Polymères et Polysaccharides Comprenant La Détermination de Poids Moléculaire des Polymères et Polysaccharides Utilisant le Nano de Zetasizer Des Instruments de Malvern

Sujets Couverts

Mouvement Propre
     Détermination de Dimension Particulaire par la Dispersion de la Lumière Statique
     Conditions Pour des Mesures de Poids Moléculaire
Résultats
     Polymères
     Polysaccharides
Conclusions

Mouvement Propre

Le Système Nano de Zetasizer combine des technologies dynamiques, statiques et électrophorétiques de dispersion de la lumière activant pour la mesure de la dimension particulaire, le potentiel de zéta et le poids moléculaire.

Détermination de Dimension Particulaire par la Dispersion de la Lumière Statique

La dispersion de la lumière Statique (SLS) est une technique non envahissante utilisée pour caractériser des macromolécules en solution. Une poutre de la lumière monochromatique est dirigée par un échantillon et l'intensité de la lumière dispersée sous un angle de 173° par les molécules est mesurée. Les SLS se servent de l'intensité temps-faite la moyenne dont de la lumière dispersée, le poids moléculaire grammage-fait la moyenne et le coefficient en second lieu virial peuvent être déterminés.

L'intensité de la lumière dispersée qu'une macromolécule produit est proportionnelle au produit du poids moléculaire grammage-moyen et de la concentration de la macromolécule. Pour les molécules qui affichent aucune dépendance angulaire dans leur dispersion, la relation entre l'intensité de la lumière dispersée et leur poids moléculaire n'est donnée par l'équation de Rayleigh :

là où K est une constante optique, Rθ est le rapport de Rayleigh du dispersé à l'intensité de lumière d'incident, M est le poids moléculaire grammage-moyen, A2 est le deuxième coefficient virial et C est la concentration d'échantillon.

Par Conséquent, on s'attend à ce qu'un traçage de KC/Rθ contre C soit linéaire avec une interception équivalente à 1/M et une pente égale au deuxième coefficient virial A.2 Un Tel traçage est connu comme traçage de Debye.

Le deuxième coefficient virial est une propriété décrivant la force d'interaction entre la molécule et le solvant. Pour des échantillons où A2 > 0, les molécules tendent à rester en solution. Quand A2 = 0, la force d'interaction de molécule-solvant est équivalent à la force d'interaction de molécule-molécule et au solvant est décrit en tant qu'étant un solvant de thêta. Quand A<02, les molécules tendra à se cristalliser ou totaliser.

D'autres détails de la théorie de déterminations de poids moléculaire à partir des mesures statiques de dispersion de la lumière peuvent être trouvés dans d'autres notes d'application fournies par le site Web d'Instruments de Malvern.

Cette note d'application détaille des mesures de poids moléculaire exécutées sur les protéines variées, les polymères et les polysaccharides sur le Nano de Zetasizer.

Conditions Pour des Mesures de Poids Moléculaire

  • Nano S ou ZS (instruments de Zetasizer qui comportent le bloc optique de NIBS™)
  • Cuvette de Quartz
  • Préparation d'un certain nombre de concentrations de la molécule inconnue (protéine ou polymère) dans un solvant adapté
  • Détermination de l'incrément d'Indice de réfraction de différentiel (dñ/dC). Ceci peut être trouvé des sources documentaires ou être mesuré utilisant un réfractomètre adapté. La valeur de dñ/dC pour les protéines globulaires, par exemple, est 0.185ml/g
  • Mesure de l'intensité de la dispersion d'un échantillon normal dont le Taux de Rayleigh est connu. C'est recommendé pour être toluène car la valeur est connue aux longueurs d'onde variées. Par exemple, le taux de Rayleigh du toluène à 633nm est le cm 1,3522 x-5 10-1
  • Mesure de l'intensité de la dispersion de l'échantillon zéro de concentration (si le solvant est différent au toluène)
  • Mesure de l'intensité de la dispersion des concentrations variées de l'échantillon

Il convient noter que le logiciel Nano de Zetasizer mesure les intensités de la lumière dispersée des échantillons préparés et prévoit automatiquement le poids moléculaire et le coefficient en second lieu virial des données utilisant un traçage de Debye.

