El analizador de nanopartículas SZ-100V2 puede utilizarse para medir el peso molecular de proteínas, almidones, polímeros y dendrímeros. Estos datos pueden obtenerse mediante dos métodos diferentes: dispersión dinámica de la luz y dispersión estática de la luz. Estos métodos se describen a continuación.
Existe una conocida correlación empírica entre el coeficiente de difusión de una macromolécula y su peso molecular, conocida como la ecuación de Mark-Houwink-Sakurada.
where:
Los valores de k y α se encuentran empíricamente para pares polímero/disolvente. Es decir, deben especificarse para el polímero, el disolvente y la temperatura. Estos valores pueden encontrarse en la literatura.
La desventaja de esta técnica es que se basa en constantes empíricas y en la naturaleza del peso molecular medio. Las ventajas de esta técnica son que la concentración de polímero no necesita ser bien conocida y es muy rápida.
El SZ-100V2 también puede usarse en modo estático de dispersión de luz para medir el peso molecular de proteínas, partículas pequeñas y polímeros. Estos resultados se generan utilizando un gráfico de Debye creado midiendo la luz dispersada en un solo ángulo (90 °) con múltiples concentraciones de muestra. La intersección de la gráfica de Debye se utiliza para determinar el peso molecular y la pendiente para calcular el segundo coeficiente virial.
El peso molecular de experimentos estáticos de dispersión de luz utiliza la ecuación de Rayleigh que se muestra a continuación:
where:
La constante de Debye está dada por K=4π 2 n 2 (dn/dc) 2 /(λ 4 N A) donde n es el índice de refracción del líquido, (dn/dc) es el incremento del índice de refracción, λ es la longitud de onda de la luz en el vacío y N A es el número de Avagadro. En la mayoría de los casos, todos estos valores son independientes del peso molecular.
El límite dado en la ecuación de Rayleigh anterior merece especial atención. La ecuación solo funciona en el límite de ángulo cero. Una práctica requerida para macromoléculas más grandes es utilizar un instrumento de dispersión multiángulo y extrapolar el resultado a un ángulo cero. Para moléculas más pequeñas (Rg < 20 nm), esto no es necesario y se pueden usar datos en un solo ángulo. Sin embargo, esto introduce un error sistemático que aumenta con el ángulo utilizado. Es decir, los resultados de medición usando ángulo de fondo tienen aproximadamente el doble de error sistemático en comparación con los resultados obtenidos mediante dispersión en ángulo recto (90º). Por esta razón, el SZ-100V2 recoge datos estáticos de dispersión de luz a 90º.
Las desventajas de esta técnica son que requiere una preparación cuidadosa de la muestra y es una medición que consume mucho tiempo. Las ventajas de esta técnica son que los resultados están bien definidos y no dependen de correlaciones empíricas.
Un ejemplo de gráficos de Debye para varias muestras se muestra en la figura siguiente.
Diagramas de Debye para medir el peso molecular
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