Adsorptsiooni- ja geelkromatograafia erinevus. Geelkromatograafia. Põhiline HPLC süsteem GPC jaoks

Geelkromatograafia kui meetod molekulmassi määramiseks

Geeli läbilaskvuskromatograafia on kolonnfraktsioneerimise meetodi variatsioon, mille puhul eraldamine toimub molekulaarsõela põhimõttel. See põhimõte oli tuntud juba 50ndate alguses, kuid alles pärast seda, kui Porat ja Flodin selle meetodi uuesti avastasid ja laialdaselt kasutasid, saavutas see tunnustuse ja laialdase kasutuse teaduslikus uurimistöös. Sellest ajast kuni 1964. aastani avaldati selle uue fraktsioneerimismeetodi kohta rohkem kui 300 artiklit.

Geelfiltreerimine või suuruseralduskromatograafia(sõel, geelpermeatsioon, geelfiltratsioonkromatograafia) - kromatograafia tüüp, mille käigus eraldatakse ainete molekulid suuruse järgi nende erineva võime tõttu statsionaarse faasi pooridesse tungida. Sel juhul lahkuvad kolonnist esimesena suurimad molekulid (suurem molekulmass), mis on võimelised tungima statsionaarse faasi minimaalse arvu pooridesse. Viimasena kerkivad esile väikese molekuliga ained, mis tungivad vabalt pooridesse. Erinevalt adsorptsioonkromatograafiast jääb statsionaarne faas geelfiltrimise ajal keemiliselt inertseks ega interakteeru eraldatavate ainetega. Statsionaarne faas on vedelikuga täidetud sorbendi poorid. Selle faasi keskmine liikumiskiirus piki veeru telge on null. Analüüt liigub mööda kolonni telge, liikudes koos liikuva faasiga ja peatudes aeg-ajalt, kui see siseneb statsionaarsesse faasi. Molekulid peatuvad pilulaadsetes poorides, mille suurus vastab suurusjärgus makromolekulide suurusele.

Suuruskromatograafias ei tungi lahuses suured molekulid kas üldse või tungivad ainult osasse sorbendi (geeli) pooridest ja pestakse kolonnist välja varem kui väikesed molekulid. Makromolekulide ja sorbendi pooride efektiivsete suuruste suhe määrab jaotusteguri Kd, millest sõltub komponendi VR retentsioonimaht kolonnis:

Makromolekuli efektiivne suurus suuruseralduskromatograafias on selle hüdrodünaamiline raadius R, mis koos polümeeri M molekulmassiga määrab polümeeri sisemise viskoossuse. VR universaalse gabariidi sõltuvuse korrutisest / võrrandist (2) sai esmakordselt eksperimentaalselt G. Benoit, see on kujul (joonis 1):

kus A ja B on konstandid. Võrrand (2) kehtib võrdselt lineaarsete ja hargnenud polümeeride, plokk- ja pookkopolümeeride ning oligomeeride kohta.

Riis. 1.

molekulaarsuuruse välistuskromatograafia

Piirkonnas V 0 kuni V T (lahustile ja molekulidele ligipääsetava kolonni maht alla teatud suuruse, mis vastab M min-le) on töösõltuvus olemuselt lineaarne (kvaasilineaarne). Vastavad mahud V 0 ja V T mol. massid esindavad välistamispiire - M max (suured molekulid ei tungi sorbendi pooridesse) ja M min (väikesed molekulid, tungivad täielikult sorbendi pooridesse). Sama suurusega pooridega sorbendid on teoreetiliselt võimelised eraldama makromolekule kaubanduslike sorbentide vahemikus. Makromolekulide eraldamiseks suures vahemikus M on vaja bimodaalse ja trimodaalse pooride suuruse jaotusega sorbente, mis tagavad lineaarse mol. massi kalibreerimise sõltuvus vahemikus M = 10 2,5 - 10 6,5. Maksimaalne selektiivsus saavutatakse sorbendi sulgede ruumi mahu suurendamisega, bimodaalsete ja trimodaalsete sorbentide puhul, lisaks optimaalne pooride suuruse jaotus. Oluline on, et makromolekulide segu eraldamisel jääksid nende suurim ja väikseim M antud sorbendile iseloomulikes piirides M MIN - M MAX.

Suuruskromatograafia mehhanism. Suuruskromatograafia (SEC) või geelkromatograafia (GPC) rakendatakse siis, kui makromolekulide käitumise poorides määrab vaba energia entroopiakomponent ja energiakomponent on sellega võrreldes väike. Sel juhul sõltub jaotuskoefitsient eksponentsiaalselt makromolekuli suuruse ja pooride suuruse suhtest. Makromolekulid lahuses on statistilised. ansambel (statistikaball). Nende jaotumist poorse sorbendi ja lahuse vahel kontrollib Gibbsi energia muutus makromolekuli üleminekul lahusest pooridesse: kus on interaktsioonist tingitud makromolekuli entalpia muutus. selle segmendid koos sorbendi pinnaga (geelmaatriks); - entroopia vähenemine makromolekuli üleminekul lahusest pooridesse; T - abs. t-ra. Makromolekulide eraldumine toimub välistusrežiimis, kui K d olenevalt makromolekulide ja pooride suuruste suhtest on väiksem kui 1. Suuruskromatograafia puhul ebasoovitavate ioonide välistamise ja ioonivahetuse sorptsiooni nähtuste mahasurumiseks, sorbentide pinda muudetakse (et pH > 4 juures oleks neutraalne laeng), suurendatakse lahusti ioontugevust, nõrgendades Coulombi interaktsiooni, lisatakse orgaanilisi lahusteid, nihutades seeläbi polüelektrolüüdi pK või polüamfolüütide isoelektrilist punkti . Teisest küljest saab ioonivahetuse sorptsiooni ja ioonide välistamist kasutada sama suurusega neutraalsete makromolekulide, polüanioonide ja polükatioonide eraldamiseks. Kuna polüelektrolüütide dissotsiatsioon suureneb koos nende lahuste lahjendamisega, siis suuruseralduskromatograafia käigus dissotsieeruvad makromolekulid kromatograafilise kolonni servades, kus nende kontsentratsioon on madal, ja liiguvad kolonnis läbi mitte suuruseralduskromatograafia seaduste järgi, vaid vastavalt ioonivahetuse sorptsiooni ja ioonide välistamise seadustele, sõltuvalt sorbendi pinna ja makromolekulide laengust, mis viib V ja M vahelise kõvera kuju moonutamiseni (joonis 2) ning võimaldab ka diagnoosida ühe või teise protsessi olemasolu.

Riis. 2. Neutraalsete makromolekulide (a) ja polüelektrolüütide suuruseralduskromatograafia: iooneraldus (b), ioonvahetussorptsioon (c)

Ioonivahetussorptsiooniga sarnaseid efekte, kuid ainult nõrgemal määral, võib täheldada makromolekulaarsete segmentide hüdrofoobse interaktsiooni ajal hüdrofoobsete radikaalide poolt modifitseeritud sorbendi pinnaga või pinna silanooli hüdroksürühmade elektrostaatilise interaktsiooni ajal polaarsete makromolekulide funktsionaalrühmadega. Kõik need mõjud tuleks suuruseralduskromatograafia tegemisel maha suruda.

Mis tahes polümeeri analüüsimiseks molekulmassi järgi on vaja valida sobiva poorisuurusega kolonn või erinevate pooridega kolonnide seeria või kasutada kolonni erinevate pooridega sorbentide seguga (antud näites lineaarne kolonn). Loomulikult on GPC-meetodi kasutamiseks MMR-analüüsis vaja luua tingimused eraldamise välistusmehhanismi rakendamiseks, mida ei muuda keeruliseks nii ahela keskmise kui ka lõpplüli interaktsiooni mõjud. Me räägime adsorptsiooni interaktsioonist mittepolaarse lahusti või mittepolaarsete ahela fragmentide pöördfaasi interaktsioonist hüdrofiilsete polümeeride kromatograafia ajal vesikeskkonnas. Lisaks on ioniseeritud rühmi sisaldavad vees lahustuvad polümeerid võimelised tugevaks elektrostaatiliseks interaktsiooniks ja nõuavad eriti hoolikat kromatograafiliste tingimuste valimist. Tingimuste valik hõlmab sorbendi ja lahusti (eluendi) valikut, mis sobivad konkreetseks analüüsiks keemilise struktuuri poolest.

Suuruseralduskromatograafia tehnika. Makromolekulide eraldamiseks suuruseralduskromatograafias kasutatakse kahte tüüpi kolonne: töötavad kitsas = 10 2) ja laias (= 10 4 - 10 5) vahemikus. Laia M-vahemikuga kolonnidel on sorbendi pooride suuruse jaotus lai (bimodaalne, trimodaalne). See jaotus valitakse selliselt, et kalibreerimise molekulmassi sõltuvuse ja massivahemiku lineaarsuse teatud astme korral oleks tagatud suurim selektiivsus. Suuruskromatograafia tehakse kromatograafi abil, detektoriks on spektrofotomeeter või voolurefraktomeeter maksimaalse tundlikkusega 5 x 10-8 ühikut. murdumine, mis vastab polümeeri kontsentratsioonile 5-10 -5%. Tavaliselt töötab seade toatemperatuuril, kuid polüolefiini suuruseralduskromatograafia nõuab kõrgemaid temperatuure, et parandada eraldumise selektiivsust, kolonni efektiivsust ja analüüsi kiirust, vähendades liikuva faasi viskoossust. Kaasaegsed kromatograafid on varustatud automaatse seadmega ettevalmistamiseks (polümeeri lahustamine, lahuse filtreerimine) ja proovi süstimiseks ning arvutiga MMR analüüsi tulemuste tõlgendamiseks. Refraktomeetrilise detektori ja fotomeetri kombinatsiooni kasutamine võimaldab määrata MWD ja hargnemisindekseid ilma kromatograafi kalibreerimata polümeeristandardite suhtes. Valkude geelfiltrimisel on vaja võtta meetmeid, et vältida nende adsorptsiooni sorbendis ja vältida nende denatureerumist. Erinevalt sünteetiliste polümeeride ja oligomeeride suuruskromatograafiast, mida kasutatakse peamiselt analüütilistel eesmärkidel, on valkude geelfiltreerimine üks olulisemaid meetodeid nende eraldamiseks ja puhastamiseks.

Suuruskromatograafia jaoks kasutatakse makropoorseid anorgaanilisi või polümeerseid sorbente. Polaarsete polümeeride suuruskromatograafia jaoks modifitseeritakse anorgaanilisi sorbente (silikageelid ja makropoorsed klaasid) räniorgaaniliste radikaalidega ning hüdrofiilsete polümeeride suuruseralduskromatograafiaks hüdrofiilsete rühmadega. Polümeersorbentide hulgas on levinumad stüreen-divinüülbenseen (kõrgpolümeeride ja oligomeeride suuruseralduskromatograafia jaoks). Biopolümeeride geelfiltreerimiseks kasutatakse peamiselt valke, hüdrofiilseid polümeersorbente (Sephadex - ristseotud dekstraanid, aga ka polüakrüülamiidgeelid) või polüsahhariididega modifitseeritud makropoorseid silikageele.

Suuruskromatograafiat kasutatakse tõhusalt uute polümeeride väljatöötamisel, nende tootmise tehnoloogilistel protsessidel, tootmise kontrollimisel ja polümeeride standardimisel. Suuruskromatograafiat kasutatakse polümeeride MWD analüüsimiseks, polümeeride, sealhulgas biopolümeeride uurimiseks, isoleerimiseks ja puhastamiseks.

Kirjeldus

Koos Saksa ettevõttega Polymer Standards Service (PSS), mis on üks juhtivaid geelkromatograafia (GPC) või teisisõnu suuruseralduskromatograafia (SEC) materjalide ja seadmete tootjaid, pakume terviklikke lahendusi keskmise molekulmassi määramiseks. väärtustab polümeere (looduslikud, sünteetilised, biopolümeerid), molekulmassi jaotust ja polümeeri makromolekulide omadusi lahuses. Selle meetodi puhul ei toimu analüüdi eraldumine adsorptsiooni interaktsioonide tõttu statsionaarse faasiga, vaid ainult makromolekulide hüdrodünaamilise raadiuse järgi.

Molekulmassi järgi eraldatud komponentide tuvastamiseks vähemalt üks kontsentratsioon detektor (refraktomeetriline ja spektrofotomeetriline, traditsiooniline HPLC jaoks, aurustuva valguse hajumise detektor), samuti spetsiaalsed detektorid polümeeri analüüsiks: viskosimeetriline, detektori poolt laservalguse hajumine. Koos kontsentratsioonidetektoritega võimaldavad need detektorid määrata absoluutse molekulmassi, makromolekulide konformatsiooni lahuses, pöörlemisraadiuse, hüdrodünaamilise raadiuse, hargnemisastme, Mark-Kuhn-Houwinki võrrandi konstandid, ja viiruse koefitsiendid. Kalibreerimissõltuvuste olemasolul võimaldab see süsteem saada kõikehõlmavat teavet makromolekulaarsete objektide ja nende käitumise kohta lahustes vaid ühe analüüsiga (~15 min), samas kui nende omaduste hindamine traditsiooniliste meetoditega võtab aega mitu päeva.

