屈折率インクリメント dn/dc 値

屈折率インクリメント dn/dc 値が必要なときには?


光散乱において、レイリー比 RΘ と共に現れる重要なパラメータが屈折率インクリメント、または「dn/dc」として知られています。通常、Kc/RΘ を濃度に対してプロットし、ゼロ濃度に補間します。これにより、バッチ SLS(静的光散乱)測定における分子量を得ることができます。係数 K は次の要素から構成されています。

K=2 pi^2 n^2/lambda^4 /NA * (dn/dc)^2を示す方程式

ここで、n は溶媒の屈折率、λ はレーザーの波長、NA はアボガドロ数を表します。この屈折率インクリメントは特定の条件下のサンプルに適用されます。したがって、温度、レーザー波長、分子のコンフォメーション、添加剤などが dn/dc の絶対値に影響を与える可能性があります。そのため、完璧な静的光散乱実験のためには、考慮中の条件での正確な dn/dc を決定する必要があります。

多くの実用例では、同様の条件下で取られた過去のデータセットから、または文献から、dn/dc の値を利用できます。屈折率は分子の密度/特定体積に直観的に関連しているため(そして多くのタンパク質の場合は非常に似ています)、0.185 mL/g の平均的なタンパク質としての dn/dc の値が一般的に選ばれることが多いです。偶然にも、GPC の最も人気のある標準の一つはテトラヒドロフラン THF 内のポリスチレンであり、こちらも dn/dc が 0.185 mL/g です。

一般的な dn/dc 値の表

以下の表は、室温 [25C] で赤色レーザー [HeNe, 632.8nm] を用いた光散乱設定における屈折率インクリメント値を示しています。一般的なサンプルに対する屈折率インクリメント値が記載されています。

サンプル/固体相溶媒/液体相dn/dc [mL/g]
バイオ分子水性緩衝液平均: 0.185
タンパク質水性緩衝液0.16-0.20, 平均: 0.185
DNA水性緩衝液0.17
RNA水性緩衝液0.17-0.19
アラニン水性緩衝液0.19
多糖類水性緩衝液平均: 0.15
キトサン水性緩衝液0.16-0.18
デキストラン水性緩衝液0.14-0.15
ヒアルロン酸水性緩衝液0.16-0.18
プルラン水性緩衝液0.14-0.16
デンプン水性緩衝液0.15
グルコース、マルトース、ラクトース、スクロース水性緩衝液0.14-0.15
リポソーム
リン脂質0.16
SDS ミセル0.11
CTAB ミセル0.15
ポリマー
ポリスチレン PSTHF0.18-0.19
ポリスチレン PSトルエン0.08-0.11
ポリスチレン PSシクロヘキサン0.16-0.17
ポリスチレン PSデカリン0.12
ポリスチレン PSMEK0.21
ポリスチレン PSTCB0.052
PMMADMF0.057
PMMATHF0.09
PMMAトルエン0.01-0.02
PVCシクロヘキサノン0.08
PVCDMF0.08
PVCTHF0.10
PVP0.17
PEG 4000, PEG 60000.13

DNA = デオキシリボ核酸 ; RNA = リボ核酸 ; SDS = ドデシル硫酸ナトリウム ; CTAB = 塩化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム ; PMMA = ポリ(メチルメタクリレート) ; PVC = ポリ塩化ビニル ; PEG = ポリ(エチレン グリコール) ; PVP = ポリビニルピロリドン ; THF = テトラヒドロフラン ; MEK = メチルエチルケトン ; TCB = 1,2,4-トリクロロベンゼン ; DMF = ジメチルホルムアミド

広範囲の特定の dn/dc 値の有用なリファレンスは、Theisen, A.; Johann, C.; Deacon, M.P.; Harding, S.E. による「Refractive Increment Data-Book for Polymer and Biomolecular Scientists」、ノッティンガム大学出版、ノッティンガム UK, 2000. ISBN: 1-897676-29-8 です。

表の一部の値は以下から取得されました: Tumolo, T.; Angnes, L.; Baptista, M.S. 「表面プラズモン共鳴による分子および高分子溶液の屈折率インクリメント (dn/dc) の測定」、Analytical Biochemistry 333 (2004), 273–279; DOI: 10.1016/j.ab.2004.06.010

また、以下もご覧ください: FAQ – SLS の dn/dc を推定しても良いですか? この文書では、屈折率インクリメントの推定に関する誤差、特に異なる波長、添加剤、温度、あるいは構造/分子密度が dn/dc に与える影響と、その結果として Mw および A2 に及ぼす影響について議論しています。

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