Sistemas ópticos usados en UCA

Las mediciones básicas que proporciona el UCA son distribuciones de concentración radial, o barridos, adquiridos a intervalos que van desde segundos (para la velocidad de sedimentación) a horas (para el equilibrio de sedimentación). Mientras gira el rotor se generan barridos cada vez que la cubeta pasa a través del campo de un detector óptico. 

Los sistemas ópticos que se utilizan actualmente para UCA comprenden espectrofotómetros de absorbancia e interferómetros de Rayleigh. 

Esquema de sistemas ópticos de UCA

Los barridos se generan cuando una cubeta pasa a través del campo del detector óptico.

 

Espectrofotometría de absorbancia

El detector empleado con más frecuencia en UCA es un sistema de absorbancia óptica (es decir, un espectrofotómetro de doble haz), se considera el más fácil de usar. La mayor sensibilidad de la óptica de absorbancia permite el examen de muestras en concentraciones demasiado diluidas para la óptica de interferencia. 

El proceso básico para la obtención de un barrido de absorbancia comprende cuatro pasos:

Visual: ¿existe un esquema de esto o debemos crear uno para usarlo aquí?

1. Una lámpara de destellos de xenón de alta intensidad, que permite longitudes de onda de 190 a 800 nm, emite un breve destello cuando un sector seleccionado atraviesa el campo del detector. 
2. Las cubetas y los sectores particulares se examinan sucesivamente, mientras que un imán de referencia en la base del rotor proporciona información temporal. 
3. Se desplaza una ranura bajo la muestra para permitir el muestreo de diferentes posiciones radiales.  

 

Óptica de interferencia de Rayleigh

Esta técnica se basa en el principio de que la velocidad de la luz disminuye al atravesar un medio con mayor índice de refracción. En las ópticas de interferencia que se usan en UCA, una luz monocromática pasa a través de dos finas ranuras paralelas, cada una de ellas bajo un sector en una cubeta de dos sectores. Una cubeta contiene una muestra de la solución y la otra contiene una muestra del disolvente en equilibrio de diálisis. 

Las ondas luminosas procedentes de las ranuras de entrada que atraviesan los dos sectores se interfieren y producen una banda que alterna franjas claras y oscuras. Si el índice de refracción en el sector de la muestra es mayor que en la referencia, la onda de la muestra se ve retenida en relación con la onda de la referencia. Esto hace que la posición de las franjas se desplace verticalmente en proporción a la diferencia de concentración entre la muestra y la referencia.

Como la señal de un sistema de interferencia óptica no se basa en un cromóforo, los compuestos incoloros (como polisacáridos y lípidos) se pueden caracterizar mediante UCA. De hecho, cualquier material con un índice de refracción distinto a la referencia producirá una señal de interferencia.  

A diferencia del sistema de absorbancia, la señal de interferencia presenta muy poco ruido estocástico. Sin embargo, el desgaste de los componentes ópticos puede producir cambios en el índice de refracción, por lo que en un sistema óptico de interferencia siempre hay que utilizar ventanas de zafiro. Para obtener resultados precisos con ópticas de interferencia también son necesarios una alineación y un enfoque cuidadosos, pero una vez adecuadamente alineada y enfocada, la óptica de interferencia permanece estable durante largos períodos de tiempo.

 

Imagen UCA Rayleigh

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