Volume interno e costante di distribuzione

Esercizio sul calcolo del volume interno e della costante di distribuzione in cromatografia di esclusione (SEC)

In un esperimento in SEC, si sono registrati i seguenti valori:

V₀ = 3 mL

V_t = 9 mL

Sapendo che una data proteina ha un volume di ritenzione di 6 mL, si determini il valore del volume interno del gel e il valore della costante di distribuzione.

Svolgimento dell'esercizio

1) Calcolo del volume interno del gel

Nella cromatografia di esclusione (SEC) la fase stazionaria è un gel più o meno poroso, i cui parametri fondamentali, che dipendono dalle caratteristiche dimensionali che il gel assume dopo che è stato introdotto in colonna e condizionato con l'eluente, sono:

V₀, è il volume morto, ovvero il volume della colonna non impegnato dalle particelle del gel nel suo complesso (matrice + pori);
V_i è il volume interno, ovvero il volume occupato dai pori del gel;
V_t, è il volume totale, ovvero il volume totale della fase mobile in colonna. Vale la relazione: V_t = V₀ + V_i;
V_R, è il volume di ritenzione, ovvero il volume di fase mobile necessario per eluire una data sostanza.

Come si è detto in precedenza, il volume totale (V_t) è dato dalla somma del volume morto (V₀) e del volume interno (V_i):

V_t = V₀ + V_i

Da cui:

V_i = V_t - V₀

Nel nostro caso si ha che:

V_t = 9 mL
V₀ = 3 mL

e quindi:

V_i = V_t - V₀ = 9 - 3 = 6 mL

2) Calcolo della costante di distribuzione

La costante di distribuzione (K₀) esprime la frazione del volume dei pori (V_i) accessibile a una data molecola (nel nostro caso la proteina in esame).

K₀ viene calcolato con la seguente formula:

Formula costante di distribuzione

Nel nostro caso si ha che:

V_R = 6 mL
V₀ = 3 mL
V_i = 6 mL

Pertanto:

Calcolo K0

In conclusione, il valore della costante di distribuzione vale 0,5; ciò significa che la molecola è frazionata e che solo il 50% del volume interno dei pori del gel è accessibile alla proteina in esame.

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