Создание градиента концентрации растворителя

Рис. П.9. Схема системы для создания градиента концентрации растворителей, основанная на смешении потоков [13, с. 103]

Бейкер и Вильямс [1 в 1956 г. ввели в практику фракционирования высокомолекулярных соединений по молекулярным весам метод хроматографии на колонках. Схема усовершенствованного прибора подобного типа представлена на рис. 4-1. Основные узлы прибора смеситель для создания градиента концентрации растворителя колонка, заполненная насадкой нагреватели для создания линейного градиента температуры в колонке и приспособление для отбора фракций. Образцы (в работе [1] полистиролы различного типа) наносили на небольшое количество стеклянных шариков испарением хорошего растворителя из раствора полимера. Покрытые полимером шарики помещали затем в верхнюю часть колонки в виде шлама в плохом растворителе. Градиент концентрации растворителя варьировали в диапазоне от 100%-ного этанола до 100%-ного метилэтилкетона, изменяя состав растворителя со временем по экспоненциальному закону. Температура в верхней части колонки составляла 60°, а в нижней части 10°. Для построения кривых интегрального и дифференциального распределения по молекулярным весам отбирали элюируемые фракции, выделяли из этих растворов полимер и измеряли количество и молекулярный вес полимера в каждой фракции. Фракционирование полистирола описанным методом осуществлялось вполне удовлетворительно, о чем свидетельствовали данные повторного фракционирования ряда фракций и сравнения полученных результатов с теоретическими кривыми распределения. Бейкер и Вильямс считали, что разделение образца на фракции в колонке происходило по механизму многостадийного последовательного осаждения. Наличие такого механизма предполагает растворение части полимерного образца в той области колонки, в которой температура максимальна, и перенос насыщенного раствора полимера в более холодную часть колонки, где, если температурный коэффициент растворимости положителен, полимер мог высадиться. Установление нового состояния равновесия осажденного на носителе полимера с подвижной жидкой фазой могло произойти уже при более высоком относительном количестве хорошего растворителя в смеси. Описанные стадии могут повторно осуществляться по всей длине колонки до тех пор, пока полимер не появится в нижней части колонки в виде насыщенного раствора при температуре, установленной в этой части колонки. Поскольку авторы постулировали наличие механизма осаждения, описанный метод называют осадительной хроматографией . [c.86]

В. Создание градиента концентрации растворителя [c.89]

Система для создания градиента концентрации состоит из смесителя 4, сосуда для чистого растворителя 2, капельной воронки с делениями 1 и двух сифонов. [c.85]

Кроме того, в струйке прядильного раствора, из которой образуется волокно, неравномерно (по сечению) протекает релаксация напряжений и соответственно возникает новое неравномерное поле продольных напряжений. В результате этого структура внешних слоев волокна отличается от структуры внутренних слоев большей плотностью и, по-видимому, большей упорядочностью структуры полимера. Наличие радиального градиента концентрации растворителя и осадителя и радиального распределения усилий приводит к созданию направленного изменения структуры волокна от центра к периферии. Кроме того, наличие самой полимерной сетки создает чередующийся порядок элементов структуры в поперечном направлении волокна. У волокон, сформованных в мягких условиях, размер этих элементов равен среднему преимущественному размеру мелких пор, т. е. 50—60 А, который несколько уменьшается от периферии к центру волокна. [c.87]

Экспоненциальные градиенты можно получить с использованием приспособления, сделанного из шприца (рис. 8.5). В шприц набирают определенный объем слабого растворителя А. Этот объем можно менять, передвигая поршень шприца. Если включить подачу насоса, сначала на колонку будет подаваться растворитель А, который затем будет по экспоненциальному заколу смешиваться с более сильным растворителем Б. Форму получаемого градиента можно менять, подбирая концентрации растворов А и Б, вместимость камеры шприца и скорость подачи растворителя насосом. Рассчитанное на высокое давление устройство аналогичной конструкции может быть установлено между насосом и инжектором. Оно также позволяет получить экспоненциальный градиент. Его преимущество — возможность создания градиента для микроколонок с одним насосом, так как при этом вместимость насоса и подводящих трубок не искажает и не задерживает начала градиента. [c.143]

В ионообменной хроматографии можно варьировать концентрацию соли либо pH подвижной фазы. В твердо-жидкостной хроматографии можно увеличить полярность растворителя. Метод разделения определяет выбор системы для создания градиента, как показано в табл. 2.2. [c.26]

Экспериментально постоянную диффузии определяют путем измерения скорости размывания четкой границы раздела, созданной в вертикальной кювете между белковым раствором и растворителем. Это измерение проводят путем регистрации изменения градиента показателя преломления с последующим расчетом градиента концентрации, поскольку они связаны линейной зависимостью. [c.133]

Основные типы транспорта (кратко) представлены на рис. У-2. В случае многокомпонентных смесей потоки часто не могут быть описаны с помощью простых феноменологических уравнений, потому что движущие силы и потоки сопрягаются. На практике это означает, что перенос индивидуальных компонентов не протекает независимо друг от друга. Например, разность давлений до и после мембраны не только приводит к течению растворителя, но также ведет к возникновению массового потока и росту градиента концентрации растворенного вещества. В то же время градиент концентрации не только приводит к диффузионному переносу массы, но также ведет к созданию гидростатического давления. [c.214]

