Mesure de la taille des particules et de la distribution de la taille de la vitamine B1 à l'aide du Nanoptic 90 Plus

La vitamine B1 (VB1), également connue sous le nom de thiamine, a un poids moléculaire de 337,3 Da et est facilement soluble dans l'eau. C'est la première vitamine dont on a découvert la capacité à maintenir le métabolisme du sucre et la conduction nerveuse dans le corps humain.

En raison de son volume moléculaire relativement faible et de son faible poids moléculaire, l'effet de diffusion de la VB1 est très faible. Pour mesurer la taille des particules de ces petites molécules, l'excellente sensibilité d'un système optique de diffusion dynamique de la lumière est nécessaire.

Ici, le Nanoptic 90 Plus (analyseur de taille de nanoparticules) de Bettersize Instruments Ltd. sera utilisé pour analyser la taille des particules et la distribution de la taille de la molécule de vitamine B1. Comme le montre le tableau 1, des solutions de VB1 à différentes concentrations ont été préparées.

La température de mesure est fixée à 25 ± 0,1 °C par le système de contrôle de la température intégré. L'eau a été utilisée comme dispersant avec une viscosité de 0,88 cp à 25°C et un indice de réfraction de 1,33. Étant donné que les particules sont assez petites et que l'effet de diffusion est extrêmement faible, la présence d'impuretés (par exemple de la poussière) peut avoir un effet significatif sur les résultats du test. Par conséquent, l'échantillon doit être pré-purifié et un filtre PES de 220 nm a été utilisé pour la filtration de l'échantillon. En outre, la quantité d'échantillon testée était d'environ 1,5 ml. La durée d'équilibre de la température a été fixée à 120 secondes pour chaque échantillon, et chaque échantillon a été mesuré au moins trois fois afin que nous puissions vérifier la répétabilité et donc l'écart-type relatif des résultats.

Figure 1. Fonctions de corrélation de la solution de VB1 à différentes concentrations

Les fonctions de corrélation des échantillons de VB1 à différentes concentrations ont été calculées et obtenues à partir des signaux diffusés originaux par le Nanoptic 90 Plus.

En raison du mouvement brownien rapide des petites molécules, les taux de décroissance des fonctions de corrélation étaient très rapides, et les fonctions de corrélation ont atteint la ligne de base dans les 10 μs, comme le montre la figure 1.

Pour tous les échantillons préparés, les ordonnées des fonctions de corrélation étaient réparties entre 0,55 et 0,65, ce qui illustrait de bons rapports signal-bruit. La bonne répétabilité des fonctions de corrélation suggère une sensibilité et une stabilité très élevées du système optique Nanoptic 90 Plus.

Figure 2. Distribution de la taille des particules de VB1 à différentes concentrations.

Les résultats des mesures multiples sont présentés dans le tableau 2. Le Nanoptic 90 Plus a fourni de très bons résultats de répétabilité du VB1 à différentes concentrations en termes de taille moyenne des particules en Z et de PD.I. Les tailles de particules mesurées étaient inférieures à 1,0 nm pour toutes les concentrations, et la taille des particules diminuait légèrement avec la concentration. Quelle est la raison de la diminution de la taille des particules avec la concentration de la solution VB1 ? La réponse est que la viscosité de la solution VB1 augmente lorsque la concentration augmente. La taille des particules mesurée diminue car les molécules de VB1 ayant une viscosité plus élevée diffusent plus lentement et effectuent un mouvement brownien plus lent.

Tableau 2. Taille des particules et coefficients de distribution du VB1 à différentes concentrations

En conclusion, comme le montrent les résultats expérimentaux, le système Nanoptic 90 Plus fournit des résultats très fiables et reproductibles sur la taille des particules, même pour des particules sub-nanométriques allant jusqu'à 0,5 nm avec un très faible effet de diffusion, car il est équipé d'un laser à semi-conducteurs de 50 mW, d'un détecteur APD à haute sensibilité, d'un système de détection à fibre monomode et d'un système de corrélateur multimode à ultra-haute vitesse. Le Nanoptic 90 Plus, avec une sensibilité sans précédent et une plage de mesure de la limite inférieure pour les très petites particules, s'est donc avéré être un puissant analyseur de taille de particules utilisant la technique de diffusion dynamique de la lumière.