Polímeros y Polisacáridos Incluyendo La Determinación del Peso Molecular de Polímeros y Polisacáridos Usando el Zetasizer Nano De los Instrumentos de Malvern

Temas Revestidos

Antecedentes
     Determinación de la Talla de Partícula por la Dispersión Luminosa Estática
     Requisitos Para las Mediciones del Peso Molecular
Resultados
     Polímeros
     Polisacáridos
Conclusiones

Antecedentes

El Sistema Nano de Zetasizer combina tecnologías dinámicas, estáticas y electroforéticas de la dispersión luminosa activando para la medición de la talla de partícula, potencial de la zeta y el peso molecular.

Determinación de la Talla de Partícula por la Dispersión Luminosa Estática

La dispersión luminosa Estática (SLS) es una técnica no invasor usada para caracterizar las macromoléculas en la solución. Un haz de la luz monocromática se dirige a través de una muestra y la intensidad de la luz dispersa en ángulo de 173° por las moléculas se mide. SLS hace uso de la intensidad tiempo-hecha un promedio de la luz dispersa, de la cual el peso molecular peso-hecho un promedio y el coeficiente en segundo lugar virial pueden ser resueltos.

La intensidad de la luz dispersa que una macromolécula produce es proporcional al producto del peso molecular peso-medio y de la concentración de la macromolécula. Para las moléculas que muestran no se da ninguna dependencia angular en su dispersar, el lazo entre la intensidad de la luz dispersa y su peso molecular por la ecuación de Rayleigh:

donde está un constante K óptico, Rθ es la relación de transformación de Rayleigh del disperso a la intensidad de luz de incidente, M es el peso molecular peso-medio, A2 es el segundo coeficiente virial y C es la concentración de la muestra.

Por Lo Tanto, se prevee que un gráfico de KC/Rθ comparado con C sea lineal con una interceptación equivalente hasta el 1/M y un declive igual al segundo coeficiente virial A.2 Tal gráfico se conoce como gráfico de Debye.

El segundo coeficiente virial es una propiedad que describe la fuerza de la acción recíproca entre la molécula y el disolvente. Para las muestras donde A2 > 0, las moléculas tiende a tirante en la solución. Cuando A2 = 0, la fuerza de la acción recíproca del molécula-disolvente es equivalente a la fuerza de la acción recíproca de la molécula-molécula y al disolvente se describe como siendo un disolvente de la theta. Cuando A<02, las moléculas tenderá a cristalizar o a agregar.

Otros detalles de la teoría de las determinaciones del peso molecular de mediciones estáticas de la dispersión luminosa se pueden encontrar en otras notas de aplicación disponibles del Web site de los Instrumentos de Malvern.

Esta nota de aplicación detalla las mediciones del peso molecular realizadas en las diversos proteínas, polímeros y polisacáridos en el Zetasizer Nano.

Requisitos Para las Mediciones del Peso Molecular

  • Zetasizer S Nano o ZS (instrumentos que incorporan la óptica de NIBS™)
  • Cubeta del Cuarzo
  • Preparación de varias concentraciones de la molécula desconocida (proteína o polímero) en un disolvente conveniente
  • Determinación del incremento del Índice de refracción del diferencial (dñ/dC). Esto se puede encontrar de fuentes literarias o medir usando un refractómetro conveniente. El valor de dñ/dC para las proteínas globulares, por ejemplo, es 0.185ml/g
  • Medición de la intensidad de dispersar de una muestra estándar cuya se sabe Relación De Transformación de Rayleigh. Éste se recomienda para ser tolueno mientras que el valor se sabe en las diversas longitudes de onda. Por ejemplo, la relación de transformación de Rayleigh del tolueno en 633nm es 1,3522 x 10-5 cm-1
  • Medición de la intensidad de dispersar de la muestra cero de la concentración (si el disolvente es diferente al tolueno)
  • Medición de la intensidad de dispersar de las diversas concentraciones de muestra

Debe ser observado que el software Nano de Zetasizer mide las intensidades de la luz dispersa de las muestras preparadas y calcula automáticamente el peso molecular y el coeficiente en segundo lugar virial de los datos usando un gráfico de Debye.

