확산 장벽 기법은 원래 Zetasizer Nano 장비를 사용한 제타 전위 측정 중 단백질 변성을 방지하기 위해 개발된 측정법입니다[1-3].
그러나 확산 장벽 기법은 전도도가 높은 모든 콜로이드 샘플에도 사용할 수 있습니다. 여러 가지 요인으로 인해 전도도가 증가하면 제타 전위 측정이 더욱 어려워집니다. 이러한 요인에는 줄(Joule) 가열 효과, 전극의 흑변(분해), 샘플 분해(응집), 전극의 분극 등이 포함됩니다. 장비의 자동 설정을 통해 되도록 이러한 잠재적 문제를 최소화할 수 있습니다. 확산 장벽 기법을 사용하면 획득한 제타 전위 결과에서 전기장의 적용 효과를 최소화하는 데 추가적으로 도움을 줍니다.
확산 장벽 기법에서는 소량의 샘플 플럭(20µL)이 샘플이 준비되는 동일한 완충액이 들어있는 folded capillary 셀로 주입되고 이에 따라 전극으로부터 격리됩니다. 샘플과 전극 사이의 물리적 거리는 샘플이 보호됨을 의미합니다. 이 응용 노트에서는 다양한 리포좀 샘플의 측정을 통해 전도도가 높은 샘플에 확산 장벽 기법을 응용하는 방법에 대해 다룹니다.
앞서 설명한 바와 같이 초음파 처리를 통해 리포좀을 준비했습니다[4]. 인산염 완충액(PBS)에서 디팔미토일포스파티딜콜린(DPPC: dipalmitoylphosphatidylcholine) 및 디팔미토일포스파티딜글리세롤(DPPG: dipalmitoylphosphatidylglycerol)로부터 3가지 서로 다른 조성의 음이온 리포좀을 준비했습니다. 표 1에 요약된 바와 같이 준비된 리포좀의 최종 농도는 10mg lipid/mL입니다.
| 리포좀 조성 | DPPC (mg) | DPPG (mg) | PBS (mL) |
|---|---|---|---|
| 1 | 29 | 1 | 3 |
| 2 | 27 | 3 | 3 |
| 3 | 25 | 5 | 3 |
Zetasizer Nano ZSP를 이용하여 25°C 에서 크기 및 제타 전위를 모두 측정했습니다. 샘플은 크기 측정을 위해 동적 광 산란(DLS)을 사용하여 PBS로 1:100 비율로 희석했습니다. 제타 전위 측정의 경우 folded capillary 셀을 PBS로 채우고 겔 로딩 피펫의 끝 부분을 이용하여 리포좀 부분 샘플 50µL를 측정 영역에 조심스럽게 주입했습니다(그림 1).
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이 연구에서 측정된 리포좀 샘플은 전도도가 높은 분산제인 PBS에서 준비되었습니다. 이러한 매체에서 준비된 샘플의 제타 전위 측정은 앞서 요약한 바와 같이 여러 가지 이유로 쉽지 않습니다. 표 2에서는 측정된 3가지 서로 다른 리포좀 조성에 대해 z-평균 직경(나노미터) 및 제타 전위 평균(mV)이 요약되어 있습니다. 제시된 결과는 5회 반복 측정의 평균값 및 표준 편차를 보여줍니다.
| 리포좀 조성 | z-평균 직경(nm) | 제타 전위 평균(mV) |
|---|---|---|
| 1 | 133.5 (1.35) | -5.8 (0.47) |
| 2 | 77.4 (0.86) | -14.4 (0.43) |
| 3 | 67.1 (0.7) | -19.2 (0.74) |
획득한 크기 및 제타 전위 결과는 모두 반복 측정에서의 높은 일관성을 보여줍니다. 제타 전위 결과는 평균값의 예상 추세가 DPPG 함량이 증가할수록 더욱 많은 음전하를 띠는 것을 보여줍니다.
확산 장벽 기법은 획득한 제타 전위 결과에서 전기장의 적용 효과를 최소화하기 위한 방법입니다. 이 방법은 원래 단백질 전기영동 이동도(또는 제타 전위) 측정을 위해 개발되었지만 전도도가 높은 매체에서 준비된 모든 샘플의 측정에도 적용할 수 있습니다. 이 연구에서 제타 전위 측정을 통해 획득한 반복되는 결과는 이를 입증합니다. 이 기법의 또 다른 추가적인 이점은 샘플 용량에 대한 요건이 20µL까지 낮다는 점입니다.
