Cuestionario Unidad 5 DLS y Potencial Z PDF

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Cuestionario Nanobiotecnología: Unidad 5 Determinación de Tamaño y Potencial Z 1.

Defina movimiento browniano

El movimiento browniano es el movimiento aleatorio que se observa en las partículas que se hallan en un medio fluido (líquido o gas), como resultado de choques contra las moléculas de dicho fluido. 2.

Describa brevemente cómo se relaciona el movimiento browniano con el tamaño de una partícula.

El movimiento browniano de una partícula e inversamente proporcional al tamaño de la misma. 3.

Describa brevemente las 3 teorías de la dispersión o scattering de luz.  Fraunhofer: Las partículas con un tamaño mayor a la longitud de onda (mayor a 1 micrón), presentan una dispersión de la luz hacia adelante.  Rayleigh: Las partículas con un tamaño menor a 1/10 de la longitud de onda incidente (menor de 50nm) presentan una dispersión isotrópica.  Mie: Las partículas que poseen un tamaño intermedio 1/10 λ < Partícula < 1 um presentan una dispersión hacia todos lados, pero también hacia adelante.

4.

Describa la relación entre la intensidad de luz dispersada y su diámetro y la longitud del haz incidente

1

Cuestionario Nanobiotecnología: Unidad 5 Determinación de Tamaño y Potencial Z

5.

Escriba la ecuación de Stokes-Einstein y diga de qué factores depende la determinación del tamaño por DLS

El resultado depende de: Todos los factores que están en la ecuación afectan (temperatura absoluta, etc). Pero aquí hay otros factores más:  Medio de dispersión - El equipo nos pide que le indiquemos el índice de refracción y la viscosidad del medio en el que están las partículas cuyo tamaño queremos determinar. Ya que estos valores afectan la medición, entonces el solvente en el que están las partículas afecta a la medición.  Concentración de la muestra - Lo ideal es que esté entre 108 - 1012 nanopartículas por mililitro. Concentraciones mayores darán scattering múltiple, y menores darán scattering muy pobre (bajo).  Calidad de la muestra - Debe estar limpia de impurezas lo mejor posible y debe ser homogénea. No tiene que ser translúcida (coloide violento) ni tener precipitado.  Muestras coloreadas/fluorescentes - El detector debe detectar la luz dispersada, y nada más. Cualquier luz que no provenga del scattering de la nanopartícula, nos dará una medición que no es correcta.  Forma de la nanopartícula - La ecuación de Stokes-Einstein sirve solo para esferas. La medición del tamaño de nanopartículas con otra forma será errónea. Hay equipos que tienen incorporada variantes de la ecuación para otras morfologías de partículas.  Agregación/aglomeración de las nanopartículas - Si esto ocurre mientras se realiza la medición, se verán tamaños que no tienen nada que ver con el tamaño real de la partícula.

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Cuestionario Nanobiotecnología: Unidad 5 Determinación de Tamaño y Potencial Z  Resolución - Para muestras con mezclas de partículas, debe haber un factor de 3 en el tamaño de las mismas o sino se las tomará como si fueran del mismo tamaño. Por ejemplo, una mezcla de partículas de 150 nm y 100 nm serán vistas como partículas de un mismo tamaño. Pero, una mezcla de partículas de 150 nm y 50 nm, sí serán vistas como partículas de distinto tamaño. 6.

Describa un ejemplo del uso de la técnica de DLS

Sirve para determinar el tamaño de partículas nanométricas. También, es útil para el análisis de la agregación o pureza de biomoléculas (DNA, proteínas). 7.

Realice un cuadro comparativo de las diferentes técnicas para determinar el tamaño de una partícula.