Mõõtmistulemuste töötlemiseks on vaja kasutada spetsiaalset tarkvara. Pakume paindlikke modulaarseid HPLC süsteeme geelkromatograafia (GPC) jaoks, sealhulgas Prominence mooduleid (pumbad, kolonntermostaat, automaatproovid, refraktomeetriline detektor) ja polümeeride HPLC analüüsi valdkonna autoriteetse eksperdi Polymer Standards Service (PSS) spetsiifilisi mooduleid. . Analüüsitulemuste arvutamiseks on võimalik kasutada nii standardsesse LabSolution LC programmi integreeritud tarkvara Shimadzu GPC Option kui ka spetsiaalseid detektoreid toetavaid PSS - WinGPC SW tarkvaratooteid.

Töötamiseks agressiivsete liikuvate faasidega seoses traditsiooniliselt kasutatavate kapillaaride ja liitmikega (heksafluoroisopropanool, tetrahüdrofuraan) on võimalik varustada HPLC süsteemid spetsiaalse degasaatori, pumpade ja automaatse proovivõtturiga, mille komponendid on nende lahustite suhtes vastupidavad.

GPC põhisüsteemid

Põhiline HPLC süsteem GPC jaoks

GPC põhilist HPLC-süsteemi saab konfigureerida ühe kontsentratsioonidetektoriga LC-20 Prominence seadmetega (spektrofotomeetriline/dioodimassiivi SPD-20A/SPD-M20A UV-kiirgust neelavate polümeeride jaoks, universaalne refraktomeetriline RID-20A ja ELSD aurustuva valguse hajumise detektor -LT II). See süsteem võimaldab sobivate standardite ja kalibreerimissuhete olemasolul määrata polümeeride suhtelist molekulmassi, samuti hinnata lahuses olevate makromolekulide hüdrodünaamilisi suurusi.

Põhimoodulite tehnilised omadused

Pump LC-20AD
Pumba tüüp	Kahekordne paralleelne mikrokolbmehhanism
Kolvikambrite maht	10 µl
Eluendi voolukiiruse vahemik	0,0001 - 10 ml/min
Maksimaalne rõhk	40 MPa
Voolu reguleerimise täpsus	1% või 0,5 µl (olenevalt sellest, kumb on parem)
Ripple	0,1 MPa (vee jaoks kiirusel 1,0 ml/min ja 7 MPa)
Töörežiim	pidev vool, püsiv rõhk
Pumbad võivad olla varustatud lisaseadmega kolvi automaatseks loputamiseks. Pumbad on varustatud lekkeanduriga. Pumba kolvi materjal on vastupidav agressiivsele keskkonnale (safiir).
Refraktomeetriline detektor RID-20A
Kiirgusallikas	Volframlamp, tööaeg 20 000 tundi
Murdumisnäitaja vahemik (RIU)	1,00 - 1,75
Optilise ploki termiline juhtimine	30 - 60С° optilise süsteemi topelt temperatuuri reguleerimisega
Töövoolu vahemik	Võimalus töötada laia kasutusalaga (alates analüütilisest režiimist kuni preparatiivse kromatograafiani) ilma mõõtekakku vahetamata: 0,0001 kuni 20 ml/min analüütilises režiimis; kuni 150 ml/min ettevalmistavas režiimis
Müra	2,5×10 -9 RIU
Triivimine	1×7 -7 RIU/tund
Lineaarsuse vahemik	0,01-500×10 -6 analüütilises režiimis 1,0-5000×10 -6 ettevalmistavas režiimis
Vooliini lüliti	solenoidklapp
Max töörõhk	2 MPa (20 kgf/cm²)
Rakkude maht	9 µl
Null reguleerimine	optiline tasakaal (optiline null); automaatne null, nulli peenhäälestus baasjoont nihutades
Kolonni termostaat sundõhu konvektsiooniga STO-20A
Kontrollitud temperatuurivahemik	10°C üle toatemperatuuri kuni 85°C
Temperatuuri reguleerimise täpsus	0,1C°
Termostaadi sisemine maht	220 × 365 × 95 mm (7,6 l)
Termostaadi võimsus	6 veergu; lisaks kolonnidele saab paigaldada 2 manuaalpihustit, gradientsegisti, kaks kõrgsurvelülitusklappi (6 või 7 porti), juhtivuselemendi
Võimalused	lineaarne temperatuuri programmeerimine; veeru parameetrite, analüüside arvu, läbitud mobiilfaasi muudatuste jälgimine ja faili salvestamine (valikulise CMD seadme paigaldamisel)
Tööparameetrite jälgimine	lahusti lekke andur; ülekuumenemise kaitse süsteem

Valguse hajumise detektor

SLD7100 MALLS mitme nurga hajumise detektor (PSS)

Multi-Angle Scattering Detector (PSS) SLD7100 MALLS võimaldab mõõta staatilist valguse hajumist üheaegselt seitsme nurga all (35, 50, 75, 90, 105, 130, 145°) ja määrata molekulmasside absoluutväärtusi, tõsi molekulmassi jaotuse parameetrid, hinnangulised suurused ja makromolekulide konformatsioon lahuses. See detektor välistab vajaduse standardite järele ja võib ilma täiendavate muudatusteta toimida ka mahtuvusliku instrumendina (ilma HPLC-süsteemita).

Viskosimeetri detektor (PSS, Saksamaa)

DVD1260 viskosimeetriline detektor (PSS)

DVD1260 viskosimeetri detektor (PSS), kui seda kasutatakse LC-20 Prominence HPLC süsteemi osana, võimaldab teil määrata keskmised molekulmassid ja molekulmassi jaotuse parameetrid, kasutades universaalset kalibreerimismeetodit, mis on asendamatu keeruka ja globulaarse arhitektuuriga makromolekulide jaoks, aga ka siseviskoossus, Mark-Kuhn-Houwinki võrrandi konstandid, hargnemisaste, viriaalsed koefitsiendid ja makromolekulide konformatsioon lahuses, põhinevad juba teatud mudelitel sisaldub tarkvaras. Detektori ainulaadne mõõterakk on nelja haruga asümmeetriline kapillaarsild, mis erinevalt kõigist turul saadaolevatest analoogidest ei sisalda hoidekolonne – võrdlusahelasse on sisse ehitatud spetsiaalne lahjenduspaak, mis vähendab analüüsi aega. vähemalt poole võrra ja vältida süsteemi negatiivsete piikide ilmnemist. Lahtris temperatuuri hoidmise viga on alla 0,01 °C, mis on viskosimeetrilise analüüsi peamine kriitiline tegur.

Tehnilised andmed:

Toitumine	110 kuni 260 V; 50/60 Hz; 100 VA
Rõhuvahe (DP) vahemik	-0,6 kPa - 10,0 kPa
Sisselaskerõhu (IP) vahemik	0-150 kPa
Rakkude mahu mõõtmine	15 µl
Lahjenduse kompensatsiooni maht (paak)	70 ml
Nihkekiirus (1,0 ml/min)	< 2700 с -1
Müratase	0,2 Pa, diferentsiaalrõhu signaal, 5 °C
Analoogväljund	1,0 V / 10 kPa FSD rõhuvahe 1,0 V / 200 kPa FSD sisendrõhk
Detektori kogumaht	Umbes 72 ml (koos paagiga)
Max voolukiirus	1,5 ml/min
Temperatuuri seadmise täpsus	±0,5 °C
Temperatuuri stabiilsus	Mitte halvem kui 0,01 °C
Digitaalne liides	RS-232C, USB, Ethernet
Andmeedastuskiirus (baud)	1200 - 115200
Digitaalsed sisendid	Loputus, nullimine, süstimine, viga
Digitaalsed väljundid	Süstimine, viga
Kaal	Umbes 4 kg
Mõõtmed (L, K, D)	160×175×640 mm

Aksessuaarid

GPC-režiimis töötamiseks ja kalibreerimissuhete loomiseks pakume laia valikut kõlarid GPC jaoks, mis on täidetud geelidega (statsionaarne faas) ja mitmesuguste keemiliste omadustega (polaarsed ja mittepolaarsed) eluentidega, mis on ette nähtud nii kõrgmolekulaarsete polümeeride ja oligomeeride analüüsimiseks kui ka standardsed polümeerobjektid.

Geelkromatograafia (GPC, SEC) kolonnid:

• mis tahes orgaanilised eluendid: PSS SDV, GRAM, PFG, POLEFIN (kuni 200 °C);
• vesieluentide jaoks: PSS SUPREMA, NOVEMA, MCX PROTEEMA;
• monodispersse pooride suuruse jaotusega või segatüüpi kolonnid absoluutselt lineaarsete kalibratsioonide saamiseks;
• madalate ja kõrgete MM väärtuste määramiseks;
• valmis kolonnikomplektid tuvastatavate molekulmasside ulatuse laiendamiseks;
• sünteetiliste ja biopolümeeride jaoks;
• lahendused mikro-GPC-st kuni ettevalmistavate süsteemideni;
• veerud kiireks jagamiseks.

Kolonne võib tarnida mis tahes teie valitud eluendis.

Geelkromatograafia (GPC, SEC) standardid:

• üksikud standardnäidised ja valmis etalonide komplektid;
• orgaanilistes lahustites lahustuv:
  • polüstüreen
  • polü(α-metüülstüreen)
  • polümetüülmetakrülaat
  • polü(n-butüülmetakrülaat)
  • polü(tert-butüülmetakrülaat)
  • polübutadieen-1,4
  • polüisopreen-1,4
  • polüetüleen
  • polü(2-vinüülpüridiin)
  • polüdimetüülsiloksaan
  • polüetüleentereftalaat
  • polüisobutüleen
  • polülaktiid
• lahustub vesisüsteemides:
  • dekstraan
  • pullulan
  • hüdroksüetüültärklis
  • polüetüleenglükoolid ja polüetüleenoksiidid
  • Polümetakrüülhappe Na-sool
  • Polüakrüülhappe Na-sool
  • Polü(p-stüreensulfoonhappe) Na-sool
  • Polüvinüülalkohol
  • valgud
• MALDI standardid, komplektid valguse hajumise detektorite (LSD) ja viskosimeetria valideerimiseks;
• deutereeritud polümeerid;
• eritellimusel valmistatud polümeerid ja standardid.

Geelkromatograafia on ilmselt kõige sagedamini kasutatav meetod, kuna see on kõige lihtsam meetod polüsahhariidide eraldamiseks laias molekulmassivahemikus. Samal ajal võimaldab see määrata polüsahhariidide molekulmassi. Kui kasutatakse kergeid määramistingimusi, on see meetod eriti kasulik ebastabiilsete bioloogiliste materjalide puhul.
Kromatograafia seade. Geelkromatograafia (GPC) on meetod, mille puhul polümeeri molekulide eraldamine põhineb poorsete geeliosakeste erineval mahul, mis on ligipääsetavad erineva suurusega lahustunud aine molekulidele.
Geel-permeatsioonkromatograafia on kolonnfraktsioneerimismeetodi tüüp, mille puhul fraktsioonideks eraldamine toimub molekulaarsõelmeetodil, mis põhineb molekulide võimel tungida teatud suurusega adsorbendi pooridesse. Selle meetodi puhul kasutatakse adsorbentidena materjale, millel puuduvad laengud ja ioonrühmad ning millel on täpselt määratud pooride suurus (vt ptk. Nendele nõuetele vastavad kõige paremini spetsiaalselt valmistatud stüreeni kopolümeerid divinüülbenseeniga, mis paisudes moodustavad geelid).
Taaskasutusrežiimis töötamise skeem. Geelpermeatsioonkromatograafiat kasutatakse eelkõige polümeersete ainete molekulmassi jaotuse määramise meetodina, aga eelkõige preparatiivne eraldusmeetod, kuid mõlemal juhul sobivad mõlemad tehnikad. Molekulmassi jaotuse määramisel on vaja kindlaks teha seos kromatogrammi ja molekuli suuruse või õigemini molekulmassi vahel.
Geel-permeatsioonkromatograafia, suuruseralduskromatograafiga.
Geelkromatograafia on raffia suuruseralduskromatograafia, milles statsionaarne faas on geel.
Geelkromatograafia on kolonnfraktsioneerimismeetodi tüüp, mille puhul eraldamine põhineb molekulaarsõela põhimõttel. See põhimõte oli tuntud juba 50ndate alguses, kuid alles pärast seda, kui Porat ja Flodin selle meetodi uuesti avastasid ja laialdaselt kasutasid, saavutas see tunnustuse ja laialdase kasutuse teaduslikus uurimistöös. Sellest ajast kuni 1964. aastani avaldati selle uue fraktsioneerimismeetodi kohta rohkem kui 300 artiklit.
Aminohapete eraldamine ioonivahetuskromatograafia abil. Geel-permeatsioonkromatograafia võimaldab iseloomustada ka fenoolformaldehüüdvaikusid.
Taaskasutusrežiimis töötamise skeem (10] Geel-permeatsioonkromatograafiat kasutatakse peamiselt polümeersete ainete molekulmassi jaotuse määramise meetodina, geelfiltratsioonkromatograafia on aga peamiselt preparatiivse eraldamise meetod, kuid mõlemal juhul sobivad mõlemad meetodid, kui molekulmassi jaotuse määramisel on vaja luua seos kromatogrammi ja molekuli suuruse või õigemini molekulmassi vahel.
Geelkromatograafia (GPC) on meetod molekulide eraldamiseks nende suuruse erinevuste põhjal. Seda meetodit tuntakse geelkromatograafia, suuruseraldus- ja molekulaarsõelkromatograafiana. Perekonnanimi peegeldab kõige paremini meetodi olemust, kuid kirjanduses kasutatakse laiemalt terminit geelkromatograafia.

