Polimeri e Polisaccaridi Compreso La Determinazione del Peso Molecolare dei Polimeri e Polisaccaridi Facendo Uso dello Zetasizer Nano Dagli Strumenti di Malvern

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Sfondo
     Determinazione di Dimensione delle Particelle dallo Scattering Leggero Statico
     Requisiti delle Misure del Peso Molecolare
Risultati
     Polimeri
     Polisaccaridi
Conclusioni

Sfondo

Il Sistema Nano di Zetasizer combina le tecnologie leggere dinamiche, statiche ed elettroforetiche di scattering permettendo per la misura della dimensione delle particelle, del potenziale Zeta e del peso molecolare.

Determinazione di Dimensione delle Particelle dallo Scattering Leggero Statico

Lo scattering leggero Statico (SLS) è una tecnica non invadente usata per la caratterizzazione delle macromolecole in soluzione. Un raggio di indicatore luminoso monocromatico è diretto attraverso un campione e l'intensità dell'indicatore luminoso sparso ad angolo di 173° dalle molecole è misurata. SLS usa l'intensità del tempo fatta la media di indicatore luminoso sparso, da cui il peso molecolare peso-fatto la media ed il coefficiente in secondo luogo virial possono provenire risoluti.

L'intensità di indicatore luminoso sparso che una macromolecola produce è proporzionale al prodotto del peso molecolare peso-medio e della concentrazione della macromolecola. Per le molecole che mostrano nessuna dipendenza angolare nel loro scattering, nella relazione fra l'intensità di indicatore luminoso sparso e nel loro peso molecolare è data dall'equazione di Rayleigh:

dove il K è una costante ottica, la Rθ è il rapporto di Rayleigh del sparso ad intensità della luce di luce incidente, la M. è il peso molecolare peso-medio, A2 è il secondo coefficiente virial e la C è la concentrazione del campione.

Di Conseguenza, un tracciato di KC/Rθ contro la C si pensa che sia lineare con un'intercettazione equivalente a 1/M e un pendio uguale al secondo coefficiente virial A.2 Un Tal tracciato è conosciuto come tracciato di Debye.

Il secondo coefficiente virial è i beni che descrivono la concentrazione di interazione fra la molecola ed il solvente. Per i campioni in cui A2 > 0, le molecole tende a restare in soluzione. Quando A2 = 0, la concentrazione di interazione del molecola-solvente è equivalente alla concentrazione di interazione della molecola-molecola ed al solvente è descritto come essendo un solvente di teta. Quando A<02, le molecole tenderà a cristallizzare o cumulare.

Ulteriori dettagli della teoria delle determinazioni del peso molecolare dalle misure leggere statiche di scattering possono essere trovati in altre note di applicazione disponibili dal sito Web degli Strumenti di Malvern.

Questa nota di applicazione dettaglia le misure del peso molecolare realizzate sulle vari proteine, polimeri e polisaccaridi sullo Zetasizer Nano.

Requisiti delle Misure del Peso Molecolare

  • Zetasizer S o ZS (strumenti Nana che comprendono l'ottica di NIBS™)
  • Provetta del Quarzo
  • Preparato di una serie di concentrazioni della molecola sconosciuta (proteina o polimero) in un solvente adatto
  • Determinazione dell'incremento di Indice di rifrazione di differenziale (dñ/dC). Ciò può essere trovata dalle sorgenti di letteratura o essere misurata facendo uso di un rifrattometro adatto. Il valore di dñ/dC per le proteine globulari, per esempio, è 0.185ml/g
  • Misura dell'intensità dello scattering da un campione standard di cui il Rapporto di Rayleigh è conosciuto. Ciò è raccomandata per essere toluene mentre il valore è conosciuto alle varie lunghezze d'onda. Per esempio, il rapporto di Rayleigh di toluene a 633nm è 1,3522 x 10-5 cm-1
  • Misura dell'intensità dello scattering dal campione zero di concentrazione (se il solvente è differente a toluene)
  • Misura dell'intensità dello scattering dalle varie concentrazioni di campione

Dovrebbe essere notato che il software Nano di Zetasizer misura le intensità dell'indicatore luminoso sparso dei campioni pronti ed automaticamente calcola il peso molecolare ed il coefficiente in secondo luogo virial dai dati facendo uso di un tracciato di Debye.