DLS (Light Scattering Dispersion)

NTA (Nanoparticle tracking análisis)

Medidas en un amplio rango de medios → Se puede hacer en suspensiones distintas

TEM (Microscopía de transmisión electrónica) Trabaja sobre muestras secas, en vacío

Se puede hacer a distintos pHs, concentraciones salinas y T

Se hace en una condición definida, que es al vacío

Es rápida

Es lenta y requiere de un técnico

Se requiere poca cantidad de muestras No es invasiva (se puede recuperar la dilución hecha para medir)

Es invasiva

Mejor resolución para partículas más pequeñas (menor a 30 nm)

Peor resolución para partículas más pequeñas

Mejor resolución para partículas pequeñas de hasta 1 nm

Más simple

Menos simple

Un bardo de hacer

No requiere preparación de muestra

Requiere preparación de muestra

Requiere preparación de muestra

Equipo más económico

Equipo menos económico

Equipo MUY caro

Concentración de nps ideal de 10 a 10 nanopartículas/ml

Concentración ideal de nps de 10 a 10 nanopartículas/ml (permite más diluidas)

8

12

7

9

Concentración muy baja de nanopartículas (procesa de a cientos, por lo que su estadística no es muy buena).

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Cuestionario Nanobiotecnología: Unidad 5 Determinación de Tamaño y Potencial Z

Estudia el promedio de partículas, por lo que es menos sensible

Se estudia partícula por partícula, por lo que es más sensible

Menor resolución para partículas grandes

Mayor resolución para partículas grandes

Más vulnerable a nps grandes o agregados

Menos vulnerable a nps grandes o agregados

No se puede verificar los resultados

Permite verificar los resultados, a ojo

No se puede calcular concentración

Permite calcular concentración, pues se cuenta partícula por partícula y se sabe el volumen

No se puede calcular concentración

Se deben evitar las muestras coloreadas o fluorescentes

Permite usar la fluorescencia como una herramienta para ver mejor el resultado (y usarlo con un background complejo incluso)

-

Es menos efectivo para muestras polidispersas

Es más efectivo para muestras polidispersas

Es menos efectivo que DLS para muestras polidispersas

Sedimentación: Utilizan fuerzas centrífugas que hacen que se depositen las partículas en función de su densidad. El tamaño de las nanopartículas se mide a partir del monitoreo de la depositación de las partículas en un disco rotador mediante absorción de rayos X. Difracción laser: Se sabe que las partículas más pequeñas dispersan luz a ángulos mayores que las partículas de mayor tamaño, gracias a esto se puede determinar el tamaño de la partícula. (Como vimos en citometría de flujo). A diferencia de DLS, esta técnica no detecta el radio hidrodinámico porque la luz dispersada del líquido es difusa (varía en un 20%). Tiene un mayor límite de detección para partículas de gran tamaño. Posee mayor resolución para partículas más pequeñas. Requiere grandes volúmenes de muestra. Es más apta para muestras polidispersas. 8.

Defina el potencial Z

El potencial Zeta es el potencial eléctrico que existe en el plano de corte de la partícula, con una distancia corta de la superficie. Es decir, es el potencial de la partículas con las 2 capas de contra iones con las que se mueven en una suspensión.

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Cuestionario Nanobiotecnología: Unidad 5 Determinación de Tamaño y Potencial Z

8.

Describa cómo la fuerza iónica y el pH influyen sobre el potencial Z.

pH: a altos pH (básico) el potencial Z será negativo, y a bajos pH (ácido) será positivo. Variar el pH y medir el potencial Z sirve para detectar el punto isoeléctrico de una partícula (no solo las proteínas lo tienen), sería en este caso el pH para el cual la partícula tiene potencial cero. Fuerza iónica: a alta fuerza iónica, la doble capa de iones se vuelve más compacta y el potencial Z disminuye. La presencia de iones polivalentes también hace que la doble capa se compacte y, así, el potencial Z disminuya. 9.

Describa la utilidad de la medida del potencial Z de una nanopartícula.

El potencial Z da cuenta de la estabilidad de una partícula. Las partículas negativas interaccionarán diferente que las partículas positivas unas con otras. Las partículas con alto PZ (mayor a 30 mV o menor a -30) son estables en presencia de agregaciones. Esto se debe a que la estabilidad de las muestras se encuentra determinado por: •

± 0– 10 mV: Muy inestable.

•

±10–20 mV: Moderadamente estable.

•

±20–30 mV y ˃ ± 30 mV: Altamente estable.

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