Polímeros e Polisacáridos que Incluem A Determinação do Peso Molecular dos Polímeros e Polisacáridos Usando o Zetasizer Nano Dos Instrumentos de Malvern

Assuntos Cobertos

Fundo
     Determinação do Tamanho de Partícula pela Dispersão de Luz Estática
     Exigências Para Medidas do Peso Molecular
Resultados
     Polímeros
     Polisacáridos
Conclusões

Fundo

O Sistema Nano de Zetasizer combina tecnologias dinâmicas, estáticas e electrophoretic da dispersão de luz permitindo para a medida do tamanho de partícula, potencial do zeta e o peso molecular.

Determinação do Tamanho de Partícula pela Dispersão de Luz Estática

A dispersão de luz Estática (SLS) é uma técnica não invasora usada caracterizando macromoléculas na solução. Um feixe da luz monocromática é dirigido através de uma amostra e a intensidade da luz dispersada de 173° pelas moléculas é medida em um ângulo. SLS utiliza a intensidade tempo-calculada a média da luz dispersada, de que o peso molecular peso-calculado a média e o coeficiente em segundo virial podem ser determinados.

A intensidade da luz dispersada que uma macromolécula produz é proporcional ao produto do peso molecular peso-médio e da concentração da macromolécula. Para as moléculas que mostram nenhuma dependência angular na sua dispersão, no relacionamento entre a intensidade da luz dispersada e em seu peso molecular é dada pela equação de Rayleigh:

onde K é uma constante óptica, Rθ é a relação de Rayleigh do dispersado à intensidade de luz do incidente, M é o peso molecular peso-médio, A2 é o segundo coeficiente virial e C é a concentração da amostra.

Conseqüentemente, um lote de KC/Rθ contra C é esperado ser linear com uma intercepção equivalente a 1/M e uma inclinação igual ao segundo coeficiente virial A.2 Tal lote é sabido como um lote de Debye.

O segundo coeficiente virial é uma propriedade que descreve a força da interacção entre a molécula e o solvente. Para as amostras onde A2 > 0, as moléculas tende a ficar na solução. Quando A2 = 0, a força da interacção do molécula-solvente é equivalente à força da interacção da molécula-molécula e ao solvente está descrito como sendo um solvente da teta. Quando A<02, as moléculas tenderá a se cristalizar ou agregar.

Uns detalhes Mais Adicionais da teoria de determinações do peso molecular das medidas estáticas da dispersão de luz podem ser encontrados em outras notas de aplicação disponíveis do Web site dos Instrumentos de Malvern.

Esta nota de aplicação detalha as medidas do peso molecular executadas em vários proteínas, polímeros e polisacáridos no Zetasizer Nano.

Exigências Para Medidas do Peso Molecular

  • Zetasizer S Nano ou ZS (instrumentos que incorporam o sistema ótico de NIBS™)
  • Cubeta de Quartzo
  • Preparação de um número de concentrações da molécula desconhecida (proteína ou polímero) em um solvente apropriado
  • Determinação do incremento do diferencial R.I. (dñ/dC). Isto pode ser encontrado das fontes de informação ou ser medido usar um refractometer apropriado. O valor de dñ/dC para proteínas globulares, por exemplo, é 0.185ml/g
  • Medida da intensidade da dispersão de uma amostra padrão cuja a Relação de Rayleigh seja sabida. Este está recomendado ser tolueno enquanto o valor é sabido em vários comprimentos de onda. Por exemplo, a relação de Rayleigh do tolueno em 633nm é 1,3522 x 10-5 cm-1
  • Medida da intensidade da dispersão da amostra zero da concentração (se o solvente é diferente ao tolueno)
  • Medida da intensidade da dispersão das várias concentrações de amostra

Deve-se notar que o software Nano de Zetasizer mede as intensidades da luz dispersada das amostras preparadas e calcula automaticamente o peso molecular e o coeficiente em segundo virial dos dados usando um lote de Debye.

