中国基因网

中国基因网您的位置：首页 >国内研究 >

使用MALS表征和分离大分子结构

2019-06-27 15:27:05 • 来源：

在这次访谈中，莱布尼茨聚合物研究所聚合物分离小组负责人Albena Lederer与新闻 - 医学生命科学部门讨论了用于理解和分析聚合物的技术和方法。

使用MALS表征和分离大分子结构

Albena涵盖了构象分析实验方法的理论和实践，它们在简单大分子结构分析中的应用以及对更复杂系统的构象和定量分析的应用。

为什么生物大分子结构，特别是大分子的分离和表征如此重要?

大分子系统中的多分散性是在调整材料性质时必须考虑的关键问题。就大分子量而言，多分散性意味着我们具有不同尺寸和长度的聚合物链。当我们谈论聚合物时，我们还必须考虑的另一个问题是拓扑：聚合物是支化的，它们表现出什么类型的支化，以及这种支化如何影响功能，官能团的数量和相互作用性质?这些问题与这些聚合物的构象直接相关，因此我们需要通过分子量，大小和构象分离和分析分子来理解它们的技术和方法。

用于大分子构象分析的最常用方法是什么?

构象分析的主要方法是多角度静态光散射(MALS)。MALS给出了与角度相关的瑞利比，可以对其进行分析以确定摩尔质量和回转半径R g。现在，通过该方法得到摩尔质量和回转半径，我们可以将数据拟合到用于缩放流动的方程中，其中缩放参数直接耦合到粒子或大分子的构象。我们从中计算的其他信息是表观密度; 一个重要的参数，与大分子或颗粒的构象和致密性有关。

我们可以将静态光散射与动态光散射相结合，这直接为我们提供了所谓的'rho'参数，以了解我们的粒子和大分子的形状。Rho是R g(由MALS确定)与流体动力学半径R h(由动态光散射或DLS确定)的比率。

使用静态光散射的另一种方式是与特性粘度相结合。特性粘度和摩尔质量之间的联系是所谓的Kuhn-Mark-Houwink方程。Kuhn-Mark-Houwink参数代表描述大分子或颗粒构象的另一种方式。

使用这些方法获得的参数是摩尔质量依赖性的，这意味着我们必须表征包含一种聚合物样品的一系列摩尔质量。仅使用合成和技术条件的差异通常不容易实现。

我们如何获得摩尔质量系列?

通常我们进行分馏以分离一系列摩尔质量。制备分馏是根据摩尔质量获得馏分的众所周知的方法; 然而，这是一项很大的努力。

获得不同摩尔质量的更快和更高分辨率的方法是分析尺寸排阻色谱(SEC)。这是一种熵驱动的分离，通过将样品的单次注入分成几个部分，每个部分具有非常窄的摩尔质量分布。SEC适用于从极低摩尔质量到数百万的所有大小的大分子。

另一种方法是场流分馏(FFF)。在该方法中，根据颗粒的扩散特性分离颗粒。这意味着与尺寸排阻色谱相比，我们可以分离更宽的摩尔质量范围，而没有尺寸排阻色谱中存在的强剪切力。FFF在低于约5000道尔顿的摩尔质量范围内不是有益的，其中大分子穿透通道的膜并且不向检测器洗脱。然而，使用更大的复合物，尤其是可能大大超过SEC上限的大型生物大分子系统，FFF确实非常有用。

将这些分离技术中的任一种，SEC或FFF与MALS，特定粘度检测和DLS偶联，在大分子分离和表征-SEC-MALS-DLS-IV或FFF-MALS-DLS-IV方面提供了非常有趣和有价值的结果。

如何使用构象分析来确定简单的大分子结构?

为了获得关于这些聚合物的完整构象信息，我们需要使用耦合到DLS检测器。此外，我们还有一个浓度检测器，它是完全分析静态光散射数据所需要的，还有粘度检测器。因此，我们从该系统中获得了四种不同的色谱图。使用所有这些信息，我们最终可以计算出三个不同的半径：回转半径，流体动力学半径和粘度半径。

郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如有侵权行为，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。

推荐内容