Risultati

Polimeri

Figura 1 mostra i diagrammi di Debye di unico angolo per una serie di standard del polimero del polistirolo pronti in toluene e misurati su uno Zetasizer S. Nano. I pesi molecolari misurati ed i coefficienti in secondo luogo virial (A2), con i valori conosciuti del peso molecolare, si arrendono la tabella 1. In ogni caso, il valore di dñ/dC è stato catturato per essere 0.110ml/g.

La Figura 1. Debye traccia per vari polimeri del polistirolo.

Pesi molecolari della Tabella 1. e coefficienti in secondo luogo virial (A2) di vari polimeri del polistirolo pronti in toluene

Polimero

Peso Molecolare Misurato (KDa)

Peso Molecolare Riferito (KDa)

Coefficientend di 2 Virial (A2)

Campioni A

1,08

0,980

-2.37x10-2

Campioni la B

9,865

9,86

17.51x10-4

Campioni la C

102

96

8.25x10-4

Secondo le indicazioni della tabella dei risultati, i pesi molecolari calcolati sono coerenti con i conosciuti.

I gradienti di ogni tracciato (i secondi coefficienti virial) variano da positivo (polistirolo 9.9KDa) alla quantità negativa (standard del polistirolo 980Da). Il secondo coefficiente virial positivo che indica che l'energia di interazione fra ogni polimero ed il solvente è più forte dell'energia fra il polimero e stesso di interazione. Considerando Che il secondo coefficiente virial negativo indica che le molecole del polimero non gradiscono il toluene come solvente.

Polisaccaridi

Il tracciato di Debye ottenuto da un campione di dextrano in acqua è indicato nella figura 2. Il campione ha avuto un peso molecolare riferito di 68KDa ed il peso molecolare peso-medio ottenuto dalla misura era 63.3KDa. Un valore di dñ/dC di 0.140ml/g è stato usato per le misure.

Figura 2. tracciato di Debye per Dextrano in acqua.

Il software Nano permette alla raccolta dei dati di distribuzione di dimensione delle particelle facendo uso dello scattering leggero dinamico come pure della misura assoluta dell'intensità per l'analisi del peso molecolare. Ciò permette alla determinazione della modalità del campione prima della misura del peso molecolare. Ciò è importante nella determinazione della pulizia dei campioni prima dell'analisi. Figura 3 è la distribuzione per ampiezza dell'intensità ottenuta dalla concentrazione di riserva della soluzione del dextrano (10mg/ml). Il campione ha avuto un diametro di zaverage (il diametro medio basato sopra l'intensità di indicatore luminoso sparso) di 13.5nm. La distribuzione monomodal ottenuta conferma che non c'erano cumuli presenti. Il peso molecolare ottenuto dallo scattering leggero peso-è fatto la media e quindi la presenza di tutti i cumuli contribuirà a questo valore.

Figura 3. distribuzione per ampiezza di Intensità di dextrano in acqua (10mg/ml).

Il diametro z-medio di 13.5nm può essere usato per calcolare un peso molecolare stimato di 64.8KDa facendo uso di un grafico empirico di calibratura sviluppato dagli Strumenti di Malvern. Questa valutazione del peso molecolare è disponibile nel software Nano ed è utile per la verifica dei dati sperimentali ottenuti.

Conclusioni

Lo Zetasizer Nano è il solo strumento commerciale capace di misurazione la dimensione, il potenziale Zeta e del peso molecolare in una singola, unità compatta. L'incorporazione dell'ottica di NIBS™ dà la sensibilità richiesta per la misura di molto piccolo, debolmente spargendo i campioni e la determinazione del peso molecolare. Inoltre, l'uso di rilevazione di backscatter permette alla misura dei campioni concentrati e opachi senza l'esigenza di diluizione.

Sorgente: “Determinazioni del Peso Molecolare dei Polimeri e dei Polisaccaridi Facendo Uso Del Sistema Nano di Zetasizer„, Nota di Applicazione dagli Strumenti di Malvern.

Per ulteriori informazioni su questa sorgente visualizzi prego Strumenti la Srl (REGNO UNITO) di Malvern o gli Strumenti di Malvern (U.S.A.).

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

Last Update: 13. June 2013 01:28

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