ligatiedensiteit

Ligatiedensiteit verwijst naar de mate van bestrijking van een oppervlak met bindingsliganden, uitgedrukt als het aantal ligandmoleculen per oppervlakte-eenheid (bij voorkeur liganden per nm²) of als een fractie van het oppervlak bedekt. Het is een cruciale parameter bij functionalisering van oppervlakken en nanodeeltjes, omdat het de bindingseigenschappen en de mate van multivalente interacties beïnvloedt.

Meetmethoden en schattingen variëren. Vaak wordt de densiteit afgeleid uit het bevestigingsproces (reageerstoevoer, stoichiometrie van koppeling) of rechtstreeks bepaald met analytische technieken zoals XPS voor elementaire samenstelling, ellipsometrie voor laagdikte, QCM-D voor massa per oppervlakte, of AFM en fluorescence/Radiolabeling voor oppervlaktesamenstelling. In veel gevallen wordt ligatiedensiteit uitgedrukt als liganden per nm²; conversies naar molariteit zijn mogelijk via het oppervlak en de oppervlakte van het substraat.

Factoren en effecten. De densiteit wordt bepaald door chemische koppeling, de lengte en aard van de linker, en de aanwezigheid van passiverende of backfill-moleculen (bijv. PEG- of alkylliganden) om sterische hinder te beheersen. High-density oppervlakken kunnen leiden tot sterische hindering en verminderde toegankelijkheid, terwijl te lage densiteiten de signaalintensiteit en aviditeit beperken. Omvang van het ligandtype, lading en oplossingsomstandigheden (pH, ionic strength) beïnvloeden eveneens de effectieve densiteit en oriëntatie.

Toepassingen. Ligatiedensiteit is bepalend voor biosensoren, microarrays en gerichte leveringssystemen, waar de balans tussen signaalsterkte en toegankelijkheid kritisch is. Het is een veelbesproken ontwerpparameter bij nanoparticle- en oppervlakfunctionalisatie, waar uniformiteit en reproduceerbaarheid belangrijke kwaliteitskenmerken zijn. Denkfouten ontstaan vaak door heterogene verdeling en meetonzekerheden.