стан нестійкий через поступову перебудову міжмолекулярних контактів (зчеплень). Ці системи займають проміжне положення між драглями і пружновязкими розчинами полімерів.

Всі драглі першого типу можна умовно розглядати як однофазні системи, навіть у разі локальних кристалізаційних вузлів, кількість яких дуже мала в порівнянні зі всією масою полімеру.

Драглі другого типу відрізняються від драглів першого типу виразно вираженим двофазним станом. Вони виникають в результаті розпаду однофазних розчинів полімерів на дві фази, перша з яких, що містить велику кількть полімеру, утворює переважно безперервний каркас, а друга фаза з дуже низькою концентрацією полімеру включена в цей каркас у вигляді дисперсії. Властивості цієї системи визначаються каркасною полімерною фазою, яка в багатьох випадках наближається по властивостях до твердого тіла <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4324.html> і тому здатна до часткового пружного вигину. При цьому загальна відносно висока деформація системи складається з суми малих деформацій окремих елементів просторової сітки, створюючої цю структуру. Крім того, внесок в оборотну деформацію вносить зміну форми і протяжності міжфазної межі (міжфазна енергія має невелике, але все-таки кінцеве значення).

Драглі другого типу часто утворюються з розчинів білкових речовин, при осадженні полімерів в ході їх переробки у вироби (наприклад, в хімічні волокна, зокрема при дозріванні віскози), з водних розчинів метил- і оксиетилцелюлози. При цьому фазовий розпад пов’язаний із зміною активності розчинника унаслідок введення “нерозчинника” або різкої зміни температури.

Серед багатьох властивостей драглів слід виділити явище синерезису -відділення частини рідини при зміні термодинамічних параметрів системи. У випадку драглів першого типу, в яких набухання початкового хімічно зшитого полімеру відбувається до встановлення рівноваги між вільною енергією змішання компонентів і зворотною дією розтягуючої сітки, синерезіс спостерігається тільки при послідовній зміні температури або складу розчинника. Він припиняється повністю після досягнення нової рівноваги. Для драглів, у яких вузли сітки утворені локальною кристалізацією, можуть спостерігатися процеси доповнить. кристалізації , що приведе до нового часткового відділення синеретичної рідини.

Для драглів другого типу характерна нестабільність, обумовлена термодінамічною нерівноважністю системи. Це виражається перш за все в синеретичному виділенні фази з низькою концентрацією полімеру. Теоретично синерезіс повинен протікати до встановлення єдиної межі розділу між двома фазами, але практично він сповільнюється в часі через складність дифузійних процесів у гетерогенних системах. При переробці полімерів у промисловості залишкові кількості розчинника відокремлюють випаровуванням.

З ін. вастивостей драглі мають значення їх механічні і оптичні характеристики. Міцність драглів першого типу визначається в принципі міцністю початкового полімеру і залежить від його частки в системі. Проте практично найбільш важливий показник – модуль пружності, який характеризує “податливість” системи при накладенні зовнішніх навантажень, оскільки ці системи використовують в умовах не повного руйнування, а до досягнення певної деформації при заданій напрузі. Що торкається драглів другого типу, то їх міцнісні властивості відносно низькі. Це пояснюється наявністю протяжних дефектів <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1240.html> (каналів, або “тріщин”) у масі драгля через дію великих внутрішньої напруги, що виникає при фазовому розпаді системи. Через ці канали і відбувається синеретичне відділення низькоконцентрованої (щодо полімеру) фази.

Оптичні властивості драглів першого типу мало відрізняються від таких для звичайних розчинів полімерів. Лише при зміні параметрів стану набряклого драглю (напр., температури) може з’явитися додаткове розсіяння світла за рахунок мікрокрапель синеретичної рідини. У драглях з локальною кристалізацією поява надмірної каламутності (крім тієї, яка обумовлена наявністю невеликої кількості областей кристалізацій) пов’язана з кристалізацією полімеру. Драглі другого типу характеризуються інтенсивними світлорозсіянням через двофазності системи і наявності розривів суцільності (тріщин) в масі драглю.

Практичне значення студнеподібного стану дуже велике. Окрім випадку формування виробів з розчинів полімерів грає виключно важливу роль в процесах переробки харчових продуктів, зокрема для додання готовим продуктам кінцевої форми. У біології студнеподібний стан складає основу процесів перетворення в організмах. Багато складових частин організмів знаходяться в стані рухомої рівноваги з водним середовищем, і їх поведінка в підкоряється закономірностям, типовим для драглів. Зокрема, деякі патологічні зміни живих організмів супроводжуються явищами синерезісу

Останнім часом велику увагу приділяють студнеподібним полімерним водним системам (гідрогелі), здібним до інтенсивного набухання у десятки і сотні разів і колапсу під дією електролітів, при зміні т-ри і при накладенні електричного поля.