Geelkromatograafia (GPC) on tehnika, mille puhul polümeeri molekulide eraldamine põhineb poorsete geeliosakeste erineval mahul, mis on erineva suurusega lahustunud aine molekulidele ligipääsetavad.
Geelkromatograafia (GPC) on meetod, mis kasutab lahuses olevate polüdisperssete polümeeride eraldamiseks väga poorseid mitteioonseid geelhelmeid. GPC-ga fraktsioneerimise väljatöötatud teooriate ja mudelite kohaselt ei ole eraldamise määrav tegur mitte molekulmass, vaid molekuli hüdrodünaamiline maht.
Geelkromatograafia põhineb erineva pikkusega ja seega ka erineva molekulmassiga makromolekulide võimel tungida läbi poorse komponendi erineva sügavusega. Kolonn täidetakse poorse klaasi või tugevalt ristseotud pundunud polümeergeeliga, polümeer lisatakse kolonni ülaossa ja seejärel kolonni pestakse lahustiga. Väiksemad molekulid tungivad palju sügavamale pooridesse ja jäävad kolonni elueerimisprotsessi ajal palju kauemaks kui suuremad makromolekulid.
Geelkromatograafia võimaldab mitte ainult oligomeeride segude fraktsioneerimist, vaid ka nende keskmise molekulmassi ja molekulmassi jaotuse määramist. Sel juhul erinevad Mark-Kuhni võrrandi konstantide arvväärtused teeta-lahustis Gaussi mähise koefitsientidest vähe.
Nukleiinhappekomponentide geel-permeatsioonkromatograafia viiakse läbi ristseotud dekstraangeelidel (Sephadex) (Sephadex, Pharmacia, Uppsala, Rootsi) ja polüakrüülamiidgeelidel (biogeelid) (Bio-Gel, Bio-Rad Labs Richmond, California. Lisaks geelidel on ioonivahetus- ja adsorptsiooniomadused, millel on suurenenud afiinsus aromaatsete ja heterotsükliliste ühendite suhtes.
Geel-permeatsioonkromatograafias täheldatakse ka puriini aluste adsorptsiooni geelimaatriksile.
Oligobutadieenide ja butadieeni kopolümeeride akrüülhappe ja akrüülnitriili RTF vastavalt andmetele 3. Geelpermeatsioonkromatograafia (GPC) kasutamine klassikalises versioonis oligomeeride RTF-i hindamiseks on endiselt piiratud. Sarnase molekulmassiga, kuid erineva funktsionaalsusega molekulide eraldamine GPC abil põhineb makromolekulide otste vahelise ruutkeskmise kauguse muutusel g/2 lahuses sõltuvalt lõpprühmade olemusest ja molekulmassist. Eriti tugevalt mõjutab r §)/ väärtust molekulide tsüklistumine ja hargnemine, mis viib selle vähenemiseni 1 5 - 2 korda võrreldes sama molekulmassiga lineaarsete molekulidega.
Geelkromatograafia mehhanism on suure ja väikese ristsidemete tiheduse korral põhimõtteliselt sama, kuigi praktikas võib esineda olulisi erinevusi. Geeli osakesed kolonnis suspendeeritakse lahustis. Geeliosakeste vahelised kanalid on palju suuremad võrreldes geeligraanulite sees olevate pooride suurusega, mistõttu lahusti voolab ainult geeligraanulite vahelises ruumis. Lahustunud aine molekulid tungivad olenevalt oma suurusest erineva sügavusega geeli pooridesse ja liiguvad praktiliselt piiranguteta geeligraanulites sisalduvas lahustis.
Siin esitatud geelkromatograafia mehhanism põhineb difusioonitasakaalu eeldusel. Teisisõnu eeldatakse, et lahustunud aine molekulide jaotumise aeg geeliosakeste välise ruumi ja nendele molekulidele kättesaadava pooride mahu vahel on üsna lühike. Ajavahemik, mille jooksul lahustunud aine molekule sisaldav tsoon geeliosakesi läbib, on tavaliselt palju pikem kui lahustunud molekulide geeligraanulitesse difusiooni teel tasakaalu saavutamise poolväärtusaeg.
Geelkromatograafias iseloomustab ainet selle K a väärtus, nagu tavalises kromatograafias. K väärtus ei sõltu veeru suurusest ja seetõttu saab seda kasutada erinevatel veergudel saadud GPC andmete võrdlemiseks.
Geelpermeatsioonkromatograafias viiakse polümeeri lahus vedelikku (eluent), mis liigub läbi sorbendiga täidetud kolonni. Kolonnist väljumisel jagatakse lahus vastavalt makromolekulide suurusele fraktsioonideks (tsoonideks). Aega, mis kulub hetkest, mil lahus sisestatakse eluenti, kuni hetkeni, mil antud tsoon kolonnist lahkub, nimetatakse retentsiooniajaks ja selle aja jooksul kolonni läbinud eluendi mahtu nimetatakse peetumismahuks.
Polüuretaani nihkekromatograafia. Molekulmassi määramine. Tetrahüdrofuraanis lahustatud polüuretaani proovide molekulmassi jaotus määrati geelkromatograafiaga.

Geelkromatograafia põhimõtet saab kasutada ainete eraldamiseks, mis erinevad oluliselt oma molekulide suuruse poolest. Kasutatava sorbendi pooride suurus peab olema proportsionaalne eraldatavate ainete molekulide suurusega. Materjali eraldusvõime sõltub pooride jaotusest. Ained, mille molekulid on nii suured, et ei suuda pooridesse tungida, läbivad kolonni liikuva faasiga sama kiirusega. Mida väiksemad on eraldatavate ainete molekulid, seda suurema mahuga poorid võivad need tungida ja seda rohkem jäävad nad liikuva faasi esiosast maha. Geelkromatograafiat kasutatakse peamiselt makromolekulaarsete ainete analüüsimiseks.
Geelkromatograafias iseloomustab 0 molekule ja aineid, mis ei suuda tungida kolonnis oleva geeli pooridesse; adsorptsioonkromatograafias - ained, mis, kuigi nad läbistavad peaaegu kogu poori mahu, ei jää sorbendi pinnaga interaktsiooni tõttu kinni. Mahutavuskoefitsient iseloomustab eraldatava aine interaktsiooni protsesse liikuva ja statsionaarse faasiga ning on seetõttu termodünaamiline suurus.
Geelkromatograafias kasutatakse kolonni täiteainetena makropoorseid silikageele, poorseid klaase ja orgaanilisi polümeerseid geele. Sama tüüpi materjalid, mis erinevad poorsuse poolest, on mõeldud erineva suurusega molekulidega ainete eraldamiseks.
Geelkromatograafias on liikuv faas enamikul juhtudel ainus lahusti. Lahusti valikul tuleb arvestada polümeeri lahustuvust selles ja samal ajal nii, et kasutatavas liikuvas faasis oleks eraldatud ainete interaktsioonid statsionaarse faasiga minimaalsed. Tetrahüdrofuraani kasutatakse kõige sagedamini vees lahustuvate hüdrofiilsete polümeeride eraldamiseks.
Paisunud geeli skemaatiline kujutis. Geelpermeatsioonkromatograafias määrab komponentide sorptsiooni aktiivsuse ja sellega seotud faasidevahelise massiülekande ainult makromolekulide difusiooniline liikuvus ning nende suuruse ja pooride suuruse suhe.
Geelkromatograafia jaoks kasutatakse geelkromatograafe, mis koosnevad kromatograafiliste kolonnide komplektist, mis on täidetud sobiva sorbendiga (makropoorsed klaasid, stürogeelid jne.
Lisaks üldistele kromatograafilistele põhimõtetele on geelkromatograafial oma eripärad, mis on seotud eelkõige uurimisobjektiks olevate polümeerilahuste omadustega, nende objektide, sorbentide ja analüüsitingimuste mitmekesisusega. Kõik see raskendab loomulikult üldise teoreetilise skeemi koostamist. Seetõttu olid GPC valdkonnas töötavad teadlased meetodi väljatöötamise esimestel etappidel sunnitud välja töötama konkreetsed teoreetilised kontseptsioonid, mille raames leiti eksperimendis täheldatud üksikute mustrite selgitamine. See võimaldas katset asjatundlikumalt seadistada, selle režiimi optimeerida ja tulemusi tõlgendada.
Nende polümeeride geelkromatograafia viidi läbi ja nende molekulmassi määramiseks saadi kalibreerimiskõverad.
Geelkromatograafia andmete töötlemine nõuab süsteemi kolme omaduse kindlaksmääramist: saadud andmete usaldusväärsus, süsteemi kalibreerimine ja eraldusvõime. Need kolm omadust on omavahel seotud ja need tuleb lõpuks määrata otseste mõõtmiste abil. Kui see on tehtud, saate seejärel kasutada kaudseid andmeid süsteemi määratud karakteristikute muutumatuse kohta.
Geelkromatograafia meetodil eraldatakse polümeeri proov vastavalt selle makromolekulide suurusele. Kuni me räägime molekulidest, mis erinevad ainult molekulmasside poolest, määrab eraldamise efektiivsuse ainult molekulmass. Kuid isegi nii lihtne olukord võib muutuda keerulisemaks, kui keemiliselt heterogeense polümeeriproovi molekulid sisaldavad rühmi, mis on erineval määral solvateerunud. Siis, hoolimata samadest molekulmassidest, võivad mõnel ahelal olla suured molaarmahud.
Geelkromatograafiat kasutatakse mitmesuguste materjalide analüüsimiseks ning selle kiiret laienemist on ajendanud selle lihtsuse ja kõrge efektiivsuse eelised. Meetodi efektiivsus avaldub kõige selgemini looduslike ainete analüüsis, mille molekulmass varieerub laias vahemikus.
Teoreetilise plaadiga ekvivalendi kõrguse sõltuvus sorbendi terade läbimõõdust erinevat tüüpi sorbentide puhul erinevate pakkimismeetoditega. O - pinnapoorne sorbent. dK - 2 1 mm, käsitsi pakend.. - pindmiselt poorne sorbent, dK 7 9 mm, masinpakend. f-pinna poorne sorbent, dK 7 9 mm, käsitsi pakend. c - silikageel, tasakaalustatud suspensioon. f - mikrosfääriline silikageel. stabiliseeritud vedrustus. P - diiselguur, tampoonpakend. A - mikrosfääriline silikageel, stabiliseeritud suspensioon.| Kitsalt dispergeeritud polüstüreeni standardite GPC kolonnil (250 x 0 20 mm silikageeliga (Fp 0 20 mm, dp 5 - 6 µm. 1 - Mw 2 - 10. 2 - Mw 5 MO4. 3 - L w 4. Alates geel-penetratsioonkromatograafias on k n väike, selle kromatograafilise meetodi F on väiksem kui adsorptsioonkromatograafia puhul.
Geelkromatograafia (või geelkromatograafia) on vedelikkromatograafia variant, milles lahustunud aine jaotatakse geeligraanuleid ümbritseva vaba lahusti ja geeligraanulites oleva lahusti vahel. Kuna geel on paisunud struktureeritud süsteem erineva suurusega pooridega, sõltub eraldumine seda tüüpi kromatograafias eraldatavate ainete molekulide suuruse ja geeli pooride suuruse suhtest. Lisaks molekulide suurusele, mida võib pidada proportsionaalseks molekulmassiga, mängib geelkromatograafias olulist rolli molekulide kuju. See tegur on eriti oluline polümeerilahuste puhul, milles sama molekulmassiga molekulid võivad vastavalt oma konformatsioonile omandada erineva kuju (sfäärilise või muu suvalise) ja sellest tulenevalt kolonnis erinevalt käituda. Täiendavad põhjendused kehtivad sfäärilise kujuga molekulide puhul.

