Nota de Aplicación: Caracterización del Tamaño y Distribución Molecular Usando un Analizador de Tamaño de Partículas
La medición precisa del tamaño y la distribución molecular de los monosacáridos, como la glucosa, representa un desafío importante en el análisis de soluciones con partículas en el rango nanométrico. En este contexto, se presenta el uso del analizador de tamaño de partículas BeNano 180 Zeta para caracterizar soluciones de glucosa y sacarosa, destacando las capacidades de este equipo para obtener mediciones exactas y reproducibles mediante el método de dispersión de luz dinámica (DLS, por sus siglas en inglés).
Introducción
El análisis del tamaño hidrodinámico de pequeñas moléculas como la glucosa (con un peso molecular de 180 Da) y la sacarosa (342 Da) es fundamental en diversas áreas de investigación como la farmacología, la bioquímica y el desarrollo de formulaciones. Estas moléculas, debido a su tamaño diminuto, generan señales de dispersión extremadamente débiles, lo que complica su medición precisa en soluciones acuosas. El uso de un analizador de tamaño de partículas adecuado es clave para superar estos retos y obtener resultados confiables.
El BeNano 180 Zeta es un analizador avanzado que utiliza la técnica de dispersión de luz dinámica (DLS), la cual permite caracterizar partículas suspendidas en soluciones con alta precisión. Este equipo, equipado con un correlador de alta velocidad y un sistema de control térmico preciso, se presenta como una herramienta ideal para la medición de partículas en el rango nanométrico, como es el caso de los monosacáridos. En este estudio, se utilizó el BeNano 180 Zeta de Bettersize para analizar soluciones de glucosa y sacarosa, evaluando su capacidad para entregar resultados precisos y repetibles en condiciones controladas.

Metodología
Para este análisis, se prepararon soluciones acuosas de glucosa y sacarosa en concentraciones de 10% y 20%. Con el fin de corregir la viscosidad y mejorar la dispersión de las partículas, se añadieron esferas de poliestireno de 100 nm a las soluciones antes de realizar las mediciones. Este paso es crucial para asegurar que las partículas en la muestra se mantengan suspendidas de manera uniforme y no se presenten agregados que puedan interferir con los resultados.
Las mediciones se llevaron a cabo a una temperatura constante de 25 °C, con una variación de ±0,1 °C, lo que asegura condiciones térmicas estables durante todo el proceso. Además, se utilizaron filtros de PTFE para evitar posibles interferencias debidas a impurezas, lo cual es particularmente importante al trabajar con soluciones acuosas en concentraciones altas. La elección de estos materiales asegura la fiabilidad y exactitud de las mediciones realizadas.


Resultados
Distribución del Tamaño Molecular:
Los análisis de las soluciones de glucosa mostraron picos de distribución alrededor de 1 nm, lo que indica que la muestra estaba formada principalmente por monosacáridos individuales con una alta pureza. Este comportamiento es esperado en una solución de glucosa de baja concentración, donde los monosacáridos predominan.
Por otro lado, las soluciones de sacarosa mostraron un comportamiento diferente. Además del pico correspondiente a los monosacáridos (alrededor de 1 nm), se observaron picos secundarios alrededor de 100 nm, lo que sugiere la presencia de agregados moleculares. Estos agregados pueden ser causados por interacciones entre las moléculas de sacarosa, especialmente en concentraciones más altas, lo que resulta en la formación de estructuras más grandes en la solución.
Funciones de Correlación:
Las curvas de correlación obtenidas para las soluciones de glucosa mostraron una descomposición rápida de la señal, especialmente en el rango de las partículas más pequeñas. Esta rápida descomposición indica una mayor tasa de difusión debido al movimiento browniano de las partículas de glucosa, lo que está relacionado con su tamaño reducido. Este fenómeno es característico de las moléculas pequeñas, que se mueven más rápidamente en solución.
Precisión y Reproducibilidad:
La precisión y reproducibilidad de las mediciones realizadas con el BeNano 180 Zeta fueron destacadas, ya que los resultados mostraron una baja dispersión de datos. Este hallazgo valida la capacidad del analizador para ofrecer mediciones confiables incluso en el rango nanométrico, donde las señales de dispersión son débiles y difíciles de detectar.
Relación Señal-Ruido Optimizada:
El analizador de tamaño de partículas BeNano 180 Zeta también sobresale en la optimización de la relación señal-ruido. Esto se debe a la integración de un sistema de fibra óptica monomodo y un detector APD (Avalanche Photodiode) de última generación, que permite obtener distribuciones de tamaño con alta resolución y sensibilidad, incluso en condiciones desafiantes como las presentadas en este estudio.
Conclusión
El analizador de tamaño de partículas BeNano 180 Zeta ha demostrado ser una herramienta robusta y precisa para la caracterización de moléculas pequeñas como la glucosa y la sacarosa. Su capacidad para proporcionar mediciones fiables y reproducibles en soluciones con partículas en el rango nanométrico lo convierte en una solución ideal para aplicaciones avanzadas en investigación y desarrollo en campos como la farmacología, la bioquímica y la formulación de productos.
La caracterización precisa de moléculas como los monosacáridos y polisacáridos es fundamental para comprender sus comportamientos y propiedades en solución, y el BeNano 180 Zeta ofrece las herramientas necesarias para abordar estos desafíos de manera efectiva.
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Tomado de:
Pharmaceuticals application note collection. (s/f). Bettersize Instruments Ltd. Recuperado el 27 de enero de 2025, de https://www.bettersizeinstruments.com/learn/knowledge-center/pharmaceuticals-application-note-collection/