Поліелектроліти

Це полімери, у макромолекулах яких містяться іоногенні групи. У розчині макромолекула поліелектроліту – полііон, оточений еквівалентною кількістю протиіонів (малих іонів із зарядами протилежного знаку). Розміри поліїона на кілька порядків більше, ніж протиоінів.

Розрізняють полікислоти, поліоснови і поліамфоліти. Сильні поліелектроліти у водних розчинах повністю іонізовані незалежно від значення рН. Сильні полікислоти містять сульфо-, сульфатні або фосфатні групи, напр. полівінілсульфокислота [-CH₂CH(SO3H)-]n.

Заряд слабких полікислот і поліоснов визначається величинами констант дисоціації. До іоногенних груп і істотно залежить від рН розчину. Типові слабкі полікислоти містять карбоксильну групу, напр. поліакрілова кислота [-СН2СН(СООН)-]і, слабкі поліоснови – первинні, вторинні, третинні аміногрупи, здатні протонуватися у водних середовищах, наприклад, поліві-ніламін [-CH2CH(NH2)-]n, полівінілпірідіни. Поліамфоліти містять як кислотні, так і основні групи. Сумарний заряд поліамфолітів при зміні рН розчину може міняти знак; значення рН, при якому він рівний нулю, називається ізоелектричною точкою рI. Поліамфолітами є білки і нуклеїнові кислоти.

Поліелектроліти можуть бути як лінійними, так і просторово зшитими.

Із-за наявності кулонівських взаємодій (відштовхування однойменно заряджених груп в макромолекулі і тяжіння протиіонів до полііону) поведінка водних розчинів лінійних поліелектролітів істотно відрізняється від поведінки як неіоногенних (незаряджених) полімерів, так і низькомолекулярних електролітів Завдяки електростатичному відштовхуванню між однойменно зарядженими іоноген ними групами макромолекула поліелектроліту прагне розвернутися і придбати більш асиметричну форму в порівнянні з формою статистичного клубка, характерною для незаряджених ланцюгів. Тому в розчинах полііони мають значно більші розміри і асиметрію, ніж макромолекули тієї ж хімічної природи, але позбавлені заряду. Ця особливість поліелектролітів виявляється при віскозіметричних, седіментаційних і дифузійних дослідженнях, при вивченні явищ перенесення в розчинах поліелектролітів в електричних полях, напр. електрофорезу і електропровідності.

Розміри полііона у водних розчинах сильно залежать від лінійної щільності заряду (величини заряду поліелектроліту, що приходиться на одиницю його контурної довжини). Так, при дисоціації всіх карбоксильних груп високомолекулярної поліакрілової кислоти об’єм, займаний таким полііоном врозведеному без солі водному розчині, збільшується більш ніж на два порядки в порівнянні з об’ємом макромолекули поліакрілової кислоти, в якій всі карбоксильні групи знаходяться в протонованій формі -СООН. Розгортання ланцюга поліелектроліту виявляється в прогресуючому зростанні приведеної в’язкості розчину поліелектроліту при зменшенні його концентрації (поліелектролітний ефект), тоді як для розчинів неіоногенних макромолекул характерне лінійне зменшення вязкості при розбавленні. Пояснюється цей ефект тим, що при розбавленні розчинів поліелектролітів збільшується об’єм, у якому розподіляються протиіони, що екранують кулонівське відштовхування між фікованими зарядами полііона, унаслідок чого зростає їх відштовхування і відбувається прогресуюче розгортання полііона.

Конформаціяполіелектроліту. визначається також наявністю в розчині низькомолекулярних електролітів, напр., простих (1,1-валентних) солей. Введення їх в розчин приводить до екранування зарядів полііона і зменшення електростатичного відштовхування між ними, а отже, і ступені розгортання полііона, залежно від концентрації низькомолекулярного електроліту. При значних концентраціях солей <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4124.html> (близько 1 М) внесок кулонівських взаємодій в розгортання ланцюгів зникає і їх розміри співпадають з розмірами неіоногенних ланцюгів тієї ж хімічної природи. Подальше введення низькомолекулярних електролітів у розчини поліелектроліту може привести до виділення поліелектроліту в окрему, найчастіше рідку фазу (висолювання).

Зміна конформації макромолекул поліелектроліту необхідно враховувати при вивченні залежності властивостей розчинів поліелектролітів від їх концентрацій. У цих випадках зазвичай використовують режими розбавлень, при яких іонна сила розчину залишається незмінною, т.з. ізоіонне розбавлення. Якнайкращі результати дає метод діалізу розчинів поліелектролітів різних концентрацій проти загального водного розчину простої солі. Часто вимірювання проводять при високих концентраціях простих солей, достатніх для ефективного екранування кулонівських взаємодій.

