DD
et la biréfringence du milieu est représentée par la relation :
où ne figure plus que l’inconnue D,. En y portant les valeurs numériques de Donnet, on obtient :
An 2,06 —1,05 —0,6D jt DT == o,06e—*%#D;t + 0,426 6Dit 0,406 sn 0,09€ 1,05Dçt + 0,036 Quid A (0
à AT, $ La figure 14 représente, en fonction de Dif, x à la suppression du
champ électrique pour le milieu monodispersé (courbe 1) et pour le
No)
0 0,2 04 06 Dit
Fig. 14. — Courbes théoriques de disparition de la biréfringence. 10 Milieu monodispersé. 20 Milieu polydispersé.
milieu ayant la polydispersité calculée (courbe 2). Cette dernière courbe se supérpose beaucoup mieux aux courbes expérimentales et
permet un calcul de D plus précis. Les résultats expérimentaux sont groupés dans le tableau suivant qui meten évidence les valeurs de D, mesurées pour diverses concentrations.
TaBLeau I
D fonction de c pour les suspensions de virus de la mosaïque du tabac.
c g./100 cm* 0,035 0,0087 0,007 0,0035
DISCO 580 570 54o 530
On voit que, dans ce domaine de concentrations, D, ne varie pratiquement pas, quelle que soit d’ailleurs la valeur du champ appliqué, et on peut admettre la valeur limite :
D, = 550 sect à 10 o/o près.
Ceci montre que la correction utilisée permet d'approcher de très près la valeur théorique (54o sec—t) et nous pouvons conclure que, à la précision des mesures près, les résultats expérimentaux et théoriques coïncident.
$ 3. Etude du régime permanent. — La figure 15 représente +, c’està-dire une quantité proportionnelle à la biréfringence An en régime permanent, en fonction du carré du champ exprimé enu.e.s. C. G.S.
Dans ce domaine de concentrations, la biréfringence est proportionnelle au carré du champ, ce qui semble indiquer que les effets anormaux mis en évidence par Lauffer [24] (changement de signe de la biréfringence pour une certaine intensité du champ) sont dus,‘soit à l'influence de la concentration (Lauffer opère à des concentrations pouvant aller jusqu’à 0,75 0/0), soit à la détérioration des particules par l’action prolongée du champ électrique.
Notre montage n’ayant pas été établi pour l’étude des solutions concentrées, ce qui n’est pas ici notre but, nous n’avons pas pu reprendre les expériences de Lauffer pour voir si nous retrouvions les mêmes résultats.
À partir des courbes de la figure 15, on peut étudier la relation entre la constante de Kerr et la concentration qui est représentée par la figure 16. Pour les concentrations inférieures à 0,02 0/0 cette relation est linéaire, mais au-dessus de cette limite les phénomènes se compliquent. Ce fait montre que la valeur absolue de la constante de
Kerr est plus sensible aux effets de concentration que le temps de relaxation qui, rappelons-le, est resté constant pour des solutions ayant des concentrations allant jusqu’à 0,0035 0/0.
0 1 2 3 CES Fig. 15. — Biréfringence du virus de la mosaïque du tabac
en fonction du carré du champ appliqué.
I) c= 0,035 0/0. I) c —0,0087 0/0. II) c— 0,007 0/0. IV) c — 0,0035 0/0.
Grâce à la courbe de la figure 16, on peut définir la constante de
- be B ; :
Kerr spécifique du milieu, +, extrapolée à concentration nulle. Sa
valeur est : at.
Bou. es 04G.59:
si c est exprimé en grammes par centimètre cube.
10" Bcgs
Fig. 16. — B — 2 fonction de la concentration.
La figure 17 représente, pour la concentration de 0,0039 0/0, ® en fonction de E? pour les valeurs élevées de E. On voit apparaître nettement la courbure prévue théoriquement. Nous devons remarquer
@ 0 E 10 15 E° Fig. 17. — Biréfringence d’une solution à 0,0035 0/0
en fonction du carré du champ électrique appliqué.
que, l'orientation n'étant pas due au moment permanent, cette courbe ne peut être représentée, comme dans les cas classiquement étudiés, par une fonction de Langevin, mais elle obéit à l'équation :
3 oI an—— (+ 3 + 1)
1 ai e%du
avec :
et :
vE? ‘ CEST (gi — ge).
Il n'est donc pas possible de calculer simplement à partir de nos résultats expérimentaux la.biréfringence à complète saturation de l'orientation. D'ailleurs, comme les particules de virus ne sont pas petites devant la longueur d’onde de la lumière utilisée et comme nous n'avons à notre disposition aucune autre méthode pour mesurer l’anisotropie électrique de la particule, il nous serait de toute manière impossible de calculer les paramètres moléculaires du virus de la mosaïque du tabac à partir des données expérimentales.
If. — Acide thymonucléique.
$ 4. Introduction. — L'acide thymonucléique que nous avons étudié a été préparé par Signer et Schwander [43]; ce dernier [44] en a étudié la viscosité intrinsèque et la biréfringence d'écoulement en solutions diluées, dans des tampons correspondant à différents pH.
