分析Demicellization等温滴定的数据量热法

表面活性剂的洗涤剂是不可或缺的化合物,生物化学和工业应用中经常使用。他们是必不可少的过程,如净化、膜蛋白提取和处理。洗涤剂是两亲性自然意味着它们提供一个膜状般的环境。整合膜蛋白需要一个膜状般的环境保护自己本机函数和结构在水的解决方案。

重要的是要确定哪些清洁剂是否适合稳定,溶解、还原首选的蛋白质以及它的结构,生物化学和生物物理分析。

因此,它是至关重要的筛选不同类型的清洁剂。为每一个过程中,膜蛋白的适宜性是由兴趣和这个选择依赖于大量的物理化学性质如极性、链长,headgroup电荷或headgroup大小。相反,一个最优的洗涤剂认为对于膜蛋白分离的可能不是最好的选择在体外分析和下游净化。

SDS的洗涤剂,可以使蛋白质变性,使他们不活跃;离子洗涤剂不能用于离子交换色谱法、等电点聚焦;100年Triton-X洗涤剂吸收紫外线与光谱的研究范围和阻碍。而透析通常用于去除清洁剂来实现蛋白质重构,洗涤剂的低临界胶束浓度(CMC)需要一个长时间分析。

表面活性剂的基本性质是CMC,临界胶束浓度。当表面活性剂的浓度超过了CMC水溶液,形成胶束或胶体聚合。变化发生在不同的物理性质可以看到在这附近或洗涤剂的浓度。

这些变化发生时,洗涤剂可以使用一系列实验建立了技术,如核磁共振光谱、电导率和表面张力的测量和染料绑定实验。

然而,等温滴定量热法(ITC)是一个合适的技术,它允许一个精确的CMC的决心。这种方法提供了重现性高,具有良好的灵敏度和提供无与伦比的决议。它还不需要样品标签和给一个全面的热力学实验包括摩尔熵和焓变化,伴随胶束化。

因此,ITC方法通常用于测量cmc胆汁盐等不同类型的表面活性剂,烷基酚乙氧基化物,特里同,alkylpyrinidinium卤化物等等。cmc的嵌段共聚物、含氟表面活性剂、蛋白质、表面活性的多肽和多与美国国际贸易委员会还确定方法。

为数据分析通常采用两种策略在使用ITC收购的demicellization热表面活性剂和中央军委。在第一种方法中,初始的导数demicellization关于表面活性剂浓度测量的热,而在第二种方法应用demicellization等温线与一般的s形。

这篇文章显示了这两种策略可以有效地集成为一个数据分析的方法,提供了良好的重现性,没有任何用户的偏见。

胶束形成的模型

ITC技术用于CMC分析时,暂停在溶剂、表面活性剂等水或缓冲,滴定到相同的溶剂,不含表面活性剂。在暂停添加表面活性剂的浓度远远大于CMC。

以下范围定义的等温线demicellization滴定法:

• 在表面活性剂胶束分解成单体浓度低于中央军委
• 第一个胶束出现,当表面活性剂的浓度接近附近的CMC的过渡点
• 胶束稀近常数单体浓度时添加更多的胶束的表面活性剂

在ITC实验中,demicellization过程确定是胶束形成的反面,这可以阐明不同类型的热力学模型。在标准模型下,据推测,只有胶束和洗涤剂在整个过程中,单体存在的假相分离和closed-association模型如图1所示图1 a和b分别。

另外,模型也可以考虑洗涤剂组件中间聚合的人口数字,类似于等链和合作聚合模型如图1所示图1 c和d。

图1所示。胶束形成的热力学模型。(一)假相分离模型。(B)关闭关联模型。(C)等链模型。(D)合作聚合模型。

demicellization等温线分析是基于假相分离模型,假定胶束和单体彼此独立的假相处于平衡状态。假相分离模型并不做任何精确的假设关于胶束的结构或大小,然而closed-association模型使特定的假设关于微粒的大小。在这里,胶束化也被认为是作为一个化学计量协会反应。

当洗涤剂浓度接近中央军委,假相分离和closed-association模型预测快速样品理化性质的变化。这种情况为标准聚合的数量大于50。

相比之下,合作聚合和等链模型复制稳定变化一种更好的方式。前者假设二聚体的形成相对比下面的协会步骤复杂,而后者假设逐步聚集的形成,与每个协会定义的步骤相同的缔合常数。

虽然这两个模型是更实际的假相分离和closed-association模型相比,他们需要更多的拟合参数和合成研究demicellization数据或实验胶束形成的不稳定。假相分离模型更可靠,因此它可以用于研究demicellization等温线得到ITC。

简单的数据分析Demicellization等温线

在大多数表面活性剂,demicellization热相结合获得一个s形等温线。等温线的过渡范围被定义为一个记录的突然减少热量。等温线产生中央军委和Qdemic demicellization热,使用下面的方法:

• 最初的极值等温线导数有关表面活性剂浓度范围被认为是中央军委的过渡。Qdemic来源于之间热量的变化线性预处理和CMC post-transition基线
• 等温线是配备了一个常见的s型函数,获取Qdemic CMC,通过非线性最小二乘拟合。

