AUZ – Konzentrationsabhängigkeit der Sedimentation

Die Bestimmung von ks, der Konzentrationsabhängigkeit der Sedimentation, ist wesentlich für die Quantifizierung der interpartikulären Wechselwirkungen in einem System. Diese Konstante beschreibt die Wechselwirkungen zwischen den sedimentierenden Teilchen, die hauptsächlich auf Ladungseffekte und von der Kugelform abweichende Formen zurückzuführen sind. Andere Effekte, wie die „Härte“ oder „Weichheit“ einer Kugel, können ebenfalls zu ks beitragen.

Die Einbeziehung von ks ist bei tiefergehenden Auswertungen oft notwendig, um Konzentrationseffekte auszuschließen, die Einfluß auf weitere Ergebnisse nehmen könnten.

Aber ks ist nicht nur eine unvermeidliche Korrektur, um starke Wechselwirkungen zu berücksichtigen. Diese Eigenschaft ist mit anderen hydrodynamischen Parametern, wie der intrinsischen Viskosität oder dem Zweiten Osmotischen Virialkoeffizienten, durch Skalenbeziehungen verbunden. Diese können genutzt werden, um ein umfassendes hydrodynamisches Modell des betreffenden Teilchens zu erstellen.

AUZ-Konzentrationsabhaengigkeit
Bestimmung der Konzentrationsabhängigkeit

Für eine zuverlässige Bestimmung der Konzentrationsabhängigkeit reicht eine Serie von sechs oder sieben Konzentrationen aus. Zunächst wird für alle Elemente der Serie die Sedimentationsgeschwindigkeit bestimmt. Eine reziproke Darstellung der mittleren Sedimentationskonstanten gegen die Konzentration ergibt ks. Außerdem erhält man die Sedimentationskonstante bei unendlicher Verdünnung, ein wichtiger Parameter für hydrodynamische Berechnungen.

Die Untersuchung einer Konzentrationsreihe anstelle einer einzelnen Probe ist mit höheren Kosten verbunden. Für den höheren Aufwand und die höheren Kosten könnten folgende Überlegungen sprechen:

  • ks enthält wichtige Informationen über Partikeleigenschaften, es ist mehr als eine (manchmal) notwendige Korrektur.
  • Die für die ks -Bestimmung erforderlichen Experimente können anderweitig ausgewertet werden, z. B. für Größenverteilungen oder Dichtevariation.
  • Die Analytische Ultrazentrifugation ist eine absolute Methode. Das bedeutet, dass einige Effekte korrigiert werden müssen, so dass solche Messungen notwendig sind – andererseits ist aber keine Kalibrierung erforderlich.

Oft genug kann die ks -Korrektur weggelassen werden. Dies ist z. B. meist der Fall, wenn es sich um starre Kugeln oder um verdünnte Proben handelt.

Weitere theoretische Hintergründe finden Sie auf unserer wissenschaftlichen Website unter www.analytical-ultracentrifugation.com.