Analytische Ultrazentrifugation: Konzentrationsabhängigkeit von s

Wenn Sie etwas über die interpartikulären Wechselwirkungen der Partikel in Ihrem System erfahren wollen, kommen Sie um eine Bestimmung von ks, der Konzentrationsabhängigkeit des Sedimentationskoeffizienten, kaum herum. Diese Konstante macht eine Aussage darüber, wie stark die Partikel wechselwirken. Starke Wechselwirkungen können mit der Form oder Ladung der Partikel zu tun haben. Auch, wie "hart" oder "weich" eine Kugel ist, kann ihren ks-Wert maßgeblich beeinflussen.

Der ks-Wert ist häufig erforderlich, um weitergehende Auswertungen, z. B. Dichtevariation, auszuführen. Wird diese notwendige Korrektur übersehen, können erhebliche Fehler in die Berechnungen eingehen.

Die Bestimmung von ks ist jedoch nicht nur eine Notwendigkeit bei starken Wechselwirkungen. ks ist über Skalenbeziehungen mit anderen Kenngrößen, wie dem Staudingerindex oder dem Zweiten Osmotischen Virialkoeffizienten, verknüpft. So stellt ks eine gute Möglichkeit zur Verzahnung mit anderen hydrodynamischen Methoden dar.

Graphik
Abbildung 1: Aufnahmereihe zur Bestimmung der Konzentrationsabhängigkeit.

Zur Bestimmung der Konzentrationsabhängigkeit genügt die Aufnahme einer Reihe aus sechs oder sieben Konzentrationen. Die Sedimentationsgeschwindigkeit wird bestimmt. Eine reziproke Auftragung der mittleren Sedimentationskonstanten über die Konzentration liefert ks.

Wir bestimmen in der Regel ganze Verteilungen von ks, da dies mit keinem zusätzlichen experimentellen Aufwand verbunden ist. In der Regel wird jedoch nur der Mittelwert benötigt.

Die Aufnahme einer Konzentrationsreihe ist natürlich nicht ganz billig. Sie sollten dabei jedoch bedenken:

  • ks ist jedem Falle eine interessante Größe zur Charakterisierung, nicht nur eine notwendige Korrekturgröße.
  • Die dazu erforderlichen Messungen können anderen Auswertungen (TGV, Dichtevariation) zugeführt werden.
  • Die Analytische Ultrazentrifugation ist eine Absolutmethode. Das macht derartige Korrekturen erforderlich, dafür müssen keine Messungen zur Kalibrierung durchgeführt werden.

Häufig ist die Bestimmung von ks nicht notwendig. So kann man oft guten Gewissens darauf verzichten, wenn man es mit harten Kugeln zu tun hat.

Weitere Informationen zum theoretischen Hintergrund befinden sich auf unserer wissenschaftlichen Website.