Puntos isoeléctricos de nanomateriales – Preguntas y Respuestas

Puntos isoeléctricos de nanomateriales IEPs

En un seminario web reciente presentado por Ana Morfesis titulado “Caracterización del potencial zeta y el punto isoeléctrico de los nanomateriales” tuvimos una asistencia tan buena que no pudimos abordar las numerosas preguntas formuladas durante el evento.

¡Gracias por la participación!

Debido al fuerte interés, hemos proporcionado la siguiente lista de preguntas y respuestas para beneficiar a todos los interesados. También hemos proporcionado una tabla de IEPs comunes de óxidos metálicos, como se muestra a la izquierda.

Para aquellos que no pudieron asistir al evento en vivo, la sesión fue grabada y está disponible para reproducción.

¿Podemos estimar la carga superficial por área de nanopartículas a partir de sus valores de potencial zeta?

En principio, esto es posible, aunque de forma indirecta: Puede habilitar las utilidades/calculadora avanzadas de proteínas y observar la pestaña “Carga de Proteínas y F(κ a)”. Para usar la calculadora, es necesario ingresar la movilidad electroforética, el radio hidrodinámico Rh, la fuerza iónica, la viscosidad de la solución y la temperatura. La calculadora predecirá un número “Z Calculado” de cargas correspondientes a la movilidad electroforética medida. La carga superficial por área sería entonces

Densidad de carga superficial = “Z Calculado” / { 4 π Rh^2 }

¿Cuál es la mejor forma de determinar el voltaje aplicado al medir muestras diluidas en buffer (por ejemplo, fosfato)? ­

El voltaje aplicado de cualquier registro zeta almacenado se puede encontrar agregándolo a la vista de registros, para editar el espacio de trabajo siga este blog (bajo el título cómo mostrar un parámetro personalizado, FAQ editar espacios de trabajo) y agregue “Voltaje Medido” a la vista de registros, o simplemente agregue el gráfico “Voltaje y Corriente (M)” al espacio de trabajo para que se convierta en un informe disponible.

Para determinar qué voltaje aplicar, lo más fácil sería dejar que el sistema use el modo automático. Como alternativa, para muestras sensibles, seleccione manualmente el voltaje de tal manera que se pueda obtener un buen gráfico de fase. Para orientación, esta publicación sobre muestras de alta fuerza iónica puede ser útil.

¿Qué celda recomendaría para partículas que consisten en un API en la industria farmacéutica que no es soluble en agua: celda de 0,8 mL para dispersiones en agua o celda de 1 mL? El propósito principal es la medición del potencial zeta y tamaño de partículas menores de 200 nm.­

Si las muestras deben medirse en dispersiones no acuosas, entonces para potencial zeta lo mejor sería el dip cell ZEN1002 junto con la cuveta de vidrio PCS8501. Para tamaño únicamente, las cuvetas de bajo volumen resistentes al solvente ZEN0040 pueden ser adecuadas, dependiendo del solvente utilizado. Hay una nota técnica sobre Suspensiones Particuladas No Acuosas con detalles adicionales.

Con respecto al límite del potencial zeta donde el coloide es estable, me pregunto si también debería depender del tamaño de las partículas?­

El potencial zeta no debería depender del tamaño. Por lo tanto, la «regla general» aplicada de ~30 mV sería adecuada para nanopartículas muy pequeñas de ~nm hasta varios micrones.

¿Cuál es la diferencia entre IEP y PZC?­

Esta es una pregunta bastante complicada. Para la mayoría de los propósitos, el punto de carga cero PZC es equivalente al punto isoeléctrico IEP. Algunas publicaciones consideran que el PZC está compuesto por todas las cargas, y el IEP solo incluye las cargas superficiales. Sin embargo, el IEP se mide usualmente mediante titulación y movilidad electroforética e incluirá (interacciones con) los iones (cercanos) del medio buffer circundante. El IEP puede medirse por dispersión de luz electroforética usando una titulación versus pH.