GPC (Gel Permeation Chromatography), mis on mõeldud eranditult analüütilistel eesmärkidel ja mille kogupikkus on 370 cm. (Selle kromatograafi tööpõhimõte, milles sünteetiliste polümeeride molekulmassi jaotus määratakse peaaegu täielikult automaatselt, on kirjeldatud leheküljel Loomulikult saab seda tüüpi instrumendi luua ka vees lahustuvate polümeeridega töötamiseks, mis hõlbustab oluliselt molekulmassi määramist.
Geelkromatograafia laialdast kasutamist takistab aga poorsete geelide väike valik ja asfalteenide eraldamise võimatus, võttes arvesse nende keemilist olemust. Selle meetodi kohaselt jagati ioonivahetusvaikude (Amberlite-27 ja Amberlite-15) abil asfalteenid neljaks happeliseks (38-6% algsest), neljaks aluseliseks (16-6%) ja neutraalseks (41-3%). ) murrud. Seejärel jagatakse need geelkromatograafia abil sama molekulisuurusega fraktsioonideks. See meetod näitas Romashkinski õlist eraldatud asfalteenide olulist polaarsust.
Dalglishi kolmepunktiline interaktsioonimudel. Põhimõtteliselt toimub geelkromatograafias (nimetatakse ka suuruseraldus- või sõelkromatograafiaks), mis on eriti oluline valgukeemias, eraldamine peamiselt molekulide steeriliste suuruste erinevuste tõttu: suured molekulid, kuna need ei ole võimelised difundeeruvad maatriksi väikestesse pooridesse, elueeruvad kiiremini kui väikesed molekulid.
Eespool käsitletud geelkromatograafia mehhanism näib olevat katsega täielikult kinnitatud. Enamikul juhtudel ei mõjuta voolukiiruse muutmine elueerimismahtu, mis näitab, et süsteem on tasakaalutingimustele väga lähedal. Samuti tuleb märkida, et ülaltoodud pilt on tegelikkuse väga umbkaudne lähenemine. Joonisel fig. 5-1 tähistavad lahustunud aine molekule, mis oma väga väikeste mõõtmetega võivad difundeeruda läbi maatriksi kõigi pooride ja isegi kohtades, kus poorid kitsenevad. Samal ajal on lahustunud aine molekulide hulgas molekule, mille suured suurused võimaldavad neil tungida ainult teatud suurusega pooridesse, mis asuvad ainult geeligraanulite väliskestal. Siiski peavad olema keskmise suurusega molekulid, mis võivad läbida pooride kitsaskohti, kuigi palju väiksema kiirusega tänu vastastikmõjule kanali seintega. Craig näitas veenvalt, et lahustunud aine molekulide läbimise kiirused difusiooni ajal läbi membraanide, mille mõlemal küljel on nende molekulide kontsentratsioonid erinevad, ei erine palju, kui membraanide poorid on palju suuremad kui difundeeruvate molekulide suurus. Kuid difusioonikiirused on tundlik molekuli suuruse mõõt nende molekulide puhul, mille mõõtmed on vaid veidi väiksemad kui pooride läbimõõt. Ilmselgelt on diferentsiaaldifusiooni ja geelkromatograafia protsessid oma olemuselt lähedased.
Geelkromatograafiaga fraktsioneerimisel kasutatakse või püütakse kasutada suurt hulka erinevaid geele. Reeglina on need geelid erineva ristsidumise astmega polümeerid ja tavaliselt paisuvad lahustites, milles need saadakse. Näideteks on vesilahustes kasutatavad dekstraanid ja orgaanilistes lahustites töötamisel kasutatavad polüstüreenid. Vastupidiselt tavapärasele seisukohale ei ole turse olulist rolli näidanud, kuid läbilaskvus või poorsuse aste on geeli kvaliteedi väga oluline näitaja. Vaughan viis läbi ulatuslikud uuringud erinevate geelide ja muude poorsete materjalide kohta ning näitas, et paisunud silikageel (Monsanto Santocel A) oli polüstüreeni benseenis fraktsioneerimisel väga tõhus. Silikageel on hüdrofiilne aine ja seetõttu loomulikult benseenis ei paisu.
Geelkromatograafia teoorial peatumata märgime, et osakeste läbilaskvus sõltub poorsusest ja tarretise saamise meetodist. Praegu kõige laialdasemalt kasutatavad tarretised on järgmised: vesilahuste jaoks - dekstraan, mis on ristseotud epiklorohüdriiniga (bioloogiliselt sünteesitud süsivesik) ja ristseotud polüakrüülamiidiga, ning mittevesilahuste jaoks - divinüülbenseeniga ristseotud polüstüreen.
Selles töös uuriti akrüülnitriili ja ABS kopolümeere kasutades geelkromatograafiat ning saadi erinevate lahustite kalibreerimiskõverad. Allpool kirjeldatakse selles töös ABS-kopolümeeride analüüsimiseks kasutatud meetodeid. Selles töös töötati välja meetodid lahustumatu polümeeri (geeli), lahustuva polümeeri ja mittepolümeersete lisandite koguhulga määramiseks, samuti meetodid seotud akrüülnitriili, butadieeni ja stüreeni määramiseks nii algses polümeeris kui ka eraldatud polümeeris. lahustumatu polümeer (geel) ja lahustuva polümeeri fraktsioonis . Kõik need meetodid on rakendatavad ka poogitud ABS-kopolümeeri vaheproovide analüüsimisel, samuti selle kopolümeeri ja madala molekulmassiga stüreen-akrüülnitriilpolümeeri segude analüüsimisel, mida kasutatakse ABS-i tootmisel.
Selles töös uuriti erinevatel meetoditel sünteesitud polükarbonaate, kasutades geelkromatograafiat. Töö autorid jõudsid järeldusele, et see meetod on parim lõppgruppide analüüsimiseks. Polükarbonaadi fraktsioneerimine viidi läbi ka geelkromatograafia abil. Polükarbonaadid fraktsioneeriti metüleenkloriidist järjestikuse sadestamise meetodil. Seda kalibreerimist kinnitasid veel membraani osmomeetria ja valguse hajumise mõõtmised. Eksperimentaalsed viskoossuse väärtused on näidanud, et Kurata-Stockmayer-Roy suhe sobib polükarbonaadi molekulaarse venituse tõlgendamiseks metüleenkloriidis.
Geelkromatograafia protsessi üldine kirjeldus peaks põhinema sobivalt modifitseeritud kromatograafia ja sorptsioonidünaamika teoreetilistel kontseptsioonidel, võttes arvesse polümeerilahuste eripära. Kromatograafilist süsteemi on mugav käsitleda kahefaasilise süsteemina, mõistes liikuvat faasi kui kanalite kogumit, mille moodustavad sorbendiosakeste vahel olevad tühimikud, ja statsionaarset faasi kui sorbendi ururuumi.
MWD määramisel geelkromatograafiaga juhitakse polümeerilahus läbi kolonni, mille täidis on lahuses paisunud ristseotud polümeeri kujul. Makromolekulide liikumise kiirus kolonnis oleneb nende molidest.
Suuruskromatograafia jaguneb geelkromatograafiaks (GPC) ja.
Kuuse holotselluloosi aluselise ekstrakti fraktsioneerimine ioonvahetuskromatograafia abil. Fraktsioneerimiseks kasutatakse sageli geelkromatograafiat.

Ärakiri

1 VENEMAA TEADUSTE AKADEEMIA ORGANOLELEMENTÜHENDITE INSTITUUDI ASUTAMINE. A.N.NESMEYANOVA. POLÜMEERIDE FÜÜSIKA JA HARIDUSKESKUS GEEL PERMEANT CHROMATOGRAPHY OF POLYMERS Spetsiaalse töötoa eesmärk Blagodatskikh I.V. MOSKVA

2 Sisu. POLÜMEERKROMATOGRAAFIA ALUSED. Polümeeride kromatograafia liikumapanevad jõud ja režiimid...kromatograafilise piigi omadused. Teoreetiliste plaatide kontseptsioon..3 Suurusvälistus (geelpermeatsioon) kromatograafia meetodi alused. PRAKTILISTE TÖÖDE TEOSTAMINE POLÜMEERI MWD ANALÜÜSIMISEL GEELI LÄBISTUSKROMATOGRAAFIA MEETODIL 3. KIRJANDUS. POLÜMEERKROMATOGRAAFIA ALUSED.Polümeerkromatograafia liikumapanevad jõud ja režiimid. Kromatograafia on meetod ainete eraldamiseks, jaotades need kahe faasi vahel, millest üks on liikuv ja teine ​​liikumatu. Liikuva faasi rolli vedelikkromatograafias täidab vedelik (eluent), mis liigub osakeste vahelistes kanalites mööda poorse materjaliga täidetud kolonni (vt joonis). Joonis Makromolekuli liikumine kromatograafilises kolonnis: d k - statsionaarse faasi osakeste vaheliste kanalite suurus; d n - pooride suurus; R on makromolekuli suurus; t s on aeg, mille makromolekul veedab poorides, t m ​​on liikuvas faasis. Statsionaarne faas on vedelikuga täidetud sorbendi poorid. Selle faasi keskmine liikumiskiirus piki veeru telge on null. Analüüt liigub mööda kolonni telge, liikudes koos liikuva faasiga ja peatudes aeg-ajalt, kui see siseneb statsionaarsesse faasi. Seda protsessi on illustreeritud joonisel fig., mis skemaatiliselt kujutab makromolekuli, mille suurus on R, järsku liikumist läbi kanalite, mille suurus d vastab osakese suurusele. Molekulid peatuvad pilulaadsetes poorides, mille suurus vastab suurusjärgus makromolekulide suurusele. Järjestikuste peatuste vahelise aja saab kirjutada järgmiselt:

3 t t s + t m + t k, () kus t s on molekuli viibimisaeg statsionaarses faasis, t m ​​d on aeg, mille molekul veedab liikuvas faasis (D - D põikdifusioonikoefitsient, t k on aeg liikuvast faasist statsionaarsesse faasi ja tagasi). Tavaliselt kõrgsurvevedelikkromatograafia protsessides (ingliskeelses kirjanduses Hgh Performance Lqud Chromatography) on selle analüütilises versioonis seekord t k palju väiksem kui kaks esimest ja selle võib valemist (() välja jätta. Kui peatumiste arv mööda kolonni liikumisel on piisavalt suur, siis on makromolekuli piki kolonni liikumise koguaeg üsna suur, võrreldes tasakaalu saavutamise iseloomuliku ajaga. Sel juhul saab makromolekuli leidmise tõenäosuse määramiseks statsionaarse faasi ruumalaühikus liikuva faasi suhtes (või jaotuskoefitsiendi K d, mis on võrdne nende faaside kontsentratsioonide suhtega), kasutada tasakaalu termodünaamika meetodeid. . Nimelt määrab jaotuskoefitsiendi makromolekuli liikuvast faasist statsionaarsesse faasi ülemineku vaba energia: T S H G RT Kd exp exp () RT N segmendist koosneva ahela korral K exp(N µ), (3) d kus µ on keemilise potentsiaali segmendi muutus. Jaotuskoefitsient kromatograafias on põhimõiste ja seda defineeritakse järgmiselt: VR V K d (4) Vt V kus VR on ruumala, millega antud aine kolonnist lahkub, V on liikuva faasi maht, mis määratakse saagise järgi. suurimatest makromolekulidest, mis ei sisene pooridesse, on V t koos lahustifrondiga väljuvate ainete elueerimise maht. Alates (3) on kohe näha, et olenevalt G märgist käituvad makromolekulid poori sisenedes erinevalt (vt joonis): Joon.. kui G>, siis K d kipub makromolekuli pikkuse suurenedes ( sel juhul väheneb ka elueerimismaht). See vastab suuruseralduskromatograafia režiimile. G. juures< K d экспоненциально растет с ростом ММ и это соответствует адсорбционному режиму хроматографии. Таким образом, оба режима хроматографии могут рассматриваться в рамках единого механизма и, более того, плавно меняя энергию взаимодействия сегмента с поверхностью сорбента за счет состава растворителя или температуры, можно обратимо переходить от одного режима к другому. Экспериментально это было впервые показано в работе Тенникова и др. . Точка (для данной пары полимер - сорбент - это состав растворителя и температура), соответствующая равенству G, при которой происходит компенсация энтропийных потерь и энергетического выигрыша при каждом соударении сегмента макромолекулы со стенкой поры называется критической точкой адсорбции или критическими условиями хроматографии. Как видим, в этих условиях не происходит деления по ММ и это обстоятельство является предпосылкой для использования режима критической хроматографии для исследования разных типов молекулярной неоднородности полимеров, таких как число функциональных групп на концах цепи, состав блоксополимеров, топология 3

4 (hargnenud või tsükliliste makromolekulide olemasolu). See kromatograafiline meetod on suhteliselt uus ja selle rakendamise huvitavamaid tulemusi võib leida näiteks töödest [,3,4]. Tingimusele G vastav kromatograafiarežiim< широко применяется для разделения низкомолекулярных соединений и называется, в зависимости от химической природы функциональных групп на поверхности сорбента, адсорбционной, нормальнофазной, обращеннофазной, ионпарной и т.д. хроматографией. Для полимеров его применение ограничено областью слабых взаимодействий вблизи критических условий и областью олигомерных макромолекул, т.к. с ростом длины цепи мы переходим к практически необратимой адсорбции макромолекулы на колонке. Наиболее важным для полимеров является режим эсклюзионной хроматографии или, как его еще называют, гельпроникающей хроматографии. Этот режим более подробно будет рассмотрен в следующем разделе, а сейчас мы перейдем к описанию некоторых важнейших хроматографических характеристик... Характеристики хроматографического пика. Концепция теоретических тарелок. После прохождения через хроматографическую колонку узкой зоны какого-либо монодисперсного вещества, на выходе мы получаем расширенную зону в виде пика приблизительно гауссова по форме (в случае хорошо упакованной колонки и правильно выбранной скорости хроматографии). Причины расширения пика лежат в различных диффузионных процессах, сопровождающих движение молекул вдоль колонки (см. например, соотношение ()). Наиболее важные характеристики пика - объем элюирования или V R или объем удерживания (относится к центру пика) и дисперсия пика, т.е. второй центральный момент (см.рис.3): σ h V V dv R. (5) Справедливы следующие соотношения между величинами, показанными на рис.3: σ, 43W W b. (6) 4 Рис. 3. Модель гауссова пика. Параметры уширения пика. Часто все эти величины выражаются в единицах времени, тогда говорят о времени удерживания и т.д., однако, в этом случае скорость потока элюента должна быть строго фиксирована. Существует простая феноменологическая теория описания относительного вклада расширения зоны в хроматографическое разделение. Это - теория тарелок. Хроматографическая колонка мысленно делится на ряд последовательных зон, в каждой из которых достигается полное равновесие между растворенным веществом в подвижной и неподвижной фазе. Физическую основу этого подхода составляет скачкообразное движение, описанное в начале первого раздела, и число теоретических тарелок в колонке связано с числом остановок при попадании в неподвижную фазу за время движения данного вещества по колонке. Чем больше это число, тем больше число теоретических тарелок и тем выше эффективность колонки. Число теоретических тарелок определяется следующим образом: 4

