聚电解质及其Zeta电位的测量

用SZ-100纳米颗粒分析仪测定了聚乙烯亚胺(PEI)的ζ电位随聚合物浓度的变化。Zeta电位与聚电解质浓度呈负相关关系,随着聚电解质浓度的降低,Zeta电位也随之降低。这是由于悬浮的离子强度和分子间相互作用的增加。带电聚合物,如聚电解质,可以用SZ-100进行分析。

介绍

聚电解质是在每个重复单元上都有电解质基团的聚合物链。由于小反离子的解离留下带电的宏观离子,这些聚合物在极性溶剂溶解时带电。而这篇文章将集中讨论合成聚合物和聚合电解质,包括生物学上的重要分子,如多肽和DNA。

聚电解质上的电荷是其溶液条件的函数。与简单电解质不同,反离子的一部分不会从聚电解质中分离出来。随着链上电荷量的增加,要除去下一个离子就变得越来越困难。这个过程称为反离子缩合。

聚电解质的行为不同于不带电的聚合物。例如,聚电解质链比典型的高斯链更倾向于棒状。这是由于同一链上不同段之间的静电斥力造成的。此外,体系中发生的长时间静电相互作用使聚电解质溶液的性质不同于中性聚合物。这方面的一个例子是,当第二维里系数(溶液热力学的量度)对于聚电解质可能比中性聚合物高一个数量级时,显著地改变了溶液粘度。

这些溶液效应使聚电解质能够用于许多应用,如纳米颗粒中的粘度调节剂或表面电荷调节剂。欧洲杯猜球平台这样的预期效果要么是(a)通过粒子表面电荷的增加来稳定悬浮体,要么是(b)粒子间的桥接。欧洲杯猜球平台

聚乙烯亚胺(PEI)是一种阳离子聚电解质,在生物过程中用于吸附带负电荷的细胞。它也被用于DNA转染,一种将新的DNA引入细胞的方法。此外,聚乙烯亚胺可以用于捕获二氧化碳的各种过程。这些有用的PEI行为是通过粒子的带电状态和pH值的可操控性得到的。

支化PEI结构示意图。NH基团给聚合物一个电荷,这个电荷是通过溶液的pH值来控制的。

分支PEI结构说明。NH基团给聚合物一个电荷,这个电荷是通过溶液的pH值来控制的。

由于它们的分子大小,聚电解质像粒子一样散射光线。欧洲杯猜球平台它们对外加电场的反应也可以比作粒子。欧洲杯猜球平台因此,聚电解质的流动性是可测量的,提取ζ电位值来表征这些材料是可能的。欧洲杯足球竞彩

欧洲杯足球竞彩材料和方法

支化PEI作为50%重量的水溶液从Sigma Aldrich获得。用1mm氯化钾水溶液进一步稀释,制备具有适当聚合物浓度的溶液。使用少量的KCl作为背景电解质,以确保小混杂物或杂质的影响不显著地影响zeta电位的结果。通过光散射,由厂家给出聚合物分子量为750000 g/mol。在这些准备之后,用SZ-100测量zeta电位。测量重复了六次。

sz - 100纳米颗粒分析仪

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结果与讨论

得到的ζ电位值如下表所示。同时,图中也显示了浓度对zeta电位的影响。预期zeta电位随离子强度的增加而降低。造成这一现象的原因与大离子浓度的增加和链重叠的增加有关。

表1。得到的电位值

裴浓度,毫克/毫升 平均Zeta电位,mV 标准差,mV
1.7 21.4 1.8
5.0 13.4 0.9
16.8 9.2 0.6

PEI的ζ电位是聚合物浓度的函数。误差条对应一个标准差。

PEI的ζ电位是聚合物浓度的函数。误差条对应一个标准差。

结论

SZ-100可以有效地表征聚合物的电荷。正如研究中所看到的,电动电势随着聚电解质浓度的增加而降低,这主要是由于悬浮液的离子强度和分子间相互作用的增加。带电聚合物的zeta电位,如聚电解质,可以很容易地分析与SZ-100。

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引用

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  • 美国心理学协会

    HORIBA科学。(2020年1月24日)。聚电解质及其Zeta电位的测量。AZoM。于2021年8月27日从//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=16097检索。

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    HORIBA科学。《聚电解质及其ζ电位的测量》。AZoM。//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=16097。(2021年8月27日生效)。

  • 哈佛大学

    HORIBA科学》2020。聚电解质及其Zeta电位的测量.viewed september 21, //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=16097。

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