나노픽 90 플러스를 이용한 비타민 B1의 입자 크기 및 크기 분포 측정

티아민으로도 알려진 비타민 B1(VB1)은 분자량이 337.3 Da이며 물에 쉽게 용해됩니다. 인체의 당 대사와 신경 전도를 유지하는 기능을 가진 최초의 비타민입니다.

분자량이 매우 작고 분자량이 낮기 때문에 VB1의 산란 효과는 매우 약합니다. 이러한 작은 분자의 입자 크기를 측정하려면 동적 광 산란 광학 시스템의 뛰어난 감도가 필요합니다.

여기서는 비타민 B1 분자의 입자 크기와 크기 분포를 분석하기 위해 베터사이즈 인스트루먼트의 나노입자 크기 분석기인 Nanoptic 90 Plus를 사용합니다. 표 1과 같이 다양한 농도의 VB1 용액을 준비했습니다.

측정 온도는 내장된 온도 제어 시스템을 통해 25 ± 0.1°C로 설정했습니다. 분산제는 25°C에서 점도가 0.88 cp이고 굴절률이 1.33인 물을 사용했습니다. 입자가 매우 작고 산란 효과가 매우 약하기 때문에 불순물(예: 먼지)이 존재하면 테스트 결과에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 샘플을 사전 정제해야 하며 샘플 여과를 위해 220nm PES 필터를 사용했습니다. 또한 테스트한 샘플의 양은 약 1.5mL였습니다. 온도 평형 기간은 각 샘플에 대해 120초로 설정했으며, 각 샘플을 최소 3회 측정하여 반복성과 이에 따른 결과의 상대 표준 편차를 확인할 수 있도록 했습니다.

그림 1. 다양한 농도에서의 VB1 용액의 상관 함수

다양한 농도의 VB1 샘플의 상관 함수를 계산하여 원래의 산란 신호로부터 Nanoptic 90 Plus를 통해 얻었습니다.

저분자의 빠른 브라운 운동으로 인해 상관 함수의 감쇠 속도가 매우 빨랐으며, 그림 1과 같이 상관 함수는 10μs 이내에 기준선에 도달했습니다.

모든 준비된 샘플에서 상관 함수의 절편은 0.55-0.65 사이의 분포로 양호한 신호-노이즈 비율을 보여주었습니다. 상관 함수의 우수한 반복성은 나노픽 90 플러스 광학 시스템의 매우 높은 감도와 안정성을 시사합니다.

그림 2. 다양한 농도에서 VB1의 입자 크기 분포

여러 측정 결과는 표 2에 나와 있습니다. 나노픽 90 플러스는 다양한 농도에서 VB1의 Z-평균 입자 크기와 PD.I. 측면에서 매우 우수한 반복성 결과를 제공했습니다. 측정된 입자 크기는 모든 농도에서 1.0nm 미만이었으며 농도에 따라 입자 크기가 약간 감소했습니다. VB1 용액 농도에 따라 입자 크기가 감소하는 이유는 무엇인가요? 답은 농도가 증가하면 VB1 용액의 점도가 증가하기 때문입니다. 점도가 높은 VB1 분자는 확산 속도가 느려지고 브라운 운동을 느리게 수행하기 때문에 측정된 입자 크기가 감소합니다.

표 2. 다양한 농도에서의 VB1의 입자 크기 및 분포 계수

결론적으로, 실험 결과에서 알 수 있듯이 나노픽 90 플러스 시스템은 50mW 고체 레이저, 고감도 APD 검출기, 단일 모드 광섬유 검출 시스템 및 초고속 다중 모드 상관기 시스템을 갖추고 있어 산란 효과가 매우 약한 0.5nm 이하의 서브 나노 입자에 대해서도 신뢰성 높고 반복 가능한 입자 크기 결과를 제공합니다. 따라서 매우 작은 입자에 대한 전례 없는 감도와 하한 측정 범위를 갖춘 나노픽 90 Plus는 동적 광산란 기법을 사용하는 강력한 입자 크기 분석기임이 입증되었습니다.