Avertissement : Cette page est une traduction automatique de cette page à l'origine en anglais. Veuillez noter puisque les traductions sont générées par des machines, pas tous les traduction sera parfaite. Ce site Web et ses pages Web sont destinés à être lus en anglais. Toute traduction de ce site et de ses pages Web peut être imprécis et inexacte, en tout ou en partie. Cette traduction est fournie dans une pratique.

Caractérisant et isolant (de bio) structures macromoléculaires utilisant MALS

Thought LeadersAlbena Lederer Head of the Polymer Separation Group Leibniz Institute for Polymer Research

Selon cette entrevue, Albena Lederer, chef du groupe de séparation de polymère à l'institut de Leibniz pour la recherche de polymère, entretiens aux sciences de la vie Nouvelles-Médicales au sujet des techniques et méthodes employées pour comprendre et analyser des polymères.  

Albena couvre la théorie et la pratique des méthodes expérimentales pour l'analyse de conformation, leur application dans l'analyse des architectures macromoléculaires simples et l'usage de la conformation et de l'analyse quantitative pour des systèmes plus complexes.

Pourquoi la séparation et la caractérisation des architectures biomacromolecular, et particulièrement des macromolécules, est-elle si importante ?

La multidispersion dans les systèmes macromoléculaires est une question clé qui doit être tenue compte en ajustant les propriétés matérielles. La multidispersion, en termes de grammage macromoléculaire, signifie que nous avons différentes tailles et longueurs des réseaux de polymère. Quand nous parlons des polymères, l'autre sujet que nous devons également tenir compte est topologie : est-ce que polymères sont-ils étés branchés, quel type d'être branché font-ils ils montrent, et comment cet être branché influence la fonctionnalité, le nombre de groupes fonctionnels et les propriétés d'interaction ? Ces éditions sont ajoutées directement à la conformation de ces polymères, pour cette raison nous avons besoin de techniques et de méthodes pour les comprendre en séparant et en analysant les molécules en termes de poids moléculaire, taille, et conformation.

Quelle est la plupart de méthode classique utilisée pour l'analyse de conformation des macromolécules ?

La méthode principale pour l'analyse de conformation est dispersion de la lumière statique de multi-cornière (MALS). MALS nous donne le rapport cornière-dépendant de Rayleigh, qui peut s'analyser pour déterminer la masse molaire et le radius de la giration R.g Maintenant, ayant la masse et le radius de la giration molaires de cette méthode, nous pouvons adapter les caractéristiques à l'équation pour écailler le flux, où le paramètre de graduation est directement accouplé à la conformation d'une particule ou d'une macromolécule. Les informations complémentaires que nous prévoyons à partir de ceci sont la densité apparente ; un paramètre important, lié à la conformation et à la compacité des macromolécules ou des particules.

Nous pouvons combiner la dispersion de la lumière statique avec la dispersion de la lumière dynamique, qui paramètre nous donne directement soi-disant de ` rho' pour comprendre la forme de nos particules et macromolécules. Le Rho est le rapport de Rg (déterminé à partir de MALS) au radius hydrodynamique Rh (déterminé à partir de la dispersion de la lumière dynamique, ou du DLS).

Une autre voie d'employer la dispersion de la lumière statique est en combination avec la viscosité intrinsèque.  Le lien entre la viscosité intrinsèque et la masse molaire est la soi-disant équation de Kuhn-Repère-Houwink. Les paramètres de Kuhn-Repère-Houwink représentent une autre voie de décrire la conformation des macromolécules ou des particules.

Les paramètres obtenus suivre ces méthodes sont molaire-masse-dépendants, ainsi il signifie que nous devons caractériser une suite des masses molaires comportant un échantillon de polymère. Il n'est habituellement pas très facile accomplir ce juste utilisant des différences dans la synthèse et les conditions techniques.

Comment obtenons-nous la suite d'une masse de molaire ?

Habituellement nous exécutons le fractionnement afin de séparer une suite des masses molaires. Le fractionnement préparatoire est une méthode réputée pour obtenir des fractions selon la masse molaire ; cependant, c'est beaucoup d'effort.