5 VR N σ V 5,54 W R V 6 W R b. (7) Kuna see väärtus muutub koos elueerimismahu muutumisega, on õige iseloomustada kolonni efektiivsust kasutada K d..3 juures vabanenud kinnijäämata ainet. Suuruse välistamise (geelpermeatsioon) kromatograafia meetodi põhialused. Suuruskromatograafiat (Sze Excluson Chromatography, SEC) või geelkromatograafiat (GPC, Gel Permeaton Chromatography, GPC) rakendatakse siis, kui makromolekulide käitumise poorides määrab vaba energia entroopiakomponent ja energiakomponent on sellega võrreldes väike. . Sel juhul sõltub jaotuskoefitsient eksponentsiaalselt makromolekuli suuruse ja pooride suuruse suhtest. Skaleerimise teooria ennustab makromolekuli suurusele vastavate pooride korral järgmisi mustreid: R K d Aexp D α, (8) kus R an on ideaalse ahela iseloomulik raadius või 3 R an 5 mahulise interaktsiooniga ahela puhul , D on pooride läbimõõt, α on 4/3 eksponent sõltuvalt kasutatavast poorimudelist (pilu, kapillaar, riba) ja ahela mudelist (ideaalne või mitteideaalne). Seega määrab makromolekulide käitumise suuruseralduskromatograafia tingimustes ahela suurus. Makromolekuli suuruse määrab selle keemiline struktuur, ahela lülide arv (või molekulmass) ja topoloogia (näiteks hargnenud makromolekuli või makrotsükli suurus on vähenenud võrreldes sama kemikaali lineaarse makromolekuliga struktuur). Lisaks sõltub elastsete makromolekulide suurus teatud määral kasutatavast lahustist välistatud mahuefekti tõttu. GPC-meetod on aga laboripraktikas laialt levinud kui meetod molekulmasside järgi eraldamiseks, keskmise molekulmassi ja molekulmassi jaotuse (MWD) määramiseks. Meetodi väljatöötamine algas 5-ndate aastate keskel, kui loodi esimesed laia pooridega orgaanilised sorbendid kõrgjõudlusega geelkromatograafia jaoks. Nagu on näha seostest (8), ei ole meetod molekulmasside määramiseks absoluutne, vaid nõuab asjakohast kalibreerimist, kasutades standardseid (eelistatavalt kitsalt hajutatud) proove, mille MM on seotud retentsioonimahu (või aja) MM-iga. Joonis 4 illustreerib polüstüreeni kalibreerimiskõveraid log V R-i järgi Watersi pooljäikade orgaaniliste sorbentide (crostyragel) erineva poorisuurusega. Mis tahes polümeeri analüüsimiseks molekulmassi järgi on vaja valida sobiva poorisuurusega kolonn või erinevate pooridega kolonnide seeria või kasutada kolonni erinevate pooridega sorbentide seguga (toodud näites Lnear kolonn) . Loomulikult on GPC-meetodi kasutamiseks MMR-analüüsis vaja luua tingimused eraldamise välistusmehhanismi rakendamiseks, mida ei muuda keeruliseks nii ahela keskmise kui ka lõpplüli interaktsiooni mõjud. Me räägime adsorptsiooni interaktsioonist mittepolaarse lahusti või mittepolaarsete ahela fragmentide pöördfaasi interaktsioonist hüdrofiilsete polümeeride kromatograafia ajal vesikeskkonnas. Lisaks on ioniseeritud rühmi sisaldavad vees lahustuvad polümeerid võimelised tugevaks elektrostaatiliseks interaktsiooniks ja nõuavad eriti hoolikat kromatograafiliste tingimuste valimist. Tingimuste valik hõlmab sorbendi ja lahusti (eluendi) valikut, mis sobivad konkreetseks analüüsiks keemilise struktuuri poolest. 5

6 Soovitused leiate kromatograafiaseadmete tootjate käsiraamatutest, samuti teatmeteostest ja monograafiatest (vt nt), 6 V R, ml Joon. 4. µstyrageli kolonnide kalibreerimiskõverad. Joonisel on näidatud kolonnide patenteeritud märgistus sorbendi pooride suurust iseloomustava väärtusega, mis on võrdne steerilistel põhjustel pooridest välja jäetud pikliku polüstüreeni ahela pikkusega. Kromatograafiakolonn on vedelikkromatograafi süda. Kromatograaf sisaldab ka mitmeid vajalikke lisaseadmeid:) eluendi etteandesüsteem (pump), mis tagab stabiilse voolu,) proovi süstimise süsteem ilma voolu peatamata (injektor või automaatne proovivõttur), 3) detektor - seade, mis tagab aine kontsentratsiooniga proportsionaalse signaali moodustumine kolonnist väljumisel (detektoreid on erinevat tüüpi, geelkromatograafias on populaarseimad refraktomeetrilised ja spektrofotomeetrilised detektorid) ning 4) isikuandmetel põhinevad andmete kogumise ja töötlemise süsteemid. arvuti. Kaasaegsetes kromatograafides juhitakse kromatograafi kõigi osade tööd sageli ka andmetöötlussüsteemiga kombineeritud juhtprogrammi kaudu. Suuruseralduskromatograafia F(V) tingimustes saadud polümeeri kromatogramm peegeldab selle molekulmassi jaotusfunktsiooni W(). Aine jäävuse seaduse alusel: F V dv W d (9) Kromatogrammilt funktsiooni MMD juurde liikumiseks on vajalik kalibreerimisfunktsioon V f(), siis on otsitav funktsioon W F(f) df () d Need seosed on kirjutatud ilma instrumentaalset laiendamist (IB ) arvestamata. Tõeline kromatogramm on saadud proovi eraldamisel MM-ga, liikudes mööda kolonni, ja samaaegselt polümeeri homoloogide segamisel tsoonide hägustumise tõttu. Seetõttu tuleks funktsiooni F(W) seoses (9) mõista PU-l korrigeeritud kromatogrammina. See funktsioon on esimest tüüpi Fredholmi integraalvõrrandi lahendus. PU korrigeerimise meetodeid on teada üsna palju. Vaata näiteks. Kaasaegsetes kõrgjõudlusega kromatograafilistes süsteemides on aga enamikul juhtudel PU panus kromatogrammi MMP-ga võrreldes väike ja selle võib tähelepanuta jätta. Kõige olulisem protseduur on kromatograafi kalibreerimine uuritava polümeeri molekulmassi järgi. Kui on olemas sobivad kitsalt hajutatud standardid erineva MM-iga, määratakse nende jaoks elueerimismahud (VR või Ve) ja konstrueeritakse kalibreerimise sõltuvus, mis on sarnane joonisel 4 kujutatule. Tavaliselt otsitakse gabariidiseost kujul (): n lg C V e () Kõige sagedamini kasutatakse esimese või kolmanda astme polünoome. Paaritu kraadi polünoomid (3, 5, 7) kirjeldavad kõige täpsemalt MM-i ülemise ja alumisega kalibreerimiskõverate iseloomulikku kuju. Polümeeride, nagu polüstüreen, polüisopreen, polümetüülmetakrülaat, jaoks on olemas kitsalt hajutatud standardite komplektid.

7 polüetüleenoksiid, dekstraanid ja mõned teised. Võite kasutada ka universaalset kalibreerimismeetodit, mille Benoit ja kaastöötajad esmakordselt praktikas tutvustasid. Meetod põhineb asjaolul, et makromolekulide hüdrodünaamiline maht on võrdeline polümeeri siseviskoossuse ja molekulmassi korrutisega ning seda saab kasutada elueerimismahu funktsioonina erinevate polümeeride universaalse parameetrina. Seejärel koostame universaalse gabariidirelatsiooni (), () log η n BV e, (), kasutades mis tahes standardite kogumit ja tuntud Mark-Kuhn-Houwink seost (3): η K a. (3) Uuritava polümeeri kuju () suhtelt mõõdusõltuvusele () liikumiseks piisab, kui kasutada vastavat Mark-Kuhn-Houwink seost, mille järel saame (4): log n B V e + a log K. (4) Geelkromatograafia andmete tulemusena võib leida erineva keskmistamisastmega keskmised molekulmassid, mis definitsiooni järgi esindavad järgmisi väärtusi: () n - arv-keskmine MM , W () d W d w z W d W d W d W d - massikeskmine MM, - z-keskmine MM. MMR-i statistilist laiust iseloomustavad erineva keskmistamisastmega MM-i suhted. Kõige sagedamini kasutatav suhe on w/n, mida nimetatakse polüdisperssuse indeksiks. 4. PRAKTILISED TÖÖD POLÜMEERI MWD ANALÜÜSIMISEL GEELI LÄBIMISKROMATOGRAAFIAGA Eesmärk: Tutvuda vedelikkromatograafi tööga, kromatograafilise katse läbiviimise meetodiga, kromatograafi kalibreerimise meetodiga kitsalt hajutatud polümeeride keskmiste abil. molekulmassid. Varustus:) Vedelikkromatograaf, mis koosneb pumbast, injektorist, kolonntermostaadist, polümeersorbendiga kolonnist ja personaalarvutil põhinevast andmetöötlussüsteemist.) Kitsalt hajutatud standardite komplekt erineva MM-iga (polüstüreen või polüetüleenoksiid). 3) Teadmata molekulmassiga uuritav proov. Tegevus:) Standardisegu lahuse valmistamine. 7

8) Standardite kromatogrammi saamine ja nende retentsioonimahtude (V e) määramine. 3) Kalibreerimissõltuvuse konstrueerimine kujul (). 4) Uuritava polümeeri lahuse valmistamine. 5) Uuritava polümeeri kromatogrammi saamine. 6) Valimi keskmise MM-i arvutamine. Joonisel 5 on kujutatud tüüpilist näidet polümeeriproovi kromatogrammist, mis on valmistatud keskmiste MM-ide arvutamiseks, nimelt joonistatakse lähtejoon, mis määrab kromatogrammi alguse ja lõpu, ning seejärel jagatakse kromatogramm piki ajatelge võrdseteks osadeks. nn viilud. n w z A, A A A, A A. Joon. 5. Iga lõigu jaoks määratakse selle pindala A ja kalibreerimissõltuvuse põhjal arvutatakse selle keskele vastav molekulmass. Seejärel arvutatakse keskmised molekulmassid: 8

9 3. KIRJANDUS. M. B. Tennikov, P. P. Nefedov, M. A. Lazareva, S. Ya Frenkel, Makromolekulide vedelikkromatograafia ühtsest mehhanismist poorsetel sorbentidel, Vysokomolek. ühendus, A, 977, t.9, N.3, koos S.G.Entelis, V.V.Evreinov, A.I.Kuzaev, Reactive oligomers, M: Chemistry, T.M.Zimina, E.E. Kever, E.Yu.Melenevskaya, V.N.Zgonnik, B.G. Kromatograafilise "nähtamatuse" kontseptsiooni eksperimentaalse kontrolli kohta plokk-kopolümeeride kriitilises kromatograafias, Vysokomolek. conn., A, 99, v. 33, N6, koos I.V. Blagodatskikh, A.V. Gorshkov, Uurimus tsükli makromolekulide adsorptsiooniomadustest kriitilises piirkonnas, kõrge molekulmass. conn., A, 997, v. 39, N6, koos A. M. Skvortsoviga, A. A. Gorbunoviga, Lineaarsete ja ringmakromolekulide kromatograafia skaleerimise teooria, kõrge molekulmass. ühendus, A, 8. köide, N8, koos B.G. Belenky, L.Z. Vilenchik, Polymer chromatography, M: Chemistry, W.W.Yau, J.J.Krkland, D.D.Bly, odern Sze-Excluson Lqud Chromatography, New York: John Wley & Sons. Styskin, L. B. Itsikson, E. B. Braudo. Praktiline kõrgsurvevedelikkromatograafia. Moscow Ch Wu, Ed.Column Handbook for Sze Excluson Chromatography, N-Y: Academc Press..Z.Grubsc, R.Rempp, H.Benor, J. Polym. Sc., B, 967, v.5, lk

VENEMAA TEADUSTE AKADEEMIA ORGANEOLEMENTÜHENDITE INSTITUUDI ASUTAMINE. A.N.NESMEYANOVA. POLÜMEERIDE FÜÜSIKA JA KEEMIA UURIMIS- JA HARIDUSKESKUS Blagodatskikh I.V. POLÜMEERIDE VEDELIKROMATOGRAAFIA