Dans nos mesures nous avons utilisé des dispersions dans l’eau distillée, à des concentrations qui variaient entre 0,02 et 0,001 0/0. Les températures étaient comprises entre 15° et 18°, suivant les séries d'expériences, et nous avons utilisé dans tous les cas une lampe pointolite sans filtres, comme pour le virus de la mosaïque du tabac. Les champs électriques variaient entre o et 200 volts et, suivant les cas, les électrodes étaient maintenues à une distance de 3,36 ou 1,51 mm.
U est plus difficile d’expérimenter sur ces solutions que sur celles de virus de la mosaïque du tabac car les dispersions s’effectuent lentement.
C’est ainsi que, dans une première série d'expériences, nous étions partis d’une solution à 0,05 o/o que nous diluions immédiatement avant les mesures. Dans ces conditions on constate que, pour les premières impulsions électriques, la biréfringence et l'inverse du temps de relaxation sont beauçoup plus grands que pour les suivantes. Ce phénomène ne se reproduit plus si l’on prend la précaution d’effectuer la dilution assez longtemps avant l'expérience.
Aussi, dans la série de mesures dont nous donnons plus loin les résultats, la solution initiale de concentration 0,02 o/o était-elle toujours diluée à la concentration voulue 24 heures avant l'expérience.
$ 2. Etude des régimes transitoires. — L'examen des courbes An(t) permet de distinguer deux domaines de concentration : 19 Au-dessus de 0,005 o/o on constate que les courbes An(t) à
An?
ct
Fig. 18. — Courbes anormales d'établissement de la biréfringence.
l'établissement du champ présentent des anomalies dont nous n'avons pas encore trouvé une explication claire. Selon les expériences, cependant effectuées dans des conditions apparemment identiques, on obtient les formes représentées sur la figure 18.
Lo HENRI BENOIT
20 Au-dessous de 0,005 0/0 les courbes sont parfaitement régulières et nous montrerons plus loin qu’elles s'interprètent à la lumière des considérations théoriques développées dans la première partie.
C’est donc finalement dans le domaine de ces très basses concentrations que notre analyse peut être considérée comme applicable.
a) Nature du couple d'orientation. — La figure 19 représente la variation de An au cours du temps, obtenue éxpérimentalement pour
c— 0,002 0/0. On remarque que la
AN 2DA TN! courbe correspondant à à l’établisse-
ment du champ et à sa disparition
sont superposables; les bâtonnets
ne portent donc pas de moment permanent mesurable.
b) Mesure de D. Polydispersité.
— La courbe An(f) à la disparition ; du champ ne peut pas être repré-
Fig: 19e. sentée par une exponentielle. Con-
Di USE CAPES SI formément à notre théorie, nous en
déduisons que la solution contient des bâtonnets de longueurs différentes. Désignons alors par D; la constante de diffusion de rotation des bâtonnets de longueur maximum existant dans la solution. Au bout d’un temps assez long seuls ces bâtonnets possèdent encore une orientation moyenne, alors que les autres, plus petits, sont déjà dispersés de façon isotrope. La loi exponentielle An —(Anç)e 1, qui représente la partie de la courbe expérimentale An(t) qui correspond aux grandes valeurs de #, permet de déterminer D;. Le point où cette courbe extrapolée coupe l'axe des ordonnées pour {— o fournit la valeur (Ano)1 représentant la contribution de l'espèce de bâtonnets qui ont pour constante de diffusion D, à la biréfringence du milieu en régime permanent.
Nous retranchons maintenant des ordonnées de la courbe expérimentale An(t) les valeurs de (Ans)1(f) ; la courbe ainsi obtenue représente en fonction du temps la biréfringence électrique due à tous les bâtonnets sauf ceux de coefficient de diffusion D;. Sur cette courbe nous reprenons l'analyse précédente et l’on voit que, en principe, nous pouvons déterminer successivement toutes les valeurs (Anse -et D; correspondant aux diverses espèces de bâtonnets contenues dans la solution.
Dans l'exemple que nous étudions, la courbe An(E) — Ani(4) se réduit déjà à une exponentielle. Cela montre que, à la précision des mesures près, le milieu est caractérisé par deux espèces seulement de bâtonnets.
Les résultats relatifs aux constantes de diffusion de ces deux espèces pour différentes concentrations sont réunis dans le tableau II.
() 1 >HRIOit
TaBLeau II
Valeurs mesurées de D, et D, à différentes concentrations.
c oJo o,o1 0,005 0,002 0,001 DSC EE 240 300 350 hoo DESCENTE 7 à 800 1 000 1 100 —
Les valeurs de D; et D; extrapolées à concentration nulle sont : D, — {oo sec—t D>—=11u150 sect.
En admettant que les particules sont dispersées en bâtonnets de 100 A? de section, on peut calculer les longueurs des bâtonnets correspondant à ces deux valeurs de D soit :
On peut donc conclure qu'il est très probable que la solution étudiée contienne des bâtonnets d’acide thymonucléique dont les longueurs sont groupées autour de ces deux valeurs moyennes.
$ 3. Etude du régime permanent. — Nous avons constaté dans l'étude de la biréfringence en régime permanent que les solutions de