Une méthode beaucoup plus rapide et plus de haute résolution pour obtenir les différentes masses molaires est chromatographie analytique d'exclusion de taille (SEC). C'est une séparation motivée par l'entropie qui fonctionne à côté de séparer une injection unique de l'échantillon dans des fractions, chacune avec une distribution très étroite des masses molaires. Sec convient pour toute la taille des macromolécules des masses molaires très inférieures jusqu'à plusieurs millions.

Une autre méthode est fractionnement d'inducteur-flux (FFF). Dans cette méthode, des particules sont séparées selon leurs propriétés de diffusion. Ceci signifie que nous pouvons séparer des gammes de masse molaires plus grandes comparées pour classer la chromatographie d'exclusion, sans chromatographie actuelle intense d'exclusion de forces de cisaillement dans la taille. FFF n'est pas comme avantageux dans la gamme de masse molaire en dessous environ de 5000 Daltons où les macromolécules pénètrent la membrane de la glissière et ne s'éluent pas vers les détecteurs. Cependant, fonctionnant avec de plus grands composés, et particulièrement avec les grands systèmes de biomacromolecule qui peuvent grand dépasser la limite de sec de supérieur, FFF est réellement très utile.

Accouplant une de ces techniques de séparation, sec ou FFF, avec MALS, le dépistage spécifique de viscosité et le DLS fournit des résultats très intéressants et précieux en termes de séparation macromoléculaire et caractérisation-SEC-MALS-DLS-IV ou FFF-MALS-DLS-IV.

Comment pouvez-vous employer l'analyse de conformation pour déterminer des architectures macromoléculaires simples ?

Afin d'obtenir de pleines informations conformationnelles sur ces polymères, nous devons employer accouplés à un détecteur de DLS. Supplémentaire, nous avons un détecteur de concentration, qui est nécessaire afin d'analyser entièrement les caractéristiques statiques de dispersion de la lumière, et un détecteur de viscosité. Ainsi nous obtenons quatre chromatogrammes différents de ce système. Utilisant toute cette information nous pouvons finalement prévoir nos trois radius différents : radius de la giration, radius hydrodynamique, et radius de viscosité.

Maintenant, ayant ces informations, et également l'information sur les masses de molaire, nous pouvons finalement tracer les résultats pour évaluer le flux de graduation et l'équation de Kuhn-Repère-Houwink.

Crédit d'image : Shutterstock/JuanGaertner

Qu'effectue un composé biomoléculaire de système ?

Beaucoup de ces systèmes sont basés sur les systèmes de transporteur polyvalents, qui sont basés sur des macromolécules ajoutées à différents types de peptides, des anticorps, acides nucléiques, médicaments, et ainsi de suite.

Ce couplage peut être covalent, mais en grande partie il n'est pas et le grippement non-covalent est le défi principal pour la caractérisation utilisant des méthodes de séparation et de différentes techniques de dépistage. Nous travaillons avec les systèmes de biopolymère ou les systèmes biomacromolecular dans lesquels une multidispersion très prononcée existe. Ceci signifie que nous avons de grandes macromolécules combinées avec des petits médicaments, différents bioconjugates ou biohybrids dans différentes tailles, ou plus de deux composantes dans l'un système.

Ces systèmes sont, dans la plupart des cas, sensibles contre des conditions externes. Nous devons comprendre comment la conformation dépend des conditions et de la condition qu'ils atteignent. Nous devons également type mesurer la quantité de médicament, par exemple, et comprendre les procédés en kit des systèmes.

Quelle est la meilleure méthode pour exécuter l'analyse de conformation sur ces systèmes complexes ?

Le fractionnement asymétrique de flux de champ d'écoulement (AF4) est une méthode idéale pour nous aider à comprendre les propriétés des systèmes biomacromolecular. La séparation suivre cette méthode fonctionne selon des coefficients de diffusion de différentes particules ou macromolécules classées, et des forces de cisaillement inférieures permettent à une gamme de masse molaire grande de s'analyser.

Nous pouvons très facilement changer l'éluant (pH) et, utilisant AF4 conjointement avec différents détecteurs, caractériser des distributions molaires de la masse et de grandeurs, ainsi que quantitativement caractériser, par exemple, une quantité de médicament encapsulé. Quand AF4 est ajouté au dépistage de MALS et de DLS que nous pouvons obtenir des paramètres de conformation en termes d'exposant de graduation ainsi que paramètre de forme, rho.