Resultados

Polímeros

El Cuadro 1 muestra los gráficos de ángulo único de Debye para una serie de patrones del polímero del poliestireno preparados en tolueno y medidos en un Zetasizer S. Nano. Los pesos moleculares medidos y los coeficientes en segundo lugar virial (a)2, junto con valores sabidos del peso molecular, se dan en el cuadro 1. En cada caso, el valor de dñ/dC fue tomado para ser 0.110ml/g.

El Cuadro 1. Debye traza para los diversos polímeros del poliestireno.

Pesos moleculares y coeficientes en segundo lugar virial (A2) del Cuadro 1. de diversos polímeros del poliestireno preparados en tolueno

Polímero

Peso Molecular Medido (KDa)

Peso Molecular Señalado (KDa)

Coeficientend de 2 Virial (a)2

Muestree A

1,08

0,980

-2.37x10-2

Muestree B

9,865

9,86

17.51x10-4

Muestree C

102

96

8.25x10-4

Tal y como se muestra en del vector de resultados, los pesos moleculares calculados son constantes con los valores conocidos.

Los gradientes de cada gráfico (los segundos coeficientes virial) varían de positivo (el poliestireno 9.9KDa) a la negativa (patrón del poliestireno 980Da). El segundo coeficiente virial positivo que indica que la energía de la acción recíproca entre cada polímero y el disolvente es más fuerte que la energía entre el polímero y sí mismo de la acción recíproca. Considerando Que el segundo coeficiente virial negativo indica que las moléculas del polímero no tienen gusto del tolueno como disolvente.

Polisacáridos

El gráfico de Debye obtenido de una muestra del dextrano en agua se muestra en el cuadro 2. La muestra tenía un peso molecular señalado de 68KDa y el peso molecular peso-medio obtenido de la medición era 63.3KDa. Un valor de dñ/dC de 0.140ml/g fue utilizado para las mediciones.

Cuadro 2. gráfico de Debye para el Dextrano en agua.

El software Nano activa la colección de datos de la distribución dimensional de partícula usando la dispersión luminosa dinámica así como de la medición absoluta de la intensidad para el análisis del peso molecular. Esto activa la determinación de la modalidad de la muestra antes de la medición del peso molecular. Esto es importante en la determinación de la limpieza de las muestras antes de análisis. El Cuadro 3 es la distribución dimensional de la intensidad obtenida de la concentración común de la solución del dextrano (10mg/ml). La muestra tenía un diámetro del zaverage (el diámetro medio basado sobre la intensidad de la luz dispersa) de 13.5nm. La distribución monomodal obtenida confirma que no había agregados presentes. El peso molecular obtenido de la dispersión luminosa peso-se hace un promedio y por lo tanto la presencia de cualquier agregado contribuirá a este valor.

Cuadro 3. distribución dimensional de la Intensidad del dextrano en el agua (10mg/ml).

El diámetro z-medio de 13.5nm se puede utilizar para calcular un peso molecular estimado de 64.8KDa usando una curva de calibrado empírica desarrollada por los Instrumentos de Malvern. Esta apreciación del peso molecular está disponible en el software Nano y es útil para verificar los datos experimentales obtenidos.

Conclusiones

El Zetasizer Nano es el único instrumento comercial capaz de medir la talla, el potencial de la zeta y el peso molecular en una unidad única, compacta. La incorporación de la óptica de NIBS™ da la sensibilidad requerida para la medición de muy pequeño, débil dispersando muestras y la determinación del peso molecular. Además, el uso de la detección del retrodifusor activa la medición de muestras concentradas, opacas sin la necesidad de la dilución.

Fuente: “Determinaciones del Peso Molecular de Polímeros y de Polisacáridos Usando El Sistema Nano de Zetasizer”, Nota de Aplicación por los Instrumentos de Malvern.

Para más información sobre esta fuente visite por favor Malvern Instruments Ltd (REINO UNIDO) o los Instrumentos de Malvern (los E.E.U.U.).

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

Last Update: 13. June 2013 01:48

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