Πολυμερή και Πολυσακχαρίτες Συμπεριλαμβανομένης της Μοριακής Προσδιορισμός βάρος των Πολυμερών και Polysaccha

Θέματα που καλύπτονται

Φόντο
Σωματιδίων Καθορισμός μεγέθους από Στατικό Σκέδαση Φωτός
Απαιτήσεις για τη μοριακή μέτρησης βάρους
Αποτελέσματα
Πολυμερή
Πολυσακχαρίτες
Συμπεράσματα

Φόντο

Η Zetasizer Nano σύστημα συνδυάζει δυναμική, στατική και ηλεκτροφόρηση τεχνολογίες σκέδαση φωτός που επιτρέπει για τη μέτρηση του μεγέθους των σωματιδίων, ζήτα δυναμικό και το μοριακό βάρος.

Σωματιδίων Καθορισμός μεγέθους από Στατικό Σκέδαση Φωτός

Στατική σκέδαση φωτός (SLS) είναι μια μη επεμβατική τεχνική που χρησιμοποιείται για τον χαρακτηρισμό των μακρομορίων στο διάλυμα. Μια ακτίνα του μονοχρωματικό φως κατευθύνεται μέσα από ένα δείγμα και η ένταση του η διάχυση του φωτός σε γωνία 173 ° από τα μόρια που μετριέται. SLS κάνει χρήση του χρόνου-κατά μέσο όρο ένταση του διάχυτου φωτός, από τα οποία το βάρος-κατά μέσο όρο μοριακού βάρους και του δεύτερου virial συντελεστής μπορεί να προσδιοριστεί.

Η ένταση του διάχυτου φωτός που ένα μακρομόριο παράγει είναι ανάλογη με το γινόμενο του βάρους μέσο μοριακό βάρος και η συγκέντρωση του μακρομόριο. Για τα μόρια που δεν δείχνουν γωνιακή εξάρτηση σε διασπορά τους, τη σχέση μεταξύ της έντασης του διάχυτου φωτός και το μοριακό βάρος τους δίνεται από την εξίσωση Rayleigh:

όπου Κ είναι ένα οπτικό σταθερή, Ε _θ είναι ο λόγος Rayleigh των διάσπαρτων σε περιστατικό έντασης του φωτός, M είναι το βάρος-μέσο μοριακό βάρος, Α ₂ είναι η δεύτερη virial συντελεστή και C είναι η συγκέντρωση του δείγματος.

Ως εκ τούτου, σε οικόπεδο της KC / Rθ έναντι C αναμένεται να είναι γραμμική με σημείο τομής που ισοδυναμεί με το 1 / M και κλίση ίση με το δεύτερο virial συντελεστή Α _2. Μια τέτοια πλοκή που είναι γνωστό ως ένα οικόπεδο Debye.

Η δεύτερη virial συντελεστής είναι μια ιδιότητα που περιγράφει τη δύναμη της αλληλεπίδρασης μεταξύ του μορίου και του διαλύτη. Για τα δείγματα όπου Α _2> 0, τα μόρια τείνουν να παραμένουν στο διάλυμα. Κατά την Α ₂ = 0, το μόριο-διαλύτη δύναμη αλληλεπίδρασης είναι ισοδύναμη με τη δύναμη αλληλεπίδραση μόριο-μόριο και ο διαλύτης περιγράφεται ως ένα θήτα διαλύτη. Κατά την Α ₂ <0, τα μόρια θα έχουν την τάση να κρυσταλλώσει ή συνολικά.

Περαιτέρω λεπτομέρειες σχετικά με τη θεωρία του μοριακού βάρους προσδιορισμών από στατικές μετρήσεις σκέδασης φωτός μπορεί να βρεθεί σε άλλες σημειώσεις που διατίθεται από το Malvern Instruments ιστοσελίδα.

Το παρόν σημείωμα εφαρμογής μοριακού βάρους οι μετρήσεις πραγματοποιούνται σε διάφορες πρωτεΐνες, πολυμερή και πολυσακχαρίτες την Zetasizer Νάνο .

Απαιτήσεις για τη μοριακή μέτρησης βάρους

• Zetasizer Nano S ή ZS (μέσων που ενσωματώνουν ΕΕΦ ™ οπτική)
• Κυψελίδα χαλαζία
• Προετοιμασία μιας σειράς συγκεντρώσεων για το άγνωστο μόριο (πρωτεΐνη ή πολυμερές), σε κατάλληλο διαλύτη
• Προσδιορισμός της αύξηση του δείκτη διαθλάσεως διαφορικό (dn / dc). Αυτό μπορεί είτε να βρεθεί από τις βιβλιογραφικές πηγές ή να μετρηθεί με τη χρήση κατάλληλου διαθλασίμετρο. Η dn / dc τιμή για σφαιρικό πρωτεΐνες, για παράδειγμα, είναι 0.185ml / g
• Μέτρηση της έντασης της σκέδασης από ένα τυπικό δείγμα του οποίου Rayleigh Λόγος είναι γνωστή. Αυτό συνιστάται να τολουόλιο, όπως η αξία αυτή είναι γνωστή σε διάφορα μήκη κύματος. Για παράδειγμα, η αναλογία Rayleigh του τολουολίου σε 633nm είναι 1,3522 x 10 ^-5 cm ^-1
• Μέτρηση της έντασης της σκέδασης από το μηδέν δείγμα συγκέντρωση (εάν ο διαλύτης είναι διαφορετική για το τολουόλιο)
• Μέτρηση της έντασης της σκέδασης από τις διάφορες συγκεντρώσεις του δείγματος

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η Zetasizer Nano λογισμικό μετρά την ένταση του διάχυτου φωτός των παρασκευασμένων δειγμάτων και υπολογίζει αυτόματα το μοριακό βάρος και το δεύτερο virial συντελεστή από τα δεδομένα χρησιμοποιώντας ένα οικόπεδο Debye.