这两种方法可以得到一个简单的集成,无偏检验demicellization等温线。在第一步中,参数说明等温线计算,在第二步中使用这些计算作为一个非线性最小二乘的初始值适合demicellization等温线。这样做是由于一个共同的s型函数根据给出的方程如下:

,问代表了标准化的反应热和重金属镉表示量热计的细胞的表面活性剂的浓度。

图2。Excel表提供了分析ITC demicellization等温线。等温线数据加载后的总浓度和表面活性剂在注射器由用户提供(1),估计所有拟合参数的值(2)立即显示。非线性leastsquares符合(3)后,拟合参数可用(4),可以评估关于精度的置信区间(5),额外的复选框提供更多选项中指定的文本值(0),只有橙色细胞应该修改。

在图2中,更多的复选框给更多的选择给文本(0)。变化应仅限于橙色细胞的值。应遵循以下步骤demicellization等温线分析使用Microsoft Excel工作表:

• Demicellization信息应该加载工作表内的标准化形式。
• 一旦数据被加载参数的近似值迅速决定。
• 蓝盒子的估计,以及图形表示的情节,需要检查一下。在这个阶段,如果估计是无关紧要的,用户应该进入自己的估计在红盒子和随后的细胞必须确保复选框为随后的参数是不拒绝它作为不一致的参数从适合进行以下步骤。
• 非线性最小二乘匹配的数据应通过单击“安装”按钮。
• 随后的最佳值的红盒子以及符合剧情需要检查一下。以防一个特定值不会导致一个好的协议符合数据,随后的参数应该改变和不固定,保持健康应该重复。
• 可以评估最佳的拟合精度值通过选择首选参数置信区间”的下拉菜单按钮,点击后者。置信区间估计的结果更新“置信区间”表。置信区间的其他参数必须被重复。“保持词表”按钮在“置信区间”表可以点击,如果参数结果需要维护。

案例:CMC决心DM和CHAPSO

为了演示方法,demicellization实验进行的两性离子洗涤剂3 ([3 cholamidopropyl] dimethylammonio) 2 hydroxy-1 propanesulfonate (CHAPSO)和非离子去污剂n decyl-βD maltoside (DM)。

VP-ITC仪器是用来进行滴定过滤器段2秒和310 rpm的搅拌器速度。在DM demicellization,约24毫米的洗涤剂是滴定与18 MΩtriple-distilled水电阻率。实验进行了25°C与参考温度每秒63µJ,间隔300秒,10µL的注射量。对于CHAPSO demicellization,约120毫米的洗涤剂滴定到20毫米的磷酸钠缓冲pH值为7.0。

实验进行温度35°C时参考功率以每秒13µJ,间隔750秒,aninjection卷µL 5日。NITPIC是用来分配基线和奇异值分解结合热谱峰的数据分析。

某些措施进行样品制备过程中获得准确的结果从demicellization滴定。使用前,水过滤,也是申请两组样本在细胞和注射器。

洗涤剂和吸湿化合物被允许平衡至室温,然后承压高精度微量天平来防止错误的股票浓度。泡沫可以被在低速离心法样品。如果洗涤剂的数量是足够的,那么与VP-ITC ITC系统可以用来实现更高的信噪比。

图3。代表的分析demicellization ITC的DM和CHAPSO监控。(A, B)等温线描述集成反应热,Q,与滴定标准液浓度和(C, D)可调参数的置信区间ΔH°麦克风和CMC demicellization (A, C)的糖尿病和(B, D) CHAPSO。(A, B)实验数据(黑色实心圆圈),通用的s形适合根据情商。(1)(红色圆圈),达到和post-transition基线的初始估计,(分别为虚线和冲蓝色和红色线),在中央军委Qdemic来源于最初估计和适应(分别为蓝色和红色实线)和估计的边界过渡区(垂直的蓝色虚线)。(C, D)。

如图3所示,在DM demicellization测试,初步估计得到类似于最后的最佳值。这是因为一个足够数量的注射用于实验数据显示良好的信噪比。这导致了狭窄的首选健康参数的置信区间如图3 c。

然而,CHAPSO demicellization导致了一个相对复杂的等温线。由于急剧增加初始加热达到基线斜率(m1)已经被高估了。

因此,不切实际的参数值。解决这个问题的一个方法是修复m1和m2为零和重复。如果没有找到合适的值,可以使用估计,这些可以通过检查“使用估计作为固定值参数”选项。图3 b显示了这种方法的结果。

DM的置信区间是不对称的,更广泛的数据集,并且仍然是狭窄(图3 d)。因此,在最具挑战性的情况下,用户干预是保持到最低限度,一个可靠的分析美国国际贸易委员会demicellization可以获得数据。解决方案也可以很容易识别。额外的分析,可以使用固定值取消勾选“使用估计固定参数的值”的选项。

结论

本文表明两步方法提供了ΔH°麦克风和CMC很快没有用户输入。这种方法仅仅使用表面活性剂浓度和标准化,结合等温线的注射器。

demicellization数据的分析被改编为Microsoft Excel电子表格,这有助于在评估合适的置信区间。借助这一分析策略,ΔH°麦克风和CMC是有效地提取demicellization等温线,因此,得到了快速、准确、可重复的结果。

这些信息已经采购,审核并改编自莫尔文Panalytical提供的材料。欧洲杯足球竞彩

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