1 Makromolekulaarsed ühendid (Lysenko E.A.) Loeng 7. Makromolekulide fraktsioneerimine 2 1. Fraktsioneerimise mõiste. 2. Ettevalmistav fraktsioneerimine. 3. Turbidimeetriline tiitrimismeetod. 4. Geeli läbistav

Laboratoorsed tööd 7b Muldade gaasifaasi koostise kromatograafiline määramine. Kromatograafia (kreeka keelest chroma, genitive case chromatos color, paint) – füüsikalis-keemiline eraldamise ja analüüsi meetod

8. Küsimused 1. Defineeri kromatograafia. 2. Millised kromatograafia omadused võimaldavad saavutada sarnaste omadustega ainete paremat eraldamist võrreldes teiste eraldusmeetoditega. 3. Loetelu

Moskva Füüsika ja Tehnoloogia Instituut (Riiklik Ülikool) Molekulaarfüüsika osakond Füüsikalised uurimismeetodid Loeng Gaaskromatograafia Teooria ja põhimõtted Dolgoprudnõi, november

04.07 Moskva Füüsika ja Tehnoloogia Instituut Molekulaar- ja Bioloogilise Füüsika Osakond Füüsikalised uurimismeetodid Loeng 8 Kromatograafia Dolgoprudnõi, 6. aprill 07 Plaan. Päritolu ajalugu

Moskva Füüsika ja Tehnoloogia Instituut (Riiklik Ülikool) Molekulaarfüüsika osakond Füüsikalised uurimismeetodid Loeng 0 Gaasikromatograafia Dolgoprudnõi, 5. november 0 Plaan. Lugu

Analüütiline keemia 4. semester, loeng 17. Moodul 3. Kromatograafia ja muud analüüsimeetodid. Kromatograafia. Meetodite põhimõte ja klassifikatsioon. 1. Kromatograafilise eraldamise põhimõte. Statsionaarne ja mobiilne

Kromatograafia avastamine (1903) MIHHAIL SEMENOVITŠ TSVET (1872-1919) Kromatograafia arengu põhietapid 1903 Kromatograafia avastamine (Tsvet M.S.) 1938 Õhukesekihiline või tasapinnaline kromatograafia (Izmailov)

Moskva Füüsika ja Tehnoloogia Instituut (Riiklik Ülikool) Molekulaar- ja bioloogilise füüsika osakond Füüsikalised uurimismeetodid 7. loeng Gaasi- ja vedelikkromatograafia. Praktiline

7. PEATÜKK GAAS-VEDELIKROMATOGRAAFIA Analüüsimeetodina pakkus kromatograafiat vene botaanik M. S. Tsvet, et lahendada klorofülli komponentide määramise eriprobleem. Meetod osutus universaalseks.

Moskva Füüsika ja Tehnoloogia Instituut Molekulaar- ja Bioloogilise Füüsika Osakond Füüsikalised uurimismeetodid Loeng 9 Gaaskromatograafia Tehnikad ja katsemeetodid Dolgoprudnõi, 3. aprill

Teema 5. Reoloogia alused. Polümeerilahuste viskoossus. Teoreetiline osa. Suure molekulmassiga ainete (HMS) viskoossed vedelikud ja lahused jaotatakse voolu iseloomu järgi njuutonilikeks ja mitte-newtonideks. Newtoni

Kasu Agilent AdvanceBio SEC suuruse välistuskromatograafia veergudest biofarmatseutilise analüüsi jaoks Võrrelge mitme tootja veerge andmekvaliteedi parandamiseks Tehniline ülevaade

Moskva Füüsika ja Tehnoloogia Instituut (Riiklik Ülikool) Molekulaar- ja Bioloogilise Füüsika Osakond Füüsikalised uurimismeetodid Loeng 9 Vedelikkromatograafia Meetodid ja tehnoloogia

Journal of Analytical Chemistry, 5, köide 6, 7, lk. 73-78 UDC 543.544 Gaaskromatograafia modelleerimine Henry konstandi etteantud sõltuvusega temperatuurist. 5g. Prudkovski A.G. Geokeemia ja Analüütika Instituut

Agilent AdvanceBio SEC suuruse välistuskromatograafia veerud liitanalüüsi jaoks: seadme ühilduvuse tehnilise teabe ülevaade Sissejuhatus Agilent AdvanceBio SEC veerud on uus perekond

MULTIDETEKTORI GEELI LÄBISTUSKROMATOGRAAFIA POLÜMEERANALÜÜSI jaoks K. Svirsky, Agilent Technologies, [e-postiga kaitstud] Geelkromatograafia on ainus kromatograafiatehnika

Ettevalmistusvaldkonna akadeemilise distsipliini “Sissejuhatus kromatograafilistesse analüüsimeetoditesse” tööprogrammi KOKKUVÕTE 04.03.01 Keemia koolitusprofiilis “Analüütiline keemia” 1. Distsipliini omandamise eesmärgid

46. ​​KROMATOGRAAFILISED ERALDAMISE MEETODID Kromatograafilised meetodid on mitmeastmelised eraldusmeetodid, mille puhul proovi komponendid jaotatakse kahe faasi, statsionaarse ja liikuva faasi vahel. liikumatuks

VENEMAA RAHVUSLIKU TEADUSTE HARIDUS- JA TEADUSMINISTEERIUM TOMSK RIIKÜLIKOOLI KEEMIATEADUSKOND Distsipliini kommenteeritud tööprogramm Kromatograafilised analüüsimeetodid Koolituse suund

Teadus-tehnoloogiline ettevõte SINTECO KOHVI JA TEE KVANTITATIIVSE KEEMILISE ANALÜÜSI MEETOD KOFEEINI SISU MÄÄRAMISEKS VEDELIKROMATOGRAAFIA MEETODIL. DZERŽINSK 1997 1 Seda dokumenti levitatakse

7. loeng (9.05.05) ÜLEKIRJAPROTSESSID GAASIDES Iga termodünaamiline süsteem, mille all mõeldakse suure hulga molekulide kogumit, satub konstantsetes välistingimustes termodünaamilise olekusse

Föderaalne haridusagentuur Riiklik erialane kõrgharidusasutus “Uurali Riiklik Ülikool. OLEN. Gorki" IONC "Ökoloogia ja looduskorraldus"

Kõrgmolekulaarsed ühendid (Lõsenko E.A.) 5. loeng (-Temperatuur). -lahuse temperatuur ja ideaalsus.. -temperatuuri ja faaside tasakaalud. 3. -makromolekulaarsete mähiste temperatuur ja suurused. .. Mõju

Loeng 6 Kromatograafilised analüüsimeetodid Loengukava 1. Kromatograafia mõisted ja terminid. 2. Kromatograafiliste analüüsimeetodite klassifikatsioon. Kromatograafia seadmed. 3. Kromatograafia tüübid: gaas,

Reaalse aine teooria. Teadus on esitanud suure hulga tõelise gaasi teooriaid või seadusi. Tuntuim reaalsete gaaside van der Waalsi seadus, mis suurendab käitumise kirjelduse täpsust

VALGEVENE RIIKLIKÜLIKOOLI KEEMIATEADUSKONNA ANALÜÜTILISE KEEMIA OSAKOND PROGRAMMI ERIKURSUS “KROMATOGRAAFILINE ANALÜÜS” ERIALA 5. KURSUSE ÕPILASELE

Loeng 7. PINNÄHTUSED 1. Pindpinevus 1.1. Pinna energia. Seni pole me arvestanud liidese olemasolu erinevate meediumite* vahel. Kuid selle olemasolu võib olla väga

Polümeervedelike viskoelastsus. Polümeervedelike põhiomadused. Tugevalt põimunud ahelatega polümeersed vedelikud hõlmavad polümeeri sulameid, kontsentreeritud lahuseid ja poollahjendeid

Moskva Füüsika ja Tehnoloogia Instituut (Riiklik Ülikool) Molekulaarfüüsika osakond Füüsikalised uurimismeetodid Loeng 9 Kromatograafia. Sissejuhatus Dolgoprudnõi, 9. oktoober 0 Plaan.

ANALÜÜTILINE KEEMIA UDC 543.544 ADSORPTSIOONKROMATOGRAAFIA BIOGAASI ANALÜÜSIS 1999 M.V. Nikolajevi keemiainstituut, UNN. N.I. Lobatševski L.P. Prokhorovi Nižni Novgorodi õhutusjaam Töötatud välja metoodika

KAASAEGNE ETTEVALMISTAV VÄLKKROMATOGRAAFIA 2. osa* A. Abolin, Ph.D., "GalaKhim" [e-postiga kaitstud] P.-F. Icarus, Interchim (Prantsusmaa) Jätkame kaasaegsete ettevalmistusmeetodite materjalide avaldamist

Lühijuhend geel-permeatsioonkromatograafia kolonnide ja standardite valimiseks VALIKUJUHEND Sissejuhatus Geelkromatograafia (GPC) on meetod molekulmassi jaotuse hindamiseks

VENEMAA FÖDERATSIOONI TERVISHOIUMINISTEERIUM PEARMAKOPOEIA MONTAAŽ Kromatograafia OFS.1.2.1.2.0001.15 Art. SP XI, number 1 Kromatograafia on ainete segude eraldamise meetod

Agilent Gel Permeation Chromatography Software Üks terviklik lahendus kiireks ja lihtsaks polümeeri analüüsiks Põhifunktsioonid Sissejuhatus Agilent Technologies

2.2.29. KÕRGE VEDELIKROMATOGRAAFIA Kõrgefektiivne vedelikkromatograafia (HPLC) on eraldusmeetod, mis põhineb ainete erineval jaotusel kahe segunematu vahel.

nime saanud Jaroslavli Riiklik Pedagoogikaülikool. K. D. Ushinsky Üldfüüsika osakond Molekulaarfüüsika labor Laboratoorsed tööd 5 Statistiliste mustrite uurimine Galtoni tahvlil

Loeng 3. FAASIDE PIIRIDE VABA PINNANERGIA Pinnajõud. Pindpinevus Vaatleme süsteemi, mis sisaldab vedelikku ja auru, mis on sellega tasakaalus. Tiheduse jaotus süsteemis

2 Analüüsimeetodid: 1. Keemilised meetodid. Keemiline tasakaal ja selle kasutamine analüüsis. Happe-aluse tasakaal. Hapete ja aluste tugevus, nende muutumise mustrid. Hammetti funktsioon. Arvutus

7. loeng Hargnenud ahelreaktsioonid. Kriitilised nähtused hargnenud ahelreaktsioonides. E.-K. lk 38-383, 389-39. Radikaali moodustumise kiiruse lihtne avaldis: d r f(p) g(p) (1)

6. loeng Lukjanov I.V. Transpordinähtused gaasides. Sisu: 1. Molekulide keskmine vaba tee. 2. Molekulide jaotus keskmise vaba tee järgi. 3. Difusioon. 4. Gaasi viskoossus (sisehõõrdumine).

Föderaalne riigieelarveline teadusasutus "Föderaalse meditsiinibioloogia agentuuri Kirovi hematoloogia ja vereülekande teadusuuringute instituut" 3.3.2. Meditsiiniline immunobioloogiline

1. Selgitav märkus 1.1. Nõuded õpilastele Õpilasel peavad olema järgmised lähtepädevused: matemaatika ja loodusteaduste aluspõhimõtted; omama iseseisvaid oskusi

1 LOENG 10 Kaks süsteemi difusioonkontaktis. Keemiline potentsiaal. Faasi tasakaalu seisund. Üleminekukuumus. Clapeyroni-Clausiuse valem. Kaks süsteemi difusioonikontaktis Tasakaaluseisund

1. Pädevuste loetelu, mis näitab nende kujunemise etappe (tasemeid). PC-1: oskus kasutada teadmisi kohtuekspertiisi ja kriminoloogia teoreetilistest, metoodilistest, protseduurilistest ja organisatsioonilistest alustest

Teema. Pinnanähtuste füüsikalis-keemia. Adsorptsioon. Pinnanähtused ilmnevad heterogeensetes süsteemides, s.t. süsteemid, mille komponentide vahel on liides. Pindmised nähtused

TOMSK RIIKLIK ÜLIKOOL Füüsikateaduskond VEDELIKUD VISKOSUSKOEFITSIENTIDE UURIMINE STOKESI MEETODIL Laboritööde juhend Tomsk 2014 Läbi vaadatud ja kinnitatud

Väga elastne polümeervõrk. Polümeervõrk. Polümeervõrgud koosnevad pikkadest polümeeriahelatest, mis on omavahel ristseotud, moodustades hiiglasliku kolmemõõtmelise makromolekuli. Kõik polümeer

Gaasikromatograafia 1 Nõuded ainetele 1. Lenduvus 2. Termiline stabiilsus (aine peab aurustuma lagunemata) 3. Inertsus Gaasikromatograafi diagramm 1 2 3 4 5 1. Kandegaasiga silinder

Õppekava koostamisel lähtutakse haridusstandardist OSVO 1-31 05 01 2013 ja õppeasutuse õppekavast G 31 153/kool. 2013 KOOSTAJA: V.A.Vinarsky, dotsent, keemiateaduste kandidaat, dotsent SOOVITATUD

