光散射技术在蛋白质表征领域的应用.pdf

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1、光散射技术最新进展及其在生物医药领域的应用纳米颗粒/蛋白尺寸及其分布zeta电位/稳定性绝对分子量相互作用力……宁辉MalvernInstrument2015年光散射技术当激光与溶液/悬浮液中的大分子物质相遇？！散射光SizeRg光散射技术的应用DNA/基因疗法纳米银颗粒药物释放量子点生物/药物纳米技术疫苗诊断纳米钻石蛋白质特性应用多糖陶瓷色素/油漆表面活性剂高分子涂层化学工业高分子溶液炭化分散体系微乳液油墨二氧化硅分散体系内容›动态光散射及其粒径检测测量原理由相关曲线得到粒径信息–数据分析动态光散射功能扩展›电泳光散射及其Zeta电位检测›静态光散射及其绝对分子量检测粒径测

2、量技术AFM/STMetcSievesElectronmicroscopyMicroscopySedimentationDisccentrifugeElectrozonesensingDynamiclightscatteringLaserdiffractionAcousticspectroscopy0.11101001101001000纳米微米光散射技术仪器系统小颗粒布朗运动大颗粒布朗运动盛放样品的样品池激光布朗运动的速度依赖于粒子的大小光电检测设备数字信号处理器媒体的粘度(APD)(相关器)Apply颗粒运动速度，CorrelateAlgorithm即扩散系数D（cm2/s

3、）Intensity(kcps)Time(s)动态光散射动态光散射技术检测光强随时间的波动性行为从而计算出颗粒的扩散速度(D),并通过Stokes-Einstein方程得到颗粒的流体力学直径/半径(DH)kTD=3DHk=Boltzmann’sconstant,T=absolutetemperature,=viscosity光强波动，相关函数和粒径分布SmallParticlesApplyCorrelateAlgorithmIntensity(kcps)Time(s)LargeParticlesApplyCorrelateAlgorithmIntensity(kcps)Tim

4、e(s)相关曲线对于单分散体系gAexpGt1STOKES-EINSTEIN这里:EQUATIONG=Dq2为衰减率D为扩散系数kTBq=(4n/lo)sin(q/2)为散射矢量Dn为折光指数3d(h)lo为照射光波长q为散射角度光强,体积和数量分布-米式理论，输入颗粒的折光指数和吸收率Mietheory体积分布Mietheory光强分布数量分布(RayleighTheory)设想一个由相等数量的5nm和50nm球型粒子组成的混合物N1*4/3πr13:N2*4/3πr23N:NNV2:NV212N1V1:N2V21122111,0001,000,00011

5、Relative%inclassRelative%inclassRelative%inclass550550550Diameter(nm)Diameter(nm)Diameter(nm)数量平均粒径28nm体积平均粒径49nm光强平均粒径=50nm光强，体积和数量分布:例子60nm和220nm聚苯乙烯乳液标样1:1体积混合z-均直径=168nmPDI=0.215Peak1Peak2Mean%Mean%(nm)(nm)Intensity23186.365.813.7Volume23250.361.849.7Number1842.658.297.4金颗粒MRK956-01›样品的颜

6、色与金颗粒的大小和形态相关›通常使用电子显微镜计数表征纳米金颗粒PhotographcourtesyofDr.Kandela,UniversityofWisconsinBBPIClab›在显微镜下可以较好的分辨颗粒的形态，但是无法区分颗粒在溶液状态中是否聚集Takenfromwww.huck.psu.edu/stf/em/mpicfive.htmlColloidalGoldMRK956-01›光强分布BimodalSignificantaggregates›体积分布Opticalpropertiesusedwere0.2and3.32respectively>90%byma

7、ssaresmallparticles›数量分布MonomodalComparabletoTEMresult抗原和抗体：例1加入抗体前/后蛋白质尺寸变化加入抗体后蛋白质尺寸随时间变化抗原和抗体：例2›图1显示了血清中一种抗体的三次重复测试.›在图2中我们分别混合两种不同的抗体和一种病毒，然后使用动态光散射测量体系的粒径，通过这种方法来判断这两种抗体的对病毒的亲和性›根据粒子尺寸增长的速率，我们可以得出结论：抗体1显示更高的亲和性.蛋白质的表征：pH临界点（使用自动