Имеются две основные модели, с помощью которых можно вывести уравнения, предсказывающие влияние как температурного градиента, так и градиента концентрации растворителя на эффективность фракционирования. Первая из этих моделей предложена Капланом [22]. Каплан приводит экспериментальные факты, свидетельствующие о том, что фазовая диаграмма для раствора аморфного полимера представляет собой асимметричную кривую смешения с критической точкой, весьма близко расположенной к ординате растворителя. Поэтому Каплан постулирует, что описывающая состояние разбавленного раствора полимера при охлаждении точка пересекает кривую смешения и в осадок выпадает очень вязкая или гелеобразная фаза, находящаяся в равновесии с гораздо большим объемом практически чистого растворителя. Эта модель предполагает, что разбавленный раствор подобного типа присутствует в любой содержащей полимер зоне колонки. Как следует из расчетов Бейкера и Вильямса, гель будет выпадать в осадок при температуре, соответствующей 0-температуре Флори [37], т. е. темиературе, при которой, согласно Флори, происходит разделение фаз в системе растворитель — полимер бесконечного молекулярного веса. Обогащение смеси лучшим растворителем приведет к растворению геля и последующему выделению его в осадок, но уже при меньшей темнед)атуре. Объем элюирующей жидкости, протекающей через колонку в любой момент времени, считается малым по сравнению с объемом, взятым для создания полного градиента концентрации растворителя. Следовательно, различием между составами растворителя в верхней и нижней частях колонки можно пренебречь, Исходя из этого, Каплан получил уравнение [c.101]

Для создания определенного pH и поддержания на необходимом уровне готовят соответствующий буферный раствор. Если это возможно, то буферный раствор подбирают таким образом, чтобы его функциональная группа была похожа на функциональную группу образца. Так, ацетатный буферный раствор приемлем для анализа карбоновых кислот, фосфатный — для люирования нуклеотидов. Большое значение имеет чистота буферного раствора, так как он не должен детектироваться выбранным детектором, что особенно важно при работе в режиме градиентного элюирования. Чистота буферного раствора зависит от фирм-производителей, и даже разные партии одной фирмы могут различаться по составу. Каждая новая партия буферного раствора тестируется двумя холостыми хроматографическими опытами перед использованием. Второй опыт показывает, существуют ли вещества, отложившиеся в колонке в процессе регенерации или в течение последних стадий предыдущего градиента. Хотя большинство разделений проводят в водных буферных растворах, иногда добавляют органический растворитель (метанол, этанол) в количестве 3-10% для повышения селективности и улучшения растворимости образца. При этом концентрация растворителя не должна быть велика, чтобы не выдать осаждения буферной соли, о чем будет свидетельствовать появление течи в системе и увеличение сопротивления в колонке. [c.38]

Экспериментально постоянную диффузии определяют путем измерения скорости размывания четкой горизонтальной границы, созданной в вертикальной трубке между белковым раствором и растворителем. Это измерение можно провести при помощи одного из оптических приемов, используемых при седиментации и электрофорезе (см. гл. V) [22, 23]. Если исследуемый белок гомогенен, ход изменения градиента концентрации d idx будет соответствовать кривой распределения Гаусса, в то время как концентрационный градиент белковой смеси будет отклоняться от этой кривой. [c.54]

Система для создания градиента. При разделении компонентов нуклеиновых кислот с помощью колоночной хроматографии часто бывает необходимо изменять pH растворителя или концентрацию ионов в нем. При автоматической хроматографии состав растворителя удобнее изменять пе ступенчато, а непрерывно (градиентное элюирование), что упрощает метод кроме того, при этом не появляются дополнительные начальные пики, как это бывает при пропускании канлдого нового растворителя при [c.76]

Для создания градиента плотности используют соли тяжелых металлов, например рубидия или цезия, а также растворы сахарозы. Образец, например, ДНК, смешивают с концентрированным раствором хлористого цезия. И растворенное вещество (ДНК), и растворитель сначала распределяются по всему объему равномерно. В ходе центрифугирования устанавливается равновесное распределение концентрации, а следовательно, и плотности s l, так как ионы цезия обладают большой массой. Под действием центробежного ускорения молекулы ДНК перераспределяются, собираясь в виде отдельной зоны в части пробирки с соответствующей им плотностью. Метод применяется главным образом в аналитическом центрифугировании и был использован Мезельсоном и Сталем для изучения механизма репликации ДНК Е. oli. Равновесное центрифугирование в градиенте плотности является также одним из методов разделения и изучения липопротеидов плазмы крови человека. [c.49]

Газ при переходе из колонки в ловушку резко охлаждается, что часто приводит к образованию аэрозоля (тумана), неконденсирующегося и выходящего из ловушки вместе с газом-носителем. Для осаждения тумана применяют электрическое поле (до 20 кВ), центрифугирование, заполнение ловушки насадкой (в частности, стеклянной ватой, адсорбентом, носителем, пропитанным жидкостью) или растворителем, создание температурного градиента между стенками ловушки и т. д. Полнота выделения фракции зависит не только от конструкции ловушки и температуры хладагента, но также и от летучести вещества, его концентрации в потоке газа-носителя и скорости потока. Так, в ловушке, изображенной на рис. 9.9, при —20 °С эфир не улавливается, циклогексан улавливается на 39%, изооктан — на 44,6% и гранс-декалин — на 88%. Степень улавливания компонента из потока можно повысить путем увеличения его концентрации. В частности, при повышении температуры колонки от 100 до 200 °С степень извлечения транс-яе-калина увеличивается с 47 до 93,1%. Программирование температуры также дает возможность увеличить степень улавливания. В момент выхода выделяемого компонента целесообразно снизить скорость газа-носителя. Например, при резком уменьшении расхода газа-носителя (начальный расход 200 смУмин, конечный — 25 см /мин) декалин улавливается на 97%. [c.261]