VENEMAA FÖDERATSIOONI TERVISHOIUMINISTEERIUM GENERAALNE FARMAKOPÖÖTA PAIGALDAMINE Kromatograafia paberil OFS.1.2.1.2.0002.15 Art. Riiklik fond XI, väljaanne 1 Filterlehel toimuv kromatograafiline protsess

Vene Föderatsiooni Haridus- ja Teadusministeerium Föderaalne Haridusagentuur Riiklik erialane kõrgharidusasutus "UFA RIIKÕLI

AGILENT POLÜMEERSTANDARDID GEELI LÄBIVIIMISE/LÕIGU KROMATOGRAAFIALE Sisukord GPC POLÜMEERSTANDARDID... 3 InfinityLab EasiVial...5 InfinityLab EasiCal...8 polüstüreeni standardid...9 standardit

RÜHM A ETTEVÕTE B I O C H I M M A K Z A K R Y BIO 1 1 9 8 9 9, Venemaa, Moskva, Lenin Tel./Faks (0 9 5 ) 939-59-67, tel. 939- IN S T R U K T I O N analüütilise komplekti MOSCOW kasutamise kohta

Ioonkromatograafia teooria: universaalne lähenemisviis piikide parameetrite kirjeldamiseks 1998. A.G. Prudkovski, A.M. Dolgonosovi V.I.Vernadski nimeline geokeemia ja analüütilise keemia instituut, Venemaa Teaduste Akadeemia 117975

Moskva Füüsika ja Tehnoloogia Instituut (Riiklik Ülikool) Molekulaar- ja Bioloogilise Füüsika Osakond Füüsikalised uurimismeetodid Loeng 8 Detektorid kromatograafias Vedelikkromatograafia

VENEMAA FÖDERATSIOONI TERVISEMINEERIUM PEARMAKOPOEIA ARTIKKEL Elektroforees OFS.1.2.1.0021.15 Art. Riigifond XI, number 1 Elektroforees on analüüsimeetod, mis põhineb laetud osakeste võimel

1 Kõrgmolekulaarsed ühendid (Lysenko E.A.) Loeng 10. Amorfsete polümeeride termomehaaniline analüüs. 2 1. Füüsikaliste kehade mehaanilise analüüsi põhimõisted. 2. Amorfsete polümeeride termomehaanilised kõverad

5 FÜÜSIKALINE TASAKAALUS LAHENDUSTES 5 Segu komponentide osalised molaarväärtused Ideaalsete gaaside segu termodünaamiliste omaduste arvessevõtmine toob kaasa seose Ф = Σ Ф, (5) n kus Ф on mis tahes ekstensiivne

6.. Moskva Füüsika ja Tehnoloogia Instituut (Riiklik Ülikool) Molekulaarfüüsika osakond Füüsikalised uurimismeetodid Loeng Gaasikromatograafia. Tehniline teostus Vedelikkromatograafia

Kõrgmolekulaarsed ühendid (Lysenko E.A.) Loeng 4. Polümeerilahuste faaside tasakaalud Lahustumiskineetika. Kontsentratsioonirežiimid.Polümeerilahuse olekuvõrrand. . Faasi tasakaalud

Laboratoorsed tööd. Bensiini fraktsiooni koostisega C 8 areenide sisalduse määramine Naftakeemia jaoks on suur tähtsus õlide ja kondensaatide süsivesinike (HC) koostise tundmisel molekulaarsel tasemel.

Ideaalne polümeerkett. Ideaalne polümeerkett. Ideaalne ahel on mudelahel, milles jäetakse tähelepanuta nn hulgiinteraktsioonid, s.t. ahela kaugemate lülide vastasmõju.

Laboratoorsed tööd 1.17 JUHUSLIKUTE MUUTUJATE NORMAALJAOTUSE SEADUSE UURIMINE M.V. Kozintseva Töö eesmärk: uurida juhuslike suuruste jaotust mehaanilisel mudelil (Galtoni tahvel). Harjutus:

VALGEVENE RIIKÜLIKOOL KINNITUD Keemiateaduskonna dekaan D.V. Sviridov 2011 Registreerimine UD-/r POLYMEERIDE LAHENDUSED Õppekava erialal 1-31 05 01 Keemia (aladel)

Suuruskromatograafia on vedelikkromatograafia variant, mille puhul eraldumine toimub molekulide jaotumise tõttu sorbendi pooride sees asuva lahusti ja selle osakeste vahel voolava lahusti vahel, s.t. statsionaarne faas on poorne keha või geel ning ainete erinev peetus tuleneb aine molekulide suuruse, kuju ja statsionaarse faasi pooridesse tungimise võime erinevustest. Meetodi nimetus peegeldab protsessi mehhanismi, ingliskeelsest terminist "Suuruse välistamine", mis tähendab suuruse erandit. Geelkromatograafia (GPC) on suuruseralduskromatograafia, milles statsionaarse faasina toimib geel.

Erinevalt teistest HPLC versioonidest, kus eraldumine toimub komponentide erineva interaktsiooni tõttu sorbendi pinnaga, on tahke täiteaine roll suuruseralduskromatograafias ainult teatud suurusega pooride moodustamine ja statsionaarne faas on lahusti, täidab need poorid.

Meetodi põhiomadus on võime eraldada molekule nende suuruse järgi lahuses peaaegu iga molekulmassiga vahemikus - 10 2 kuni 10 8, mis muudab selle asendamatuks sünteetiliste kõrgmolekulaarsete ainete ja biopolümeeride uurimiseks.

Vaatleme meetodi põhiprintsiipe. Välistamisveeru mahtu saab väljendada kolme termini summana:

V c = V m+ V i+ V d,

kus V m- surnud ruumala (sorbendi osakeste vaheline lahusti maht, teisisõnu liikuva faasi maht); V i- lahusti poolt hõivatud pooride maht (statsionaarse faasi maht); V d on sorbendi maatriksi maht ilma poorideta. Lahusti kogumaht veerus V t on liikuva ja statsionaarse faasi mahtude summa:

V t = V m+ V i .

Molekulide püsimise suurust välistavas kolonnis määrab nende pooridesse difusiooni tõenäosus ja see sõltub peamiselt molekulide ja pooride suuruste suhtest. Jaotuskoefitsient Kd, nagu ka teistes vedelikkromatograafia variantides, on aine kontsentratsioonide suhe statsionaarses ja liikuvas faasis:

Kd = C1/C0

Kuna liikuval ja statsionaarsel faasil on sama koostis, on aine Kd, mille jaoks mõlemad faasid on võrdselt kättesaadavad, võrdne ühtsusega. Selline olukord esineb kõige väiksemate mõõtmetega molekulide puhul (kaasa arvatud lahusti molekulid), mis tungivad kõikidesse pooridesse ja liiguvad seetõttu läbi kolonni kõige aeglasemalt. Nende peetav maht võrdub lahusti kogumahuga Vt. Kõik molekulid, mille suurus on suurem kui sorbendi pooride suurus, ei saa neisse siseneda (täielik välistamine) ja läbida osakeste vahelisi kanaleid. Need elueeruvad kolonnist sama retentsioonimahuga, mis võrdub liikuva faasi V mahuga m. Nende molekulide jaotuskoefitsient on null.

Proovide eraldamise ja tuvastamise põhimõte suuruseralduskromatograafias.
A - näidissisend; B - jagamine suuruse järgi; C - suurte makromolekulide saagis;
D on väikeste makromolekulide saagis.

Retentsioonimahu ja proovi molekulmassi (või molekuli suuruse) suhet kirjeldatakse osalise kalibreerimiskõveraga, s.o. Iga konkreetset sorbenti iseloomustab oma kalibreerimiskõver, mille abil hinnatakse sellel eraldatavate molekulmasside ulatust. Punkt A vastab veeru V välistamispiirile ehk tühimahule m. Kõik molekulid, mille mass on suurem kui punktis A, elueeruvad ühe piigiga retentsioonimahuga V m. Punkt B peegeldab läbitungimispiiri ja kõik molekulid, mille mass on väiksem kui punktis B, väljuvad kolonnist ühes piigis retentsioonimahuga V t . Punktide A ja B vahel on valikuline eraldusvahemik. Vastav maht

V i= V t - V m

nimetatakse tavaliselt kolonni töömahuks. Segment CD on privaatse kalibreerimiskõvera lineaarne lõige, mis on konstrueeritud koordinaatides V R - lg M. Seda jaotist kirjeldab võrrand

VR = C1-C2 lg M,

kus C 1 on segment, mis on ordinaatteljel lõigu CD jätkuga ära lõigatud, C 2 on selle segmendi kaldenurga puutuja ordinaattelje suhtes. C2 väärtust nimetatakse kolonni eraldusvõimeks; seda väljendatakse lahusti milliliitrite arvuna ühe suurusjärgu molekulmassi muutuse kohta. Mida suurem on eraldusvõime, seda selektiivsem on eraldamine antud massivahemikus. Kalibreerimiskõvera mittelineaarsetes piirkondades (lõiked AC ja BD) väheneb C2 vähenemise tõttu fraktsioneerimise efektiivsus märgatavalt. Veelgi enam, mittelineaarne seos lg M ja VR muudavad andmetöötluse oluliselt keerulisemaks ja vähendab tulemuste täpsust. Seetõttu püütakse valida kolonn (või kolonnide komplekt) nii, et analüüsitud polümeeri eraldumine toimuks kalibreerimiskõvera lineaarses piirkonnas.

Kui mõni aine elueerub peetava mahuga, mis on suurem kui Vt, näitab see muude eraldusmehhanismide (enamasti adsorptsiooni) avaldumist. Adsorptsiooniefektid ilmnevad tavaliselt jäikadel sorbentidel, kuid mõnikord täheldatakse neid ka pooljäigadel geelidel, mis on ilmselt tingitud suurenenud afiinsusest geelimaatriksi suhtes. Näiteks on aromaatsete ühendite adsorptsioon stüreen-divinüülbenseeni geelidel.

Ilmselt saab polümeer-sorbent-lahusti süsteemi interaktsiooniparameetrite muutmisega lülituda adsorptsioonimehhanismilt välistusmehhanismile ja vastupidi. Üldiselt püüab suuruseralduskromatograafia adsorptsiooni ja muid kõrvalmõjusid täielikult maha suruda, kuna need, eriti polümeeride molekulmassi jaotuse (MWD) uurimisel, võivad analüüsi tulemusi oluliselt moonutada. Üheks segavaks teguriks on hüdrodünaamiline kromatograafia režiim, kus statsionaarse faasi rolli mängivad kolonni (kanali) seinad ja makromolekulide või osakeste segu eraldumine toimub voolukiiruste erinevuse tõttu. liikuv faas piki tilga telge ja selle seinte juures, samuti eraldunud osakeste jaotumise tõttu ristlõike kanalites vastavalt nende suurusele.

Põhilised erinevused suuruseralduskromatograafia ja muude võimaluste vahel on a priori teadaolev analüüsi kestus konkreetses kasutatavas süsteemis, võime ennustada komponentide elueerimise järjekorda nende molekulide suuruse põhjal, piikide ligikaudu sama laius üle kogu valikulise eraldamise vahemik ja usaldus proovi kõigi komponentide saagise suhtes üsna lühikese aja jooksul, vastav maht V t . Seda meetodit kasutatakse peamiselt polümeeride MWD uurimiseks ja bioloogilist päritolu makromolekulide (valgud, nukleiinhapped jne) analüüsimiseks, kuid need omadused muudavad selle väga paljulubavaks polümeeride madala molekulmassiga lisandite analüüsiks ja proovide esialgseks eraldamiseks. teadmata koostisega. Sellest saadud teave hõlbustab oluliselt parima HPLC valiku valimist antud proovi analüüsimiseks. Lisaks kasutatakse keeruliste segude eraldamisel esimese etapina sageli mikropreparatiivset suuruseralduseraldust erinevat tüüpi HPLC kombineerimise teel.

Polümeeride suuruskromatograafia seab liikuva faasi voolu stabiilsusele kõige rangemad nõuded. Polümeeride suuruseralduskromatograafia tulemuste täpsus sõltub märkimisväärselt temperatuurist. Kui see muutub 10 °C võrra, ületab keskmise molekulmassi määramise viga ±10%. Seetõttu on selles HPLC versioonis eraldussüsteemi termostaat kohustuslik. Reeglina piisab temperatuuri hoidmise täpsusest ±1°C vahemikus kuni 80-100°C. Mõnel juhul, näiteks polüetüleeni ja polüpropüleeni analüüsimisel, on töötemperatuur 135-150°C. Kõige tavalisem detektor polümeeride suuruskromatograafias on diferentsiaalrefraktomeeter.

Konkreetse analüütilise probleemi lahendamiseks optimaalseid tingimusi pakkuvate sorbentide valik toimub mitmes etapis. Geeli maatriks peab olema keemiliselt inertne, st. Suuruskromatograafia ajal ei tohiks eraldatud makromolekulide keemilist seondumist toimuda. Valkude, ensüümide ja nukleiinhapete eraldamisel kokkupuutel maatriksiga ei tohiks denatureerida. Esialgu tehakse analüüsitavate ainete keemilise koostise või lahustuvuse andmete põhjal kindlaks, millist protsessi versiooni tuleks kasutada – kromatograafiat vesisüsteemides või orgaanilistes lahustites, mis määrab suures osas vajaliku sorbendi tüübi. Madala ja keskmise polaarsusega ainete eraldamist orgaanilistes lahustites saab edukalt läbi viia nii pooljäikadel kui ka jäikadel geelidel. Polaarseid rühmi sisaldavate hüdrofoobsete polümeeride MWD uurimine viiakse sageli läbi stüreen-divinüülbenseeni geelidega kolonnidel, kuna sel juhul adsorptsiooniefekte praktiliselt ei ilmne ja modifikaatorite lisamine liikuvasse faasi pole vajalik, mis lihtsustab oluliselt lahusti valmistamine ja regenereerimine.