Resultados

Polímeros

Figura 1 mostra os lotes de Debye do único-ângulo para uma série de padrões do polímero do poliestireno preparados no tolueno e medidos em um Zetasizer S. Nano. Os peso moleculares medidos e os coeficientes em segundo virial (a)2, junto com valores conhecidos do peso molecular, são dados na tabela 1. Em cada caso, o valor de dñ/dC foi tomado para ser 0.110ml/g.

A Figura 1. Debye traça para vários polímeros do poliestireno.

Peso moleculares da Tabela 1. e coeficientes em segundo virial (A2) dos vários polímeros do poliestireno preparados no tolueno

Polímero

Peso Molecular Medido (KDa)

Peso Molecular Relatado (KDa)

Coeficientend de 2 Virial (a)2

Prove A

1,08

0,980

-2.37x10-2

Prove B

9,865

9,86

17.51x10-4

Prove C

102

96

8.25x10-4

Segundo as indicações da tabela dos resultados, os peso moleculares calculados são consistentes com os valores conhecidos.

Os inclinações de cada lote (os segundos coeficientes virial) variam de positivo (poliestireno 9.9KDa) ao negativo (padrão do poliestireno 980Da). O segundo coeficiente virial positivo que indica que a energia da interacção entre cada polímero e o solvente é mais forte do que a energia entre o polímero e própria da interacção. Considerando Que o segundo coeficiente virial negativo indica que as moléculas do polímero não gostam do tolueno como um solvente.

Polisacáridos

O lote de Debye obtido de uma amostra de dextrano na água é mostrado em figura 2. A amostra teve um peso molecular relatado de 68KDa e o peso molecular peso-médio obtido da medida era 63.3KDa. Um valor de dñ/dC de 0.140ml/g foi usado para as medidas.

Figura 2. lote de Debye para o Dextrano na água.

O software Nano permite a coleção de dados da distribuição de tamanho da partícula usando a dispersão de luz dinâmica assim como da medida absoluta da intensidade para a análise do peso molecular. Isto permite a determinação da modalidade da amostra antes da medida do peso molecular. Isto é importante em determinar a limpeza das amostras antes da análise. Figura 3 é a distribuição de tamanho da intensidade obtida da concentração conservada em estoque da solução do dextrano (10mg/ml). A amostra teve um diâmetro do zaverage (o diâmetro médio baseado na intensidade da luz dispersada) de 13.5nm. A distribuição monomodal obtida confirma que não havia nenhum agregado actual. O peso molecular obtido da dispersão de luz peso-é calculado a média e conseqüentemente a presença de todos os agregados contribuirá a este valor.

Figura 3. distribuição de tamanho da Intensidade do dextrano na água (10mg/ml).

O diâmetro z-médio de 13.5nm pode ser usado para calcular um peso molecular calculado de 64.8KDa usando um gráfico empírico da calibração desenvolvido por Instrumentos de Malvern. Esta avaliação de peso molecular está disponível no software Nano e é útil para verificar os dados experimentais obtidos.

Conclusões

O Zetasizer Nano é o único instrumento comercial capaz de medir o tamanho, o potencial do zeta e o peso molecular em uma única, unidade compacta. A incorporação do sistema ótico de NIBS™ dá a sensibilidade exigida para a medida de muito pequeno, fraca dispersando amostras e a determinação do peso molecular. Além, o uso da detecção do backscatter permite a medida de amostras concentradas, opacas sem a necessidade para a diluição.

Source: “Determinações do Peso Molecular dos Polímeros e dos Polisacáridos Usando O Sistema Nano de Zetasizer”, Nota de Aplicação por Instrumentos de Malvern.

Para obter mais informações sobre desta fonte visite por favor Instrumentos Ltd de Malvern (REINO UNIDO) ou Instrumentos de Malvern (EUA).

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

Last Update: 13. June 2013 01:43

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