Polymere und Polysaccharide Einschließlich die Molekulargewicht-Bestimmung von Polymeren und Polysaccharide Unter Verwendung des Zetasizer Nano Von Malvern-Instrumenten

Themen Umfaßt

Hintergrund
     Teilchengröße-Bestimmung durch die Statische Lichtstreuung
     Anforderungen Für Molekulargewicht-Maße
Ergebnisse
     Polymere
     Polysaccharide
Schlussfolgerungen

Hintergrund

Die Nano-Anlage Zetasizer kombiniert die dynamischen, statischen und elektrophoretischen Lichtstreuungstechnologien, aktivierend für das Maß der Teilchengröße, Zetapotential und Molekulargewicht.

Teilchengröße-Bestimmung durch die Statische Lichtstreuung

Die Statische Lichtstreuung (SLS) ist eine nichtinvasive Technik, die für Makromoleküle in gelöster Form kennzeichnen verwendet wird. Ein Träger der einfarbigen Leuchte wird durch eine Probe verwiesen und die Intensität der Leuchte, die schräg von 173° durch die Moleküle gestreut wird, wird gemessen. SLS nutzt die zeit-Durchschnitt berechnete Intensität des Streulichts aus, von der das Gewicht-Durchschnitt berechnete Molekulargewicht und an zweiter Stelle der virial Koeffizient entschlossen sein können.

Die Intensität des Streulichts, die ein Makromolekül produziert, ist zum Produkt des Gewicht-durchschnittlichen Molekulargewichtes und der Konzentration des Makromoleküls proportional. Für Moleküle, die darstellen, wird keine Winkelabhängigkeit in ihrem Zerstreuen, im Verhältnis zwischen der Intensität des Streulichts und in ihrem Molekulargewicht durch die Rayleigh-Gleichung gegeben:

wo K eine optische Konstante ist, istθ R das Rayleigh-Verhältnis von zerstreut zur Vorfalllichtstärke, ist M das Gewicht-durchschnittliche Molekulargewicht, ist2 A der zweite virial Koeffizient und C ist die Beispielkonzentration.

Deshalb wird ein Plan von KC/Rθ gegen C erwartet, um mit einem Abfangen, das bis 1/M gleichwertig sind und einer Steigung linear zu sein, die dem zweiten virial Koeffizienten A. gleich ist.2 Solch Ein Plan bekannt als Debye-Plan.

Der zweite virial Koeffizient ist ein Eigentum, welches die Interaktionsstärke zwischen dem Molekül und dem Lösungsmittel beschreibt. Für Proben, in denen A2 > 0, die Moleküle neigen, in gelöster Form zu bleiben. Wenn A2 = 0, die Moleküllösungsmittel Interaktionsstärke mit der Molekülmolekül Interaktionsstärke und dem Lösungsmittel gleichwertig ist, wird als seiend ein Thetalösungsmittel beschrieben. Wenn A<02, die Moleküle neigt zu kristallisieren oder anzusammeln.

Weitere Details der Theorie der Molekulargewichtbestimmungen von den statischen Lichtstreuungsmaßen können in anderen Anwendungsanmerkungen gefunden werden, die von der Malvern-Instrumentwebsite erhältlich sind.

Diese Anwendungsanmerkung führt die Molekulargewichtmaße einzeln auf, die an den verschiedenen Proteinen durchgeführt werden, an den Polymeren und an den Polysacchariden auf dem Nano Zetasizer.

Anforderungen Für Molekulargewicht-Maße

  • Zetasizer Nano-S oder ZS (Instrumente, die NIBS™-Optik enthalten)
  • Quarzgießwanne
  • Vorbereitung einiger Konzentrationen des unbekannten Moleküls (Protein oder Polymer) in einem geeigneten Lösungsmittel
  • Bestimmung der Differenzialbrechungskoeffizient-Erhöhung (dñ/dC). Dieses kann entweder von den Literaturquellen gefunden werden oder unter Verwendung eines geeigneten Berechnungsmessers gemessen werden. Der dñ-/dCwert für globuläre Proteine zum Beispiel ist 0.185ml/g
  • Maß der Intensität des Zerstreuens von einer Standardprobe, deren Rayleigh-Verhältnis bekannt. Dieses wird empfohlen, um Toluol zu sein, während der Wert an den verschiedenen Wellenlängen bekannt. Zum Beispiel ist das Rayleigh-Verhältnis des Toluols an 633nm 1,3522 x 10-5 cm-1
  • Maß der Intensität des Zerstreuens von der nullkonzentrationsprobe (wenn das Lösungsmittel von Toluol verschieden ist)
  • Maß der Intensität des Zerstreuens von den verschiedenen Konzentrationen der Probe

Es sollte beachtet werden, dass die Nano-Software Zetasizer die Intensität des Streulichts der vorbereiteten Proben misst und automatisch das Molekulargewicht und an zweiter Stelle den virial Koeffizienten von den Daten unter Verwendung eines Debye-Plans berechnet.