Поліамфоліти у ізоелектричній точці мають компактну конформацію, стабілізовану кулонівським тяжінням між протилежно зарядженими групами. Тому екранування електростатичної взаїмодії при введенні в розчин низькомолекулярних солей супроводжується розгортанням макромолекул.

Електрохімічні властивості розчинів полімерів. Останні різко відрізняються від властивостей розчинів низькомолекулярних електролітів. Полімерні кислоти і основи помітно слабші своїх низькомолекулярних аналогів. Здатність полікислоти відщеплювати протон <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3742.html>, а поліоснови приєднувати його ослаблюється при збільшенні величини заряду полііона через прогресуюче зростання кулонівської взаїмодії між полііоном і протиіоами, напр., у разі полікислоти дісоціюючий протон із збільшенням заряду випробовує все більше тяжіння з боку полііона і робота відриву протона зростає. Цей ефект істотно зменшується при введенні в розчини простих солей, що екранують заряди полііонів. У міру збільшення концентрації простих солей електрохімічна поведінка розчинів слабких поліелектролітів наближається до поведінки низькомолекулярних аналогів.

Для вивчення сили полімерних кислот і основ не слід користуватися визначенням рК як значенням рН в точці заряду = 0,5. Оскільки G залежить від конформації ланцюга, методи вивчення рівноваги при дисоціації (потен-ціометричне. титрування) широко використовують для визначення G і дослідження термодинаміки конформаційних перетворень в розчинах поліелектролітів (білків, нуклеїнових кислот, полісахаридів, поліметакрілової кислоти і ін.).

Властивості розчинів ВМС.

Вивчення рівноважних властивостей розчинів поліелектролітів свідчить відхилення їх поведінки від ідеального. Так, осмотичний тиск без солей розчинів поліелектролітів значно менший, ніж очікуваний для ідеальних розчинів. Мірою відхилення від ідеальної поведінки служить величина осмотичний коефіцієнт, який для високомолекулярних поліелектролітів. не залежить від їх молекулярної маси і концентрації у розчині, але помітно зменшується при зростанні лінійної щільності заряду. Для типових поліелектролітів вінілового ряду ~ 0,1. Головною причиною відхилення поведінки розчинів поліелектролітів від ідеального рахують вплив сильного електричного поля полііона на характер розподілу протиіонів. До таких же висновків приводить аналіз значень коеф. активності протиіонів в розчинах поліелектролітів.

Сучасні теорії розчинів поліелектролітів спираються на уявлення про те, що при високій лінійній щільності заряду частина протиоіонів повинна “сконденсуватися” на полііоні, щоб знизити щільність заряду деякої критичної. величини. Остання співпадає із зворотною величиною бьєррумівською довжиною. Якщо відношення x = (e2/ekT)/b більше одиниці, то на поліїоні повинна “сконденсуватися” частка протиїонів, рівна 1, – x-1, тоді x досягне свого критичного. значення, рівного одиниці; інакше система термодинамічно нестійка (тут b-проекція відстані між сусідніми зарядженими групами поліїона на вісь повністю витягнутого ланцюга; x-безрозмірний крітичний параметр). Поведінка таких розчинів описується теорією Дебая – Хюккеля.

При вивченні рівноважних властивостей розчинів поліелектролітів розрізняють без солей розчини і розчини, в які введені солі. У першому випадку внесок власне полііонів в рівноважні (коллігативні) властивості розчинів поліелектролітів нехтує менше, ніж внесок великої кількості протиіонів. Тому без солей розчини не використовують для визначення молекулярної маси поліелектроліту. Введеням в розчин поліелектроліту додаткових кількостей солей вдається виявити експериментально внесок поліїонів. При дослідженні мембранної рівноваги в сольових розчинах поліелектролітів виявляється т. з. доннанівський ефект виключення солі. Він обумовлений встановленням рівноважного розподілу солі, при якому активності солі у осередку, що містить поліелектроліт, і у відокремленому від неї напівпроникному мембранному осередку, що не містить поліелектроліту, співпадають. Звідси витікає, що концентрація солі у першому осередку менше, ніж в другій. При збільшенні концентрації солі доннанівський ефект ослаблюється і при великих концентраціях ним можна нехтувати.

Сучасні теорії розчинів поліелектролітів дозволяють розрахувати електростатичний потенціал біля зарядженого полііона, еквівалентний роботі, що здійснюється проти електричних сил при дисоціації поліелектроліту, що має задане просторове розташування іоногенних груп, тобто задану конформацію. Більшість з цих теорій є розповсюдженням теорії Дебая -Хюккеля на багатозарядні поліони. Характеристики розраховують для поліїонов певної геометричної форми, які є моделями реальних макромолекул. Так, сферичні моделі використовують для прогнозу властивостей компактних полііонов, напр. глобулярних білків, моделі циліндрів і жорстких стрижнів – для жорстких макромолекул, напр., нативної ДНК, або для вивчення рівноважних властивостей розчинів синтетичних поліелектролітів. Розгортання полііонів аналізують в термінах моделей еквівалентних статистичних ланцюгів.

