Mittlerer Aktivitätskoeffizient von KCl in Zytoplasma-Fraktionen aus Kalbsleberzellen

Die Kenntnis der chemischen Potentiale der Salze im Zytoplasma gibt Aufschluß darüber, ob die Wechselwirkungen zwischen den Komponenten des Zytoplasmas mit dem Modell einer kompliziert zusammengesetzten, konzentrierten makromolekularen Lösung zu beschreiben sind oder ob im Zytoplasma ein hydratisiertes makromolekulares Netzwerk vorliegt, in dem die Salzionen durch starke Wechselwirkungen zum Teil immobilisiert werden, wie in der Sorptionstheorie von Troshin oder der Association-Induction-Hypothese von Ling angenommen wird.

Als Modell für das Zytoplasma dienten konzentrierte Zytoplasma-Fraktionen aus Kalbsleber, deren Salze vollständig durch KCl in physiologischer lonenstärke ersetzt wurden. Als Maß für das chemische Potential wurde neben den lonenkonzentrationen der mittlere Aktivitätskoeffizient von KCl über EMK-Messungen an einer Dreikompartment-Meßzelle mit einer Kationen- und einer Anionenaustauscher-Membranelektrode bestimmt. Die Ergebnisse zeigen, daß der mittlere Aktivitätskoeffizient von KCl in den Zytoplasma-Fraktionen mit steigender Makromolekülkonzentration abnimmt, aber nur geringfügig gegenüber dem Wert in reinen KCl-Lösungen gleicher Konzentration erniedrigt wird. Das gilt auch dann, wenn man bei der Berechnung der Ionenkonzentrationen etwa 0,4 g gebundenes Wasser pro g Makromolekül-Trockengewicht als non-solvent-Wasser berücksichtigt. Bei einer Bindung oder Immobilisierung der Salzionen in dem makromolekularen System wäre dagegen eine starke Erniedrigung der mittleren Aktivitätskoeffizienten zu erwarten.