Ergebnisse

Polymere

Abbildung 1 zeigt die Einzelwinkel Debye-Pläne für eine Reihe Polystyrenpolymerstandards, die im Toluol vorbereitet werden und auf einem Zetasizer Nano-S. gemessen sind. Die gemessenen Molekulargewicht und an zweiter Stelle die virial Koeffizienten (a)2, zusammen mit bekannten Molekulargewichtwerten, werden in Tabelle 1. gegeben. In jedem Fall wurde der dñ-/dCwert genommen, um 0.110ml/g. zu sein.

Abbildung 1. Debye stellt für verschiedene Polystyrenpolymere grafisch dar.

Tabelle 1. Molekulargewicht und an zweiter Stelle virial Koeffizienten (A2) der verschiedenen Polystyrenpolymere vorbereitet in Toluol

Polymer

Gemessenes Molekulargewicht (KDa)

Berichtetes Molekulargewicht (KDa)

2nd Virial Koeffizient (a)2

Prüfen Sie A

1,08

0,980

-2.37x10-2

Prüfen Sie B

9,865

9,86

17.51x10-4

Prüfen Sie C

102

96

8.25x10-4

Wie in dem Tisch von Ergebnissen gezeigt, sind die berechneten Molekulargewicht mit den bekannten Werten in Einklang.

Die Steigungen jedes Plans (die zweiten virial Koeffizienten) schwanken von positivem (Polystyren 9.9KDa) zum Negativ (Standard des Polystyrens 980Da). Der positive zweite virial Koeffizient, der anzeigt, dass die Interaktionsenergie zwischen jedem Polymer und dem Lösungsmittel stärker als die Interaktionsenergie zwischen dem Polymer und selbst ist. Während der negative zweite virial Koeffizient anzeigt, dass die Polymermoleküle Toluol nicht als Lösungsmittel mögen.

Polysaccharide

Der Debye-Plan, der von einer Probe des Dextrans im Wasser erreicht wird, wird in Abbildung 2. gezeigt. Die Probe hatte ein berichtetes Molekulargewicht 68KDa und das Gewicht-durchschnittliche Molekulargewicht, das vom Maß erreicht wurde, war 63.3KDa. Ein dñ-/dCwert von 0.140ml/g wurde für die Maße verwendet.

Abbildung 2. Debye-Plan für Dextran im Wasser.

Die Nano-Software aktiviert Sammlung von Teilchengrößeverteilungsdaten unter Verwendung der dynamischen Lichtstreuung sowie von absoluten Maß von Intensität für Molekulargewichtanalyse. Dieses aktiviert die Bestimmung der Modalität der Probe vor Molekulargewichtmaß. Dieses ist wichtig, wenn man die Sauberkeit der Proben vor Analyse bestimmt. Abbildung 3 ist die IntensitätsKorngrößenverteilung, die von der Konzentration auf lager der Dextranlösung (10mg/ml) erreicht wird. Die Probe hatte einen zaverage Durchmesser (den Mitteldurchmesser basiert nach der Intensität des Streulichts) von 13.5nm. Die monomodal erreichte Verteilung bestätigt, dass es keine vorhandenen Gesamtheiten gab. Molekulargewichtes, das von der Lichtstreuung erreicht wird, wird Gewicht-berechnet und deshalb trägt das Vorhandensein aller möglicher Gesamtheiten zu diesem Wert bei.

Abbildung 3. IntensitätsKorngrößenverteilung des Dextrans im Wasser (10mg/ml).

Der z-durchschnittliche Durchmesser von 13.5nm kann verwendet werden, um ein geschätztes Molekulargewicht 64.8KDa unter Verwendung eines empirischen Kalibrierungsdiagramms zu berechnen, das durch Malvern-Instrumente entwickelt wird. Diese Molekulargewichtschätzung ist in der Nano-Software erhältlich und ist für das Überprüfen der experimentellen erhaltenen Daten nützlich.

Schlussfolgerungen

Das Zetasizer, das Nano ist, ist das einzige Kreditpapier der Privatwirtschaft, das zum Messen der Größe, des Zetapotentials und des Molekulargewichtes in einem einzelnen, kompakten Gerät fähig ist. Die Inkorporation von NIBS™-Optik gibt die Empfindlichkeit, die für das Maß von sehr kleinem benötigt wird und schwach zerstreut Proben und die Bestimmung des Molekulargewichtes. Darüber hinaus aktiviert der Gebrauch von Rückstreubefund das Maß von starken, undurchsichtigen Proben ohne den Bedarf an der Verdünnung.

Quelle: „Molekulargewicht-Bestimmungen von Polymeren und von Polysacchariden Unter Verwendung der Nano-Anlage Zetasizer“, Anwendungs-Anmerkung durch Malvern-Instrumente.

Zu mehr Information über diese Quelle besuchen Sie bitte Malvern Instruments Ltd (GROSSBRITANNIEN) oder Malvern-Instrumente (USA).

Date Added: May 6, 2005 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 01:25

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