摘要

納米材料分散的穩(wěn)定性通常取決于其較高的表面電荷深入實施。這些電荷往往與 pH 值相關(guān)助力各行，特別是對于表面帶有酸性或堿性官能團的化學(xué)物質(zhì)創造性『弦幰庾R？赏ㄟ^滴定快速分析一系列溶液，以確定穩(wěn)定性如何隨配方的 pH 值變化兩個角度入手。這對含有蛋白質(zhì)的配方尤為有用深刻內涵，因為其中的成分通常包含帶正電和負電的側(cè)鏈混合物提高鍛煉。

引言

布魯克海文儀器公司的自動滴定儀（BI-ZTU）為研究人員提供了一種研究 pH 值對 Zeta 電位（ζ）影響的工具多種方式。ZTU 是一款配件同時，與 NanoBrook 系列儀器配套使用，可自動測量合成和生物來源的納米材料（如蛋白質(zhì)臺上與臺下、樹狀大分子幅度、生物大分子和納米顆粒）的等電點。ZTU 使用多個計量泵來抽取不同濃度的酸效高性、堿以及可能的其他滴定劑各有優勢。該滴定儀可直接與 NanoBrook 連接，用于 Zeta 電位（ζ）和粒徑（d_h）測量實驗重要的作用。該系統(tǒng)可以設(shè)置為在用戶定義的 pH 值范圍內(nèi)進行滴定資料，或進行添加劑滴定，并生成粒徑或 Zeta 電位隨 pH 值或添加劑濃度變化的數(shù)據(jù)顯著。在以下示例中深入開展，我們將討論其對 Zeta 電位的影響不久前。

許多商業(yè)化的納米材料會在其表面電荷或 Zeta 電位顯著降低的條件下發(fā)生聚集緊迫性。pH 值是控制表面電荷的一個明確變量，它會導(dǎo)致各種表面基團的電離度（α）發(fā)生變化機構。

可滴定側(cè)鏈通常分為兩大類：酸性和堿性溝通協調。酸性側(cè)鏈通常具有較低的 pk_a值，并在 pH>pk_a 時帶電提供堅實支撐。相比之下活動，堿性側(cè)鏈在 pH<pk_a 時帶電，而在高 pH 時不帶電創造更多。在 pH 滴定中還不大，我們通常只考慮在 pH 值 2- 12 之間可滴定的質(zhì)子；因此連日來，在僅考慮羧酸和胺的簡單情況下保障性，從低 pH 值到高pH 值的相關(guān)轉(zhuǎn)變是 R-CO₂H 到 R-CO₂^-1，以及 R-NH₃⁺¹ 到 R-NH₂信息化技術。

如圖1所示領先水平，堿性側(cè)鏈的電離度在低 pH 值時為1，此時胺帶正電（Z = +1）責任製，而在高 pH 值時質(zhì)子被移除確定性，電離度為0。酸性側(cè)鏈則相反去完善，它們在低 pH 值質(zhì)子化時呈中性意料之外，此時 Z = 0，而在高 pH 值去質(zhì)子化時帶電設備，此時 Z = -1橋梁作用。

為了理解這對含有酸性和堿性基團混合物的樣品（這在蛋白質(zhì)和其他生物樣品很常見）有何影響，我們需要關(guān)注凈電荷（Z^net）促進善治，而非單個側(cè)鏈電荷優化程度。下面以簡化情形為例進行說明，即每種類型僅存在一個側(cè)鏈（圖 2）應用的因素之一。

合成納米顆粒通常具有單一的主導(dǎo)表面化學(xué)性質(zhì)，這意味著這些顆粒在不同 pH 條件下要么帶電經驗，要么不帶電，其電荷的正負由表面化學(xué)性質(zhì)決定加強宣傳。而生物來源的材料，如蛋白質(zhì)或其他生物大分子對外開放，通常含有酸性和堿性的混合基團互動式宣講。pH 滴定可以作為一種有效的方法，通過實驗測定未知材料的等電點用的舒心。

如下文所示結構，pH 依賴性將取決于表面化學(xué)性質(zhì)；對蛋白質(zhì)而言模式，常見的可滴定基團是各種氨基酸的側(cè)鏈發揮。常見的酸性氨基酸包括谷氨酸和天冬氨酸，它們都含有羧基側(cè)鏈適應能力，而堿性氨基酸如組氨酸設施、賴氨酸和精氨酸則含有胺基側(cè)鏈。

結(jié)果

一種主要成分基于蛋白質(zhì)的商業(yè)配方在低 pH 值條件下制備而成快速增長，隨后使用自動滴定儀測量了Zeta 電位隨 pH 值的變化（圖1）要求。滴定曲線與零線相交的點可用于估算等電點，因為當凈電荷為零時通過活化，Zeta 電位也為零或接近零開放以來。

如圖3所示，ZTU 可用于含蛋白質(zhì)配方 Zeta 電位的自動滴定研究進展。從低 pH 值開始要素配置改革，此時我們認為必然存在過量的帶正電基團，導(dǎo)致 Zeta 電位為正值（接近ζ = +25 mV）溝通機製。當 pH 值接近中性時無障礙，帶負電和帶正電的側(cè)鏈數(shù)量大致相等，凈表面電荷降至接近零宣講活動。隨著 pH 值的進一步升高高產，堿性殘基的電荷最終消失，僅留下酸性或帶負電的基團貢獻表面電荷快速融入，在 pH 值接近 12 時 Zeta 電位達到極限負值（ζ = -40 mV）帶動產業發展。通過該滴定實驗我們可以得出結(jié)論：該蛋白質(zhì)的等電點位于 pH 值 6 附近，此時 ζ 趨近于 0 mV；當 pH 值低于 4 和高于 9 時新產品，Zeta 電位足夠高意向，足以防止聚集持續發展。此外更加廣闊，在堿性 pH 值條件下測得的 Zeta 電位極值高于酸性 pH 值下，這表明該樣品中帶負電的氨基酸多于帶正電的基團合作。

總結(jié)

• 自動滴定儀可用于在較寬 pH 值范圍內(nèi)測定蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性。
• 對于含有酸性和堿性側(cè)鏈混合基團的材料，零（凈）電荷點通常對應(yīng)于兩種基團均會被電離的 pH 范圍勇探新路。
• 研究 Zeta 電位隨 pH 值的變化使我們可以通過實驗確定等電點長遠所需。