Polidispersidad – ¿qué significa para DLS y cromatografía?

El término polidispersidad (o más recientemente dispersidad sin el prefijo poly, según la recomendación de la IUPAC) se utiliza para describir el grado de “no uniformidad” de una distribución. En el campo de la caracterización molecular/nanoparticulada, en principio existen dos definiciones diferentes de polidispersidad, dependiendo de la propiedad subyacente de interés.

En la cromatografía de permeación en gel (GPC) y la cromatografía de exclusión por tamaños (SEC), nos interesa el peso molecular de la muestra. La distribución obtenida de GPC/SEC es típicamente una distribución de peso molecular que describe cuánta cantidad de material está presente en los distintos “trozos” de peso molecular. Tradicionalmente, la distribución se describe por dos números derivados de ella:

• Mw – el peso molecular ponderado por la masa, y
• Mn – el peso molecular ponderado por el número

donde uno describe el peso molecular promedio por masa (de moléculas en los diferentes “trozos”) y el otro el peso molecular promedio por número (de moléculas en los diferentes “trozos” de la distribución). Para una muestra perfectamente uniforme (“monodisperse”) que consiste exactamente en un único peso molecular, tanto Mw como Mn serían el mismo valor. Para muestras reales, los dos números, sin embargo, no son iguales y la relación entre ambos puede usarse para describir cuán alejada está la distribución encontrada de una distribución uniforme. La relación Mw/Mn se llama dispersidad y anteriormente se conocía como índice de polidispersidad (PDI). Recientemente, se asignó un nuevo símbolo al parámetro, Dstroke, Đ, para representar la nueva convención del término dispersidad. Para una muestra uniforme, Đ = 1.0

En la Dispersión de Luz Dinámica (DLS) la propiedad de interés es la distribución de tamaños de las moléculas o partículas. Aquí, la distribución describe cuánta cantidad de material está presente en los diferentes “trozos” de tamaño. En DLS, la distribución nativa es la distribución de intensidad que indica cuánta luz es dispersada desde los diversos “trozos” o “contenedores” de tamaño. El tamaño promedio y la desviación estándar respecto a ese promedio se pueden obtener directamente de las estadísticas de la distribución. Aquí, la desviación estándar (absoluta) (o «anchura media») de la distribución puede compararse con el promedio y obtenerse una polidispersidad relativa = desviación estándar/promedio. Históricamente, en lugar de requerir una distribución, se ha utilizado un esquema más sencillo de ajuste exponencial único forzado (el método de cúmulos) para encontrar un tamaño medio general (por intensidad) y una polidispersidad general (el segundo cúmulo normalizado). Para una distribución gaussiana teórica, la polidispersidad general sería la polidispersidad relativa de la distribución. Tradicionalmente, esta polidispersidad general también se ha convertido en un índice de polidispersidad general PDI que es el cuadrado de la polidispersidad de dispersión de luz. Para una muestra perfectamente uniforme, el PDI sería 0.0

Los valores para diferentes clases de dispersidad están listados en la tabla a continuación.

Donde la columna moderada indica un tipo de distribución intermedia, moderadamente polidispersa, donde la distribución no es ni extremadamente polidispersa, o amplia, ni en ningún sentido estrecha.

Recursos Adicionales

• White Paper: Dispersión de luz dinámica – términos comunes definidos
• White Paper: Tecnologías de Dispersión de Luz Estática para GPC/SEC Explicado
• FAQ: ¿Qué significa polidispersidad?

Anteriormente

• 5 pasos para mejorar los datos de SEC-LS
• Demostración del software de Cromatografía (3 minutos)

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