折射率增量 dn/dc 值

by Ulf Nobbmann, Tuesday, 18th June 2013

何时需要折射率增量 dn/dc 值?


在光散射中，一个与瑞利比 RΘ 一起出现的重要参数是折射率增量，也被称为 “dn/dc”。通常情况下，Kc/RΘ 会随浓度的变化而绘制，以外推至零浓度。通过这种方式，我们可以在批量静态光散射 (SLS) 测量中获得分子量。因子 K 由以下公式组成：

公式显示 K=2 pi^2 n^2/lambda^4 /NA * (dn/dc)^2

其中n是溶剂的折射率，λ 是激光的波长，NA 是阿伏伽德罗常数。这时，折射率增量适用于特定条件下的样品。因此，温度、激光波长、分子构象或添加剂会影响 dn/dc 的绝对值。因此，要进行完美的静态光散射实验，应确定考虑到的条件下的确切 dn/dc。

在许多实际例子中，dn/dc 的值可以从以前在类似条件下获得的数据集（或文献参考）中获取。由于折射率直观地与分子密度/比体积相关（对于一系列蛋白质，这一点非常相似），因此通常选择 0.185 mL/g 作为“平均蛋白质”的 dn/dc。巧合的是，GPC 最受欢迎的标准之一是四氢呋喃（THF）中的聚苯乙烯，其 dn/dc 恰好也是 0.185 mL/g。

一些常见的 dn/dc 值表

下表显示了在使用红色激光 [氦氖，632.8nm] 和室温 [25C] 的光散射配置中的折射率增量值。常见样品的一系列折射增量值列于下表中。

样品/固体相溶剂/液体相dn/dc [mL/g]
生物分子水性缓冲液平均值：0.185
蛋白质水性缓冲液0.16-0.20，平均值：0.185
DNA水性缓冲液0.17
RNA水性缓冲液0.17-0.19
丙氨酸水性缓冲液0.19
多糖水性缓冲液平均值：0.15
壳聚糖水性缓冲液0.16-0.18
右旋糖酐水性缓冲液0.14-0.15
透明质酸水性缓冲液0.16-0.18
普鲁兰水性缓冲液0.14-0.16
淀粉水性缓冲液0.15
葡萄糖、麦芽糖、乳糖、蔗糖水性缓冲液0.14-0.15
脂质体
磷脂水0.16
SDS 胶束水0.11
CTAB 胶束水0.15
聚合物
聚苯乙烯 PSTHF0.18-0.19
聚苯乙烯 PS甲苯0.08-0.11
聚苯乙烯 PS环己烷0.16-0.17
聚苯乙烯 PS脱卡烯0.12
聚苯乙烯 PS甲乙酮0.21
聚苯乙烯 PSTCB0.052
PMMADMF0.057
PMMATHF0.09
PMMA甲苯0.01-0.02
PVC环己酮0.08
PVCDMF0.08
PVCTHF0.10
PVP水0.17
PEG 4000, PEG 6000水0.13

DNA = 去氧核糖核酸；RNA = 核糖核酸；SDS = 十二烷基硫酸钠；CTAB = 溴化十六烷基三甲基铵； PMMA = 聚甲基丙烯酸甲酯；PVC = 聚氯乙烯；PEG = 聚乙二醇；PVP = 聚乙烯吡咯烷酮；THF = 四氢呋喃；MEK = 甲基乙基酮；TCB = 1,2,4-三氯苯；DMF = N,N-二甲基甲酰胺

对广泛的具体 dn/dc 值的有用参考是 Theisen, A.; Johann, C.; Deacon, M.P.; Harding, S.E. 的集合作品 “Refractive Increment Data-Book for Polymer and Biomolecular Scientists”，诺丁汉大学出版社，英国诺丁汉，2000 年。ISBN: 1-897676-29-8

表中的选择值取自：Tumolo, T.; Angnes, L.; Baptista, M.S. “Determination of the refractive index increment (dn/dc) of molecule and macromolecule solutions by surface plasmon resonance”, Analytical Biochemistry 333 (2004), 273–279; DOI: 10.1016/j.ab.2004.06.010

也感兴趣: 常见问题 -估算 SLS 的 dn/dc 可以吗? 本文档讨论了估算折射率增量的误差，特别是不同波长、添加剂、温度或结构/分子密度对 dn/dc 及其对 Mw 和 A2 的后续影响。

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