Поліелектроліти володіють здатністю специфічно зв’язувати протиіони (утворення іонних пар )

Біополімери

Давно вже відомо чотири класи полімерів живих систем – біополімерів Це білки ,нуклеїнові кислоти, полісахариди і ліпіди. Чотири, так би мовити, «кита».

У багатьох полісахаридах при найближчому розгляді можна виявити великий або маленький ковалентно прив’язаний пептидний фрагмент. А дуже багато класичних білків, як з’ясовується при докладному аналізі, несуть на поверхні своїх глобул короткі олігосахаридні ланцюги. Проте перші продовжують за інерцією називати просто полісахаридами , а другі – просто білками. Між цими крайнощами є всілякі системи, що містять більше або менше білковою компоненти і більше або менше полісахаридні. Такі сполуки називають глікопротеїнами, а також протеогліканамі (глікани – загальна назва полісахаридів), керуючись при цьому скоріше традицією, чим якими-небудь чіткими критеріями. Аналогічно йде справа з ковалентно зв’язаними вуглеводами і ліпідами: їх називають гліколіпідами, а також ліпополісахаридами. Весь же тип природних високомолекулярних сполук, що включають ковалентно зв’язані фрагменти полімерів більш ніж одного класу, називають змішаними біополімерами , а останнім часом – глікокон’югатами.

Структури змішаних біополімерів надзвичайно складні, а їх докладне вивчення по суті як тільки починається. На відміну від полісахаридів систематично описати і класифікувати типи структур змішаних біополімерів вельми скрутно перш за все через обмежену кількість надійно і повно розшифрованих структур. Вкажемо лише, що зв’язок оліго- або полісахарідной компоненти з пептидною, білковою або ліпідною здійснюється зазвичай за допомогою глікозидного зв’язку: або по гідроксильних групах (наприклад, в залишках оксіамінокислот пептидного ланцюга), або по амідній групі амідів двоосновних амінокислот. Можливий також фосфодіефірний зв’язок, подібний тій, яка лежить в основі будови нуклеїнових кислот.

Для ілюстрації схематично опишемо структури два таких біополімерів: глікопротеїна і ліпополісахариду <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2340.html>. Біополімери, що визначають групову приналежність тканини, є високомолекулярні (молекулярна маса до 1 млн.) глікопротеїни, що містять близько 80-85% вуглеводного компоненту і близько 15-20% пептидного. У основі будови їх молекул лежить довгий поліпептидний ланцюг з вельми високим (в порівнянні з більшістю білків) вмістом оксіамінокислот – серину < і треоніну.

До гідроксильних груп частини цих амінокислотних залишків приєднані глікозидними зв’язками вуглеводні ланцюги, загальне число яких досягає декількох сотень. Ці ланцюги містять 15-20 моносахарідних залишків кожна, мають високорозгалужену структуру і побудовані із залишків N-ацетил-D-глюкозаміну, N-ацетил-D-галактозаміну, D-галактози, L-фукози, і в частині випадків N-ацетил-D-нейрамінової кислоти. У біологічному відношенні максимально функціональні (безпосередньо відповідальні за групову специфічність) кінцеві (зовнішні) ділянки моносахарідних залишків (так звані детермінанти). Саме тут розташовані всі залишки L-фукози і N-ацетил-D-нейрамінової кислоти.

Другий приклад – ліпополісахариди грамонегативних бактерій, розташовані на зовнішній поверхні бактерійної клітини. На контакт саме з цими біополімерами тваринний організм-господар дає імунну відповідь – починає виробляти антитіла. Іншими словами, ліпополісахариди такого типу – це високоактивні і високоспецифічні антигени, структура яких строго індивідуальна для кожного виду мікроорганізмів. Проте схема побудови цих структур має вельми загальний характер для великих класів мікроорганізмів. От так приблизно вони побудовані.

Ліпід А – головним чином дісахарид, що складається з двох залишків D-глюкозаміну, до одного з гидроксилів якого приєднаний кор, а решта гидроксилів і обидві аміногрупи ациліровани вищими жирними кислотами, що і додає фрагменту високо гідрофобний, ліпідний характер. Завдяки цьому ліпідний фрагмент ліпополісахариду занурений (можна було б сказати, розчинений або, ще точніше, вплавив) в ліпідну мембрану клітини, що і забезпечує міцний зв’язок всієї молекули.