Vesisüsteemides töötamiseks kasutatakse peamiselt kõvasid sorbente; Mõnikord on võimalik saavutada väga häid tulemusi spetsiaalsete pooljäikade geelidega. Seejärel valitakse kalibreerimiskõverate või fraktsioneerimisvahemiku andmete abil vajaliku poorsusega sorbent, võttes arvesse olemasolevat teavet proovi molekulmassi kohta. Kui analüüsitav segu sisaldab aineid, mille molekulmass ei erine rohkem kui 2-2,5 suurusjärku, siis on tavaliselt võimalik neid eraldada sama poorisuurusega kolonnidel. Laiema massivahemiku jaoks tuleks kasutada mitmest kolonnist koosnevaid komplekte erineva poorsusega sorbentidega. Sel juhul saadakse ligikaudne kalibreerimise sõltuvus üksikute sorbentide kõverate liitmisel.

Suuruskromatograafias kasutatavad lahustid peavad vastama järgmistele põhinõuetele:

1) lahustada proov eraldustemperatuuril täielikult;

2) niisutab sorbendi pinda ega kahjusta kolonni efektiivsust;

3) vältida eraldunud ainete adsorptsiooni (ja muid koostoimeid) sorbendi pinnaga;

4) tagama võimalikult kõrge avastamistundlikkuse;

5) on madala viskoossusega ja toksilisusega.

Lisaks on polümeeride analüüsimisel oluline lahusti termodünaamiline kvaliteet: on väga soovitav, et see oleks eraldatava polümeeri ja geelmaatriksi suhtes “hea”, s.t. kontsentratsiooniefektid olid maksimaalselt väljendatud.

Polüetüleenglükooli oligomeeride kromatogramm, mis saadi 2(600x7,5) mm komposiitkolonnil TSK geeliga G2000PW, PF 0,05 M NaCl lahusega, voolukiirus 1 ml/min, rõhk 2 MPa, temperatuur 40°C, refraktomeetriline detektor.

Proovi lahustuvus on tavaliselt peamine piirav tegur, mis piirab sobivate liikuvate faaside ulatust. Parim orgaaniline lahusti sünteetiliste polümeeride suuruskromatograafias oma omaduste kompleksi tõttu on THF. Sellel on ainulaadsed lahustiomadused, madal viskoossus ja toksilisus, see ühildub stüreen-divinüülbenseeni geelidega paremini kui paljud teised lahustid ja tagab üldiselt kõrge tuvastamistundlikkuse, kui kasutatakse refraktomeetrit või UV-detektorit piirkonnas kuni 220 nm. Väga polaarsete ja tetrahüdrofuraanis mittelahustuvate polümeeride (polüamiidid, polüakrüülnitriil, polüetüleentereftalaat, polüuretaanid jne) analüüsimiseks kasutatakse tavaliselt dimetüülformamiidi või μ-kresooli ning madala polaarsusega polümeeride, näiteks erinevate kummide ja polüsiloksaanide eraldamiseks, viiakse sageli läbi tolueenis või kloroformis. Viimane on ka üks parimaid lahusteid IR-detektoriga töötamisel. O-Diklorobenseeni ja 1,2,4-triklorobenseeni kasutatakse muul viisil lahustumatute polüolefiinide kõrgtemperatuuriliseks kromatograafiaks (tavaliselt temperatuuril 135 °C). Nendel lahustitel on väga kõrge murdumisnäitaja, mistõttu on mõnikord kasulik kasutada neid tetrahüdrofuraani asemel madala murdumisnäitajaga polümeeride analüüsimisel, mis võimaldab refraktomeetriga tuvastamisel suurendada tundlikkust.

Vältimaks lahustite ja pooljäikade geelide oksüdeerumist kõrge temperatuuriga suuruskromatograafia tingimustes. O-diklorobenseenile ja 1,2,4-triklorobenseenile lisatakse antioksüdante (ionol, santonox R jne).

Kõvad sorbendid sobivad kokku kõigi pH-ga liikuvate faasidega<8-8.5. При более высоких значениях рН силикагель начинает растворяться и колонка необратимо теряет эффективность. Стиролдивинилбензольные гели совместимы в основном с элюентами умеренной полярности. Для работы на колонках с μ-стирогелем (от 1000Å и выше) пригодны тетрагидрофуран, ароматические и хлорированные углеводороды, гексан, циклогексан, диоксан, трифторэтанол, гексафторпропанол и диметилформамид.

Geeliosakeste pundumisaste erinevates lahustites ei ole sama, mistõttu kolonnides eluendi asendamine nende sorbentidega võib viia efektiivsuse vähenemiseni geeli mahu muutumise ja tühimike tekke tõttu. Sobimatute lahustite (atsetoon, alkoholid) kasutamisel tõmbub geel nii tugevasti kokku, et kolonn on lootusetult kahjustatud. Väikeste pooridega sorbentide puhul (nagu μ-stürogeel 100E ja 500E) täheldatakse sellist kokkutõmbumist nii polaarsetes kui ka mittepolaarsetes lahustites, seetõttu ei saa neid lisaks kasutada küllastunud süsivesinikes, fluoritud alkoholides ja dimetüülformamiidis. Mugav, kuigi väga kallis väljapääs on kasutada iga kasutatava lahusti jaoks eraldi kolonnikomplekte. Sel eesmärgil toodavad mõned ettevõtted sama pooride suurusega kolonne, mis on täidetud erinevate lahustitega - tetrahüdrofuraan, tolueen, kloroform ja DMF.

Makromolekulide eraldamise ajal määrab peamise panuse riba hägustumisesse takistatud massiülekanne. Kahjuks on paljud kasutatavad eluendid kõrge viskoossusega. Viskoossuse vähendamiseks (ja ka lahustuvuse parandamiseks) tehakse suuruseralduskromatograafiat sageli kõrgendatud temperatuuridel, mis parandab oluliselt kromatograafiasüsteemi efektiivsust.

Enamiku polümeeride analüüs jäikadel geelidel on sageli keeruline nende adsorptsiooni tõttu. Adsorptsiooni pärssimiseks kasutatakse tavaliselt lahusteid, mis adsorbeeruvad kolonni täidisele tugevamini kui analüüdid. Kui see mingil põhjusel ei ole võimalik, siis modifitseeritakse liikuvat faasi, lisades 0,1-2% polaarset modifikaatorit, näiteks tetrahüdrofuraani. Palju tugevamad modifikaatorid on erineva molekulmassiga etüleenglükool ja polüglükoolid (PEG-200, PEG-400, Carbowax 20 M). Mõnikord, näiteks dimetüülformamiidis sisalduvate polühapete analüüsimisel, on vaja lisada piisavalt tugevaid happeid. Tuleb märkida, et adsorptsiooni ei ole alati võimalik modifikaatorite lisamisega täielikult kõrvaldada. Sellistel juhtudel tuleks kasutada pooljäikaid geele. Mõned polümeerid lahustuvad hästi ainult väga polaarsetes lahustites (atsetoon, dimetüülsulfoksiid jne), mis ei sobi kokku stüreen-divinüülbenseeni geelidega. Nende eraldamisel kõvadel sorbentidel valitakse lahusti vastavalt ülaltoodud üldpõhimõtetele.

Suuruskromatograafial vesikeskkonnas on oma iseloomulikud tunnused. Paljude eraldatud süsteemide (valgud, ensüümid, polüsahhariidid, polüelektrolüüdid jne) eripära ja kasutatavate sorbentide mitmekesisuse tõttu on PF-i koostises palju variatsioone erinevate soovimatute mõjude mahasurumiseks. Sorbentidena kasutatakse dekstraangeele (Sephadex), polüakrüülamiidi, hüdroksüakrüülmetakrülaadi geele, agaroosgeele jne Suuruskromatograafia protsessis määravad makromolekulide käitumise eelkõige nende hüdrodünaamilised suurused ning valkude, ensüümide iseloomulik tunnus. ja sünteetilised polüelektrolüüdid on makromolekulide suuruse sõltuvus pH-st ja lahuse ioontugevusest. Mida madalam on lahuse pH ja ioontugevus, seda soodsamaks muutuvad makromolekulide lahtivolditud konformatsioonid (nn polüelektrolüüdi paisumine). Sel juhul keskmised statistilised suurused suurenevad, mis viib suuruseralduskromatograafia režiimis retentsioonimahtude vähenemiseni. Levinud modifitseerimismeetodid on erinevate soolade lisamine ja teatud pH väärtusega puhverlahuste kasutamine. Eelkõige pH säilitamine<4 дает возможность подавить слабую ионообменную активность силикагелей, обусловленную присутствием на их поверхности кислых силанольных групп. Требуемая ионная сила подвижной фазы достигается при концентрации буферного раствора 0,05-0,6М; оптимальную концентрацию подбирают экспериментально. Для предотвращения ионообменной сорбции катионных соединений наиболее часто используют такой активный модификатор, как тетраметиламмонийфосфат при рН=3. Однако при разделении некоторых белков могут проявляться гидрофобные взаимодействия, в свою очередь осложняющие эксклюзионный механизм разделения. Те же эффекты иногда проявляются и при работе с дезактивированными гидрофильными сорбентами. Для их устранения к растворителю добавляют метанол. Иногда в водную подвижную фазу вводят полярные органические растворители, полигликоли, кислоты, основания и поверхностно-активные вещества.

Suuruskromatograafia kõige olulisem rakendusvaldkond on suure molekulmassiga ühendite uurimine. Sünteetiliste polümeeride puhul on see meetod kiiresti võtnud juhtiva positsiooni nende molekulmassi karakteristikute määramisel ja seda kasutatakse intensiivselt teist tüüpi heterogeensuse uurimiseks. Biopolümeeri keemias kasutatakse makromolekulide fraktsioneerimiseks ja nende molekulmassi määramiseks laialdaselt suuruseralduskromatograafiat.

Kõrgmolekulaarsete sünteetiliste polümeeride suuruseralduskromatograafia põhijooneks on segu eraldamise võimatus üksikuteks ühenditeks. Need ained on segu erineva polümerisatsiooniastmega ja vastavalt erineva molekulmassiga M. i. Selliste segude molekulmassi saab hinnata mõne keskmise väärtuse järgi, mis sõltub keskmistamismeetodist. Iga molekulmassiga M molekulide sisaldus i määratakse kas nende arvulise osa järgi polümeeri molekulide koguarvus või massiosa järgi nende kogumassist. Tavaliselt iseloomustavad polümeeri nende meetodite abil leitud keskmised väärtused, mida nimetatakse vastavalt arvkeskmiseks M n ja keskmine mass M w molekulmass. M väärtused n andke näiteks krüoskoopia, osmomeetria, ebullioskoopia ja M väärtused w- valguse hajutamine ja ultratsentrifuugimine.

Kui tähistame molekulide arvu molekulmassiga M i läbi N i, siis saab polümeeri kogumassi väljendada läbi Σ M i N i , molekulide arvuline osa massiga M i läbi N i / Σ N i ja molekulide massiosa massiga M i- läbi f i= M i N i / Σ M i N i . Nendele fraktsioonidele vastava osa määramiseks polümeeri kogumassist korrutatakse need M-ga i .

Kõigi koguste saadud väärtuste liitmisel saadakse keskmised molekulmassid:

M n = Σ 1 /( f i/M i ) = (Σ M i N i )/(Σ N i )

M w = Σ M i f i = (Σ M i 2 N i )/(Σ M i N i )

Suhe M w>>M n iseloomustab polümeeri polüdisperssust.

Praktikas määratakse polümeeride molekulmass sageli viskosimeetria abil. Viskoossuse keskmine molekulmass leitakse Mark-Kuhn-Houwinki võrrandi abil:

[η ] = K η / M η a

kus [η ] on siseviskoossus; K η, a on antud polümeer-lahusti süsteemi konstandid antud temperatuuril.

Suurust M η kirjeldab võrrand

M η = ( Σ M i a f i ) 1/a

Reeglina rahuldavad keskmiste molekulmasside väärtused ebavõrdsust

M w> M η > M n

Tavaliselt iseloomustab polümeeri proovi M väärtuste komplekt w, M η , M n ja M w/M η , kuid sellest ei pruugi piisata. Kõige täielikuma teabe proovi molekulmassi heterogeensuse kohta annavad MMD kõverad. Tüüpiline kromatogramm, mis saadakse suuruseralduseraldusprotsessist, on üsna sile kõver ühe või mitme maksimumiga. Sellest kõverast, kasutades kalibreerimissõltuvust ja vastavaid arvutusi, määratakse polümeeri keskmiste molekulaaromaduste ja MWD väärtused diferentsiaal- või integraalkujul.