ポリマーの分子量の決定を含むポリマーおよび多糖類および Malvern の器械から Nano Zetasizer を使用して多糖類

カバーされるトピック

背景
     静的な光散乱による粒度の決定
     分子量の測定のための条件
結果
     ポリマー
     多糖類
結論

背景

Zetasizer Nano システムはダイナミックで、静的な電気泳動の光散乱の技術結合しま、ゼータの潜在性および分子量を粒度の測定のために可能になります。

静的な光散乱による粒度の決定

静的な光散乱は (SLS)解決で高分子を特徴付けるために使用される非侵襲的な技術です。 単色光のビームはサンプルを通して指示され、分子によって 173° のの斜めに分散するライトの強度は測定されます。 SLS は重量平均された分子量および二番目に virial 係数が断固としたである場合もある分散させたライトのタイム平均された強度を利用します。

高分子が作り出す分散させたライトの強度は高分子の重量平均分子量そして集中の製品に比例しています。 示す分子のために分散させたライトの強度間の分散、関係および分子量の角の依存は Rayleigh の同等化によって与えられません:

K が光学定数である一方、 R はθ 入射光の強度への分散するの Rayleigh の比率です、 M は重量平均分子量です、 A は2 第 2 virial 係数であり、 C はサンプル集中です。

従って、 KC/Rθのプロットは対 C 1/M と同等の妨害および第 2 virial 係数 A. と等しい斜面と線形であると期待されます。2 そのようなプロットは Debye のプロットとして知られています。

第 2 virial 係数は分子と溶媒間の相互作用の強さを記述する特性です。 A が > 02 、分子解決にとどまりがちであるサンプルのため。 A が =2 0、分子溶媒相互作用の強さ分子分子の相互作用の強さおよび溶媒と同等のとき記述されΘの溶媒ですとして。 A<0 が、2分子結晶するか、または集約しがちである時。

静的な光散乱の測定からの分子量の決定の理論のそれ以上の細部は Malvern の器械のウェブサイトから使用できる他のアプリケーションノートで見つけることができます。

このアプリケーションノートは Nano Zetasizer のさまざまな蛋白質、ポリマーおよび多糖類で行われる分子量の測定を詳しく述べます。

分子量の測定のための条件

  • Zetasizer Nano S か ZS (NIBS™の光学を織込んでいる器械)
  • 水晶キュヴェット
  • 適した溶媒の未知の分子のいくつかの集中の準備 (蛋白質かポリマー)
  • 差動 R.i. 増分 (dñ/dC) の決定。 これは文献ソースから見つけられるか、または適した屈折計を使用して測定することができます。 球状蛋白質のための dñ/dC 値は、例えば、 0.185ml/g です
  • Rayleigh の比率が知られている標準試料からの分散の強度の測定。 これはトルエン値がさまざまな波長で知られていると同時にであるために推薦されます。 例えば、 633nm のトルエンの Rayleigh の比率は 1.3522 x 10 cm-5 です-1
  • (溶媒がトルエンに異なっていれば) ゼロ集中のサンプルからの分散の強度の測定
  • サンプルのさまざまな集中からの分散の強度の測定

Zetasizer の Nano ソフトウェアが準備されたサンプルの分散させたライトの強度を測定し、 Debye のプロットを使用して自動的にデータからの分子量そして二番目に virial 係数を計算することが注意されるべきです。

結果

ポリマー

図 1 はトルエンで準備され、 Zetasizer Nano S. で測定される一連のポリスチレンポリマー標準のための単一角度の Debye のプロットを示します。 測定された分子量および二番目に virial 係数 (a) は2、知られていた分子量値と共に表 1. で、与えられます。 各ケースでは、 dñ/dC 値は 0.110ml/g. であるために取られました。

図 1. Debye はさまざまなポリスチレンポリマーのために計画します。

トルエンで準備されるさまざまなポリスチレンポリマーの表 1. の分子量そして二番目に virial 係数 (A2)

ポリマー

測定された分子量 (KDa)

報告された分子量 (KDa)

2nd Virial 係数 (a)2

A を見本抽出して下さい

1.08

0.980

-2.37x10-2

B を見本抽出して下さい

9.865

9.86

17.51x10-4

C を見本抽出して下さい

102

96

8.25x10-4

結果の表に示すように、計算された分子量は知られていた値に一貫しています。

各プロット (第 2 virial 係数) の勾配は肯定的から陰性 (980Da ポリスチレンの標準) に (9.9KDa ポリスチレン) 変わります。 各ポリマーと溶媒間の相互作用エネルギーがポリマーと自体より強い間の相互作用エネルギーことを示す肯定的な第 2 virial 係数。 ポリマー分子は溶媒としてトルエンを好まないことを否定的な第 2 virial 係数が示す一方。

多糖類

水のデキストランのサンプルから得られる Debye のプロットは図 2. で示されています。 サンプルに 68KDa の報告された分子量があり、測定から得られた重量平均分子量は 63.3KDa でした。 0.140ml/g の dñ/dC 値は測定のために使用されました。

水のデキストランのための図 2. Debye のプロット。

Nano ソフトウェアはダイナミックな光散乱を使用して粒度分布データ、また分子量の分析のための強度の絶対測定のコレクションを可能にします。 これは分子量の測定前にサンプルの様相の決定を可能にします。 これは分析前にサンプルの清潔の決定において重要です。 図 3 はデキストランの解決 (10mg/ml) の標準的な集中から得られる強度のサイズ分布です。 サンプルに 13.5nm の zaverage の直径 (分散させたライトの強度に基づく中間の直径) がありました。 得られる monomodal 分布は現在の総計がなかったことを確認します。 光散乱から得られる分子量は重量平均され、従ってあらゆる総計の存在はこの値に貢献します。

図 3. 水 (10mg/ml) のデキストランの強度のサイズ分布。

13.5nm の z 平均直径が Malvern の器械によって開発される経験的な口径測定グラフを使用して 64.8KDa の推定分子量を計算するのに使用することができます。 この分子量の推定は Nano ソフトウェアで使用でき、得られる実験データを確認するために有用です。

結論

Nano Zetasizer はシングル、コンパクトなユニットのサイズ、ゼータの潜在性および分子量を測定することができる唯一の商業器械です。 NIBS™の光学の結合は非常に小さいの測定に必要な感度を与えま弱く分子量のサンプルそして決定を分散させます。 さらに、後方散乱の検出の使用は希薄のための必要性なしで集中された、不透明なサンプルの測定を可能にします。

ソース: 「Zetasizer Nano システムを使用してポリマーそして多糖類の分子量決定」の、 Malvern の器械によるアプリケーションノート。

このソースのより多くの情報のために Malvern の器械株式会社 (イギリス) または Malvern の器械 (米国) を訪問して下さい。

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

Last Update: 13. June 2013 01:30

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