Αποτελέσματα

Πολυμερή

Το σχήμα 1 δείχνει το ενιαίο γωνίας οικόπεδα Debye για μια σειρά από πρότυπα πολυμερές πολυστερίνης ετοιμαστεί το τολουόλιο και η μέτρηση γίνεται σε Zetasizer Nano Σ., οι μετρούμενες μοριακά βάρη και το δεύτερο virial συντελεστές (Α _2), μαζί με το γνωστό μοριακό βάρος αξίες, που αναφέρονται στο Πίνακας 1. Σε κάθε περίπτωση, το dn / dc τιμή λήφθηκε για να 0.110ml / g.

Σχήμα 1. Οικόπεδα Debye για διάφορα πολυμερή πολυστερίνη.

Πίνακας 1. Μοριακά βάρη και το δεύτερο virial συντελεστές (Α2) των διαφόρων πολυμερών πολυστυρένιο συνταχθεί τολουόλιο

Όπως φαίνεται στον πίνακα των αποτελεσμάτων, το υπολογιζόμενο μοριακό βάρος είναι σύμφωνες με τις γνωστές τιμές.

Οι κλίσεις του κάθε οικοπέδου (το δεύτερο virial συντελεστές) ποικίλλουν από θετική (9.9KDa πολυστυρένιο) με αρνητικό (980Da πρότυπο πολυστερίνη). Η θετική δεύτερο virial συντελεστής που δείχνει ότι η ενέργεια αλληλεπίδρασης ανάμεσα σε κάθε πολυμερές και ο διαλύτης είναι ισχυρότερη από ό, τι η ενέργεια αλληλεπίδρασης μεταξύ των πολυμερών και της ίδιας. Ότι η αρνητική δεύτερη virial συντελεστής δείχνει ότι τα μόρια του πολυμερούς δεν τους αρέσει το τολουόλιο ως διαλύτης.

Πολυσακχαρίτες

Το οικόπεδο Debye που λαμβάνεται από ένα δείγμα της δεξτράνης στο νερό φαίνεται στην εικόνα 2. Το δείγμα είχε αναφερθεί μοριακό βάρος 68KDa και το σταθμικό μέσο μοριακό βάρος προκύπτουν από τη μέτρηση ήταν 63.3KDa. Μια dn / dc τιμή του 0.140ml / g χρησιμοποιήθηκε για τις μετρήσεις.

Σχήμα 2. Οικόπεδο Debye για δεξτράνη στο νερό.

Το λογισμικό Nano επιτρέπει την συλλογή των στοιχείων κατανομή μεγέθους σωματιδίων χρησιμοποιώντας δυναμική σκέδαση φωτός καθώς και την απόλυτη μέτρηση της έντασης για τη μοριακή ανάλυση βάρους. Αυτό επιτρέπει τον προσδιορισμό της τροπικότητας του δείγματος πριν από τη μέτρηση μοριακό βάρος. Αυτό είναι σημαντικό για τον προσδιορισμό της καθαρότητας των δειγμάτων πριν την ανάλυση. Σχήμα 3 είναι η κατανομή του μεγέθους της έντασης που προέρχονται από τη συγκέντρωση αποθεμάτων από το διάλυμα δεξτράνης (10mg/ml). Το δείγμα είχε διάμετρο zaverage (η μέση διάμετρος βασίζεται στην ένταση του διάχυτου φωτός) της 13.5nm. Η monomodal λαμβάνονται διανομής επιβεβαιώνει ότι δεν υπάρχουν συγκεντρωτικά στοιχεία του παρόντος. Το μοριακό βάρος που λαμβάνεται από το φως σκέδασης είναι το βάρος, κατά μέσο όρο και ως εκ τούτου η παρουσία όλων των αδρανών υλικών θα συμβάλει σε αυτήν την τιμή.

Σχήμα 3. Κατανομή μεγέθους Ένταση της δεξτράνης σε νερό (10mg/ml).

Το z-μέση διάμετρο 13.5nm μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να υπολογίσει ένα εκτιμώμενο μοριακό βάρος του 64.8KDa χρησιμοποιώντας μια εμπειρική καμπύλη αναφοράς που αναπτύχθηκε από Malvern Instruments. Αυτή η εκτίμηση μοριακό βάρος είναι διαθέσιμη στο λογισμικό Nano και είναι χρήσιμο για την επαλήθευση των πειραματικών δεδομένων που λαμβάνονται.

Συμπεράσματα

Η Zetasizer Nano είναι η μόνη εμπορική πράξη που μπορούν να μετρήσουν το μέγεθος, ζήτα δυναμικό και το μοριακό βάρος σε μια ενιαία, συμπαγή μονάδα. Η ενσωμάτωση της ΕΕΦ ™ οπτική δίνει την ευαισθησία που απαιτείται για τη μέτρηση των πολύ μικρών, ασθενώς διασπορά δείγματα και τον προσδιορισμό του μοριακού βάρους. Επιπλέον, η χρήση της ανίχνευσης οπισθοσκέδασης επιτρέπει τη μέτρηση της συγκέντρωσης, αδιαφανή δείγματα χωρίς την ανάγκη για αραίωση.

Πηγή: «Μοριακή προσδιορισμοί βάρος των Πολυμερών και Πολυσακχαρίτες Χρήση Η Zetasizer Nano Σύστημα", Σημείωση Εφαρμογή από τα μέσα Malvern.

Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με αυτήν την πηγή μπορείτε να επισκεφθείτε Malvern Instruments Ltd (Ηνωμένο Βασίλειο) ή Malvern Instruments (ΗΠΑ) .