Résultats

Polymères

Le Schéma 1 affiche les traçages de Debye d'unique-cornière pour une suite de normes de polymère de polystyrène préparées en toluène et mesurées sur un Nano S. de Zetasizer. Les poids moléculaires mesurés et les coefficients en second lieu virial (a)2, avec des valeurs connues de poids moléculaire, sont donnés dans le tableau 1. Dans chaque cas, la valeur de dñ/dC a été prise pour être 0.110ml/g.

Le Schéma 1. Debye trace pour différents polymères de polystyrène.

Tableau 1. Poids moléculaire et coefficients en second lieu virial (A2) de polymères variés de polystyrène préparés en toluène

Polymère

Poids Moléculaire Mesuré (KDa)

Poids Moléculaire Enregistré (KDa)

Coefficientnd de 2 Virial (a)2

Échantillonnez A

1,08

0,980

-2.37x10-2

Échantillonnez B

9,865

9,86

17.51x10-4

Échantillonnez C

102

96

8.25x10-4

Suivant les indications de la table des résultats, les poids moléculaires prévus sont compatibles avec les valeurs connues.

Les gradients de chaque traçage (les deuxièmes coefficients virial) varient de positif (polystyrène 9.9KDa) au négatif (norme de polystyrène 980Da). Le deuxième coefficient virial positif indiquant que l'énergie d'interaction entre chaque polymère et le solvant est plus intense que l'énergie d'interaction entre le polymère et lui-même. Considérant Que le deuxième coefficient virial négatif indique que les molécules de polymère n'aiment pas le toluène comme solvant.

Polysaccharides

Le traçage de Debye obtenu à partir d'un échantillon de dextrane dans l'eau est affiché sur le schéma 2. L'échantillon a eu un poids moléculaire enregistré de 68KDa et le poids moléculaire grammage-moyen obtenu à partir de la mesure était 63.3KDa. Une valeur de dñ/dC de 0.140ml/g a été utilisée pour les mesures.

Le Schéma 2. traçage de Debye pour le Dextrane dans l'eau.

Le logiciel Nano active le ramassage des données de distribution de dimension particulaire utilisant la dispersion de la lumière dynamique ainsi que de la mesure absolue de l'intensité pour l'analyse de poids moléculaire. Ceci active la détermination de la modalité de l'échantillon avant la mesure de poids moléculaire. C'est important en déterminant la propreté des échantillons avant l'analyse. Le Schéma 3 est la distribution de grandeurs d'intensité obtenue à partir de la concentration courante de la solution de dextrane (10mg/ml). L'échantillon a eu un diamètre de zaverage (le moyen diamètre basé sur l'intensité de la lumière dispersée) de 13.5nm. La distribution monomodal obtenue confirme qu'il n'y avait aucun agrégat actuel. Le poids moléculaire obtenu à partir de la dispersion de la lumière grammage-est fait la moyenne et pour cette raison la présence de tous les agrégats contribuera à cette valeur.

Le Schéma 3. distribution de grandeurs d'Intensité du dextrane dans l'eau (10mg/ml).

Le diamètre z-moyen de 13.5nm peut être employé pour prévoir un poids moléculaire prévu de 64.8KDa utilisant un graphique empirique d'étalonnage développé par des Instruments de Malvern. Cette évaluation de poids moléculaire est disponible en logiciel Nano et est utile pour vérifier les données expérimentales obtenues.

Conclusions

Le Nano de Zetasizer est le seul instrument commercial capable de mesurer la taille, le potentiel de zéta et le poids moléculaire dans un ensemble unique et compact. La constitution du bloc optique de NIBS™ donne la sensibilité exigée pour la mesure très de petit, faible dispersant des échantillons et la détermination du poids moléculaire. De plus, l'utilisation du dépistage rétrodiffusion active la mesure des échantillons concentrés et opaques sans besoin de dilution.

Source : « Déterminations de Poids Moléculaire des Polymères et des Polysaccharides Utilisant Le Système Nano de Zetasizer », Note d'Application par des Instruments de Malvern.

Pour plus d'informations sur cette source visitez s'il vous plaît Malvern Instruments Ltd (R-U) ou les Instruments de Malvern (ETATS-UNIS).

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

Last Update: 13. June 2013 01:22

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