­¿Es posible medir el potencial zeta para una dispersión no acuosa como en un propulsor de HFA? ¿si es así, cómo?­

Sí, es posible medir la movilidad electroforética de dispersiones no acuosas. La utilidad del potencial zeta per se puede ser cuestionable, ya que la teoría está realmente definida solo en medios acuosos. Sin embargo, la movilidad total debido a un campo aplicado puede proporcionar información sobre la carga total de las partículas en medios orgánicos. Hay dos cuvetas especiales que se utilizan para muestras que no se preparan en agua: La dip cell ZEN1002 en cuvetas de vidrio y la célula de zeta de alta concentración ZEN1010. También revise esta nota técnica sobre Suspensiones Particuladas No Acuosas.

¿Puede la estabilización estérica estabilizar un sistema que el potencial zeta predice sería inestable?

Sí. La estabilización estérica por sí sola puede ser la causa de una dispersión coloidal estable. La estabilización por carga se encuentra a menudo en muestras acuosas, y muchas formulaciones adquieren estabilidad a través de una combinación de estabilización electrostática y estérica. Incluso un sistema con un potencial zeta relativamente bajo puede seguir siendo estable cuando la estabilización estérica (también conocida como interacciones de volumen excluido) está presente.

También consulte esta nota técnica sobre estabilidad y conceptos de potencial zeta.

­Tengo una pregunta sobre los electrodos de las cuvetas desechables. Intenté hacer mediciones de ZP (sílice disuelta en solución de NaCl 20mM), pero después de un tiempo, los electrodos comenzaron a corroerse. ¿Por qué? ¿Se puede prevenir?­

Los electrodos se corroen debido a reacciones redox electroquímicas. El proceso de corrosión depende del voltaje aplicado, el tiempo de aplicación y la conductividad. Si hay menos sal en un buffer, esto reducirá pero nunca evitará la oxidación de los electrodos. Si la calidad de la muestra y los datos lo permiten, el voltaje aplicado puede reducirse. Para reducir estos efectos, puede ser una buena idea fijar el número máximo de subcorridas a 20-40 en el modo automático. Normalmente, si el gráfico de fase no ha sido repetible para la ~30^a subcorrida, entonces puede que no tenga sentido recolectar mucho más. También puede encontrar el método de barrera de difusión de interés y una nota de aplicación sobre partículas de sílice recubiertas, tamaño y zeta.

¿Podemos medir el punto isoeléctrico de soluciones poliméricas catiónicas usando su equipo?

El Zetasizer puede usarse para obtener el potencial zeta de soluciones poliméricas en agua. Medir un punto isoeléctrico implica la preparación de varias muestras en diferentes condiciones (pH). La preparación de muestras puede automatizarse con el accesorio titulador automático MPT2, que puede manejar hasta tres botellas de titulante. Vea esta nota de aplicación sobre determinación automática de puntos isoeléctricos.

Si ocurre floculación durante la medición del potencial zeta, ¿afectará esto los resultados?

Si su muestra ya está floculada, entonces no hay daño específico en medir el potencial zeta: siempre que haya un gráfico de fase de buena calidad, el sistema puede determinar el potencial zeta de partículas de hasta 100 micrones. Si la floculación ocurre durante y como resultado del voltaje aplicado, entonces esto sugiere que puede haber alguna interacción electroquímica que conduzca a la degradación de la muestra. Puede ser bueno estudiar si la muestra todavía flocula sin ningún voltaje aplicado (es decir, solo sentada en la cuveta durante unos minutos) o si un voltaje aplicado reducido no causa floculación.

Vea también esta nota técnica sobre tamaño máximo 100 micrones para potencial zeta.

¿Cuál es la diferencia entre potencial zeta superficial y potencial zeta como se indica en la serie Malvern Nano?

_{Si tiene alguna pregunta, por favor envíeme un correo a ulf.nobbmann@malvernpanalytical.com. ¡Gracias! Aunque las opiniones expresadas son generalmente del autor, algunas partes pueden haber sido modificadas por nuestro equipo editorial.}