Detección sensible de movilidad molecular en la región de transición vítrea de galactomananos por resonancia magnética nuclear (1H-RMN) resuelta en el tiempo: segundo momento y tiempo de relajación transversal

BUSCH, MARÍA VERÓNICA; SANTAGAPITA, PATRICIO ROMÁN; BUERA, MARÍA DEL PILAR

CABA

Taller; IV Taller de Resonancia Magnética; 2018

Fundación Instituto Leloir / UMYFOR/ CIBION

El objetivo del presente trabajo fue determinar la relajación magnética nuclear de protones (de sólidos y del agua) mediante el análisis de tiempo de relajación transversal, segundo momento, y su relación con las características estructurales y propiedades térmicas en muestras deshidratadas de gomas del tipo galactomanano con distinto contenido de agua. Las muestras analizadas fueron: goma guar (GG) y goma de vinal (VG, extraída del endospermo de semillas de Prosopis ruscifolia). Se empleó un equipo Bruker Minispec mq20 (Bruker Biospin GmbH, Rheinstetten, Alemania) con un campo magnético de 0,47 T y operando a 20 MHz. El FID se midió utilizando un único pulso de 90° (2,9 μs, 12 escaneos, tiempo de reciclado 2 s). Se midió cada 5ºC, entre -65 y 65ºC utilizando un cabezal HT/LT y un controlador de temperatura BVT3000 (Bruker Biospin GmbH). Se ajustaron las curvas FID considerando una componente tipo gaussiana y otra del tipo lorentziana (1), que tiene en cuenta a los protones rígidos y flexibles asociados tanto a la matriz sólida como al agua. El segundo momento (M2) refleja la fuerza de las interacciones dipolares de los protones rígidos (2), y correlaciona inversamente con la movilidad molecular de la fracción rígida. Las señales adquiridas exhibieron un patrón tipo sinusoidal amortiguado alrededor de los 50 μs para todas las muestras analizadas (relacionado a fuertes interacciones dipolares entre los protones de la fracción rígida). Este patrón sinusoidal se vuelve menos pronunciado a medida que el contenido de agua aumenta o la temperatura se incrementa. Además, se relaciona con un cambio en la densidad protónica (que depende en número y fuerza de las interacciones dipolares) o de cambios en la movilidad protónica. Otros autores (3) observaron que esta forma sinusoidal desaparecía a temperaturas de T = Tg + 20 °C. En las muestras analizadas se observó este comportamiento hasta T= Tg + 70 °C (VG) y +90ºC (GG). Estas diferencias en las temperaturas de transición deben evaluarse considerando la escala de tiempo de medición en ambas técnicas (s para DSC y μs para RMN). Esto señala la sensibilidad de la relaxometría por RMN para registrar los cambios de movilidad tempranos en la transición vítrea en sistemas deshidratados. Este estudio permitió obtener información acerca de la movilidad de distintas poblaciones de protones, así como relacionar la estructura química de los biopolímeros y la temperatura de transición vítrea, lo que permite una referencia comparativa dadas las características de esta transición en el estudio calorimétrico.Referencias:1- Kumagai H.; MacNaughton, W., Farhat I.A.; Mitchell, J. Carbohydr Polym, 2002, 48, 341?349.2- Van den Dries, I.; Van Dusschoten, D.; Hemminga, M. A. J Phys Chem, 1998, 102, 10483?9.3- Roudaut, G.; Farhat. I.; Poirier-Brulez, F.; Champion, D. Carbohydr Polym, 2009, 77, 489-495.