Dispersion luz (1)

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Dispersion de Luz y sus formulas de calcularlo

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Dispersion luz (1)

  1. 1. DISPERSIÓN DE LUZ 1
  2. 2. DISPERSIÓN DE LUZ John William Strutt Lord Rayleigh 2
  3. 3. DISPERSIÓN DE LUZ El fotón incidente induce un dipolo oscilante en la nube electrónica. Al cambiar el dipolo, la energía se irradia-dispersa en todas direcciones. 3
  4. 4. DISPERSIÓN DE LUZ Se puede analizar de diferentes maneras:  Intensidad promedio (Estática) (SLS, static light scattering)  Fluctuaciones en la intensidad (Dinámica) (DLS, dynamic light scattering) 4
  5. 5. DISPERSIÓN DE LUZ ESTÁTICA Medida de masas moleculares Intensidad promedio de dispersión es función de la masa molecular y el 2do coeficiente virial  K = constante óptica MM = masa molecular A2 = 2do coeficiente virial C = Concentración (g/L) R = relación de Rayleigh (término que incluye la intensidad) 5
  6. 6. DISPERSIÓN DE LUZ ESTÁTICA Constante Relación de Rayleigh Factor de forma, = 1 si r < 60 nm 6
  7. 7. DISPERSIÓN DE LUZ ESTÁTICA  La intensidad de luz dispersada que produce una macromolécula es proporcional al producto de la masa molecular promedio y la concentración de la macromolécula (I α MMC)  Si no hay dependencia entre la intensidad de dispersión y el ángulo de medida, se puede determinar MM con medidas en un solo ángulo  Un gráfico de Debye permite la determinación de: MM absoluta  2do coefciente virial (A2)  7
  8. 8. DISPERSIÓN DE LUZ ESTÁTICA 2do Coeficiente Virial  Propiedad termodinámica que describe la fuerza de interacción entre la molécula y el solvente Si A2 > 0, las moléculas tienden a permanecer en solución (la proteína prefiere el buffer)  Si A2 = 0 la fuerza de la interacción proteína-solvente es equivalente a la fuerza de la interacción proteínaproteína (el solvente se llama solvente theta)  Si A2 < 0, la proteína tiende a precipitar o agregar  8
  9. 9. DISPERSIÓN DE LUZ ESTÁTICA  Señal de dispersión R α MM C  Debido a alta MM, los agregados dispersan fuertemente Variación angular en la Intensidad de luz dispersada se relaciona con el tamaño de la molécula  La luz dispersada por agregados muestra dependencia angular, mientras que la luz dispersa por monómeros y dímeros no.  9
  10. 10. DISPERSIÓN DE LUZ ESTÁTICA o Pros Determinación de MM rápida y exacta (promedio) de macromoléculas en solución Combinando SEC-MALS se puede determinar MM con una precisión ± 5% Dependencia angular de señal de LS detecta agregados SEC-MALS permite detectar y cuantificar poblaciones de proteínas según sus MM Puede determinar estado oligomerico de polipeptidos modificados (prot-ácidos nucleicos, glicosilados, etc. o Contras Para medir MM promedio, necesita separación para distinguir estados oligoméricos. Posible perdida de muestra durante filtración y fraccionamiento. 10
  11. 11. DISPERSIÓN DE LUZ DINÁMICA Permite determinar el tamaño de moléculas y nanopartículas La velocidad de fluctuaciones depende del tamaño de la partícula - molécula 11
  12. 12. DISPERSIÓN DE LUZ DINÁMICA Fluctuaciones son resultado del movimiento browniano y puede correlacionarse con el coeficiente de difusión y el tamaño 12
  13. 13. DISPERSIÓN DE LUZ DINÁMICA     La temperatura tiene que ser estable y exactamente determinada (regular la viscosidad y evitar la convección) Las partículas más grandes se mueven más lentamente A mayor temperatura, más rápido se mueven las moléculas La velocidad del movimiento Browniano está definido por el coeficiente de difusión translacional (D) 13
  14. 14. DISPERSIÓN DE LUZ DINÁMICA Pros  En cubeta, muy rápida detección de agregados y evaluación de la polidispersión de la muestra con un amplio rango dinámico  Adecuado para estudiar cinética de agregación  Detector disponible para placas, parara screening Contras  Mide radio hidrodinámico, es cual es afectado por la forma de la partícula  No puede distinguir entre cambios de forma o estado de oligomerización  Necesita fraccionamiento para resolver oligómeros presentes en una mezcla 14
  15. 15. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA  Las moléculas de polímeros son normalmente pequeñas comparadas con las partículas de polvo o de otros materiales extraños a la muestra o disolvente.  Los disolventes y soluciones de polímeros deben clarificarse por filtración o por ultra centrifugación. 15
  16. 16. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA  La diferencia entre el índice de refracción del disolvente y del polímero debe de ser la mayor posible.  El disolvente debe producir por sí mismo una dispersión relativamente baja, y el sistema polímero-disolvente no debe poseer un segundo coeficiente de virialidad demasiado elevado.  Disolventes mixtos deben evitarse, a no ser que posean ambos el mismo índice de refracción. 16
  17. 17. Esquema de los componentes esenciales de un fotómetro de dispersión de luz 17
  18. 18. RANGO DE APLICACIÓN  La dispersión de luz por las disoluciones se ha utilizado para medir pesos moleculares tan bajos como el de la sacarosa y tan elevados como los de las proteínas.  En la práctica, pesos moleculares de polímeros comprendidos entre 10000-10000000 pueden medirse con relativa facilidad, con posibilidades de ampliar el rango en ambos sentidos en casos favorables.  Existen restricciones a la aplicabilidad del método de dispersión de luz a sistemas formados por copolimeros. 18
  19. 19. RANGO DE APLICACIÓN  19
  20. 20. BIBLIOGRAFÍA     Billmeyer W.Fred, Ciencia de los Polímeros, Revert, 1975, pp 76-79 Seymour B. Raimond, Carraher E. Charles, Introducción a la química de los polímeros, Revert, 1995, pp 105-107 Protein sizing by light scattering, molecular weight and polydispersity, Malvern Instruments presentation. http://nanoparticles.org/pdf/nobbmann.pdf 20

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