Crédit d'image : Shutterstock/JuanGaetner

Comment effectuez-vous l'analyse de quantification des systèmes biomacromolecular complexes ?

Nous exécutons l'analyse de quantification sur ces systèmes par MALS accouplés avec RI et dépistage UV.

Un bon exemple de ceci est la quantification des polymersomes : vésicules basées sur les composantes copolymeric avec les pièces hydrophobes et hydrophiles, assimilées aux liposomes, qui peuvent auto-monter et encapsulent d'autres molécules. Ces polymères sont réticulés de sorte que, selon la valeur de pH, ils puissent rétrécir ou ouvrir leur membrane, permettant à de petites molécules d'invité de pénétrer. J'emploierai l'exemple de la myoglobine encapsulé dans un polymersome qui, selon la valeur de pH, peut transformer le gaïacol en biphenoquinone.

La question apparaît, combien de molécules de myoglobine peut être encapsulée à moins d'une polymersome ? Afin de répondre à cette question nous employons AF4 accouplés à MALS et à dépistage UV afin de trouver la myoglobine et le polymersome.

La myoglobine et polymersome ont des tailles très différentes. Tandis que la myoglobine est environ 17.000 Daltons, les polymersomes ont des tailles au-dessus de 100 nanomètres. Le dépistage UV de la myoglobine montre un signe clair tandis que le polymersome produit le même signe de MALS avec ou sans la myoglobine. Par conséquent, en trouvant la myoglobine résiduelle qui n'est pas encapsulée dans les polymersomes, nous pouvons de retour-prévoir la quantité de polymersome encapsulé.

Que d'autres applications de SEC-MALS-DLS-IV et de FFF-MALS-DLS vous envisagent-elles ?

Nous employons ces techniques considérable pour caractériser les polymères dendritiques et pseudo-dendritiques, la totalisation et en kit macromoléculaires, la formation des biohybrids qui accouplent des protéines et des biopolymères, et nano-encapsulation des médicaments de petite molécule (ainsi que des protéines). Sans compter que ces derniers, les méthodes s'appliquent largement à beaucoup de systèmes macromoléculaires et supromacromolecular, particulièrement dans le cadre des matériaux et du nanotherapeutics nouveaux.

Où peuvent nos lecteurs aller découvrir plus ?

Pour découvrir veuillez davantage pour visiter www.wyatt.com/Polymers et www.wyatt.com/Nanoparticles.

Au sujet d'Albena Lederer

Albena Lederer est un scientifique dans le service analytique de l'institut de la chimie macromoléculaire à IPF Dresde et chef du groupe de séparation de polymère.

Il est un professeur extraordinaire à la chimie de service et à la Science de polymère de l'université de Stellenbosch.

Citations

Please use one of the following formats to cite this article in your essay, paper or report:

  • APA

    Wyatt Technology. (2019, June 25). Caractérisant et isolant (de bio) structures macromoléculaires utilisant MALS. News-Medical. Retrieved on September 26, 2020 from https://www.news-medical.net/news/20190626/Characterizing-and-Isolating-(Bio)macromolecular-Structures-using-MALS.aspx.

  • MLA

    Wyatt Technology. "Caractérisant et isolant (de bio) structures macromoléculaires utilisant MALS". News-Medical. 26 September 2020. <https://www.news-medical.net/news/20190626/Characterizing-and-Isolating-(Bio)macromolecular-Structures-using-MALS.aspx>.

  • Chicago

    Wyatt Technology. "Caractérisant et isolant (de bio) structures macromoléculaires utilisant MALS". News-Medical. https://www.news-medical.net/news/20190626/Characterizing-and-Isolating-(Bio)macromolecular-Structures-using-MALS.aspx. (accessed September 26, 2020).

  • Harvard

    Wyatt Technology. 2019. Caractérisant et isolant (de bio) structures macromoléculaires utilisant MALS. News-Medical, viewed 26 September 2020, https://www.news-medical.net/news/20190626/Characterizing-and-Isolating-(Bio)macromolecular-Structures-using-MALS.aspx.