Принципы гель-хроматографии

Принцип метода. Метод молекулярно-ситовой хроматографии (гель-хроматографии, гель-проникающей хроматографии или эксклюзионной хроматографии) —это вид твердо-жидкостной хроматографии, основанный на различной способности молекул веществ, отличающихся своими размерами, проникать внутрь заполненных растворителем пор неподвижной фазы и задерживаться там на различное время. Молекулы, имеющие большой размер, не проникают совсем или проникают только в часть пор носителя и вымываются из колонки раньше, чем маленькие молекулы, вследствие чего обеспечивается разделение по размеру молекул в растворе. [c.69]

Рис. 5.3-18. Принцип гель-хроматографии. Гель (неподвижная фааа)

Приведенный на фиг. 27 пример наглядно демонстрирует первый случай (стр. 152). Если элюентом в-этом опыте является этанол, то объем выхода всех глицеридов соответствует их молекулярному весу. Различие в полярности между глицеридами, содержащими и не содержащими свободную гидроксильную группу, совершенно исчезает в полярных растворителях, и разделение в этом случае идет в соответствии с принципами гель-хроматографии. [c.128]

ПРИНЦИПЫ ГЕЛЬ-ХРОМАТОГРАФИИ [c.340]

Хроматографические процедуры чрезвычайно многообразны. Они классифицируются в зависимости от агрегатного состояния подвижной фазы (жидкостная и газовая хроматография), от физико-химического принципа, лежащего в основе разделения веществ между подвижной и неподвижной фазами (адсорбционная, распределительная, ионообменная и гель-хроматография), от аппаратурного оформления (колоночная и плоскостная хроматография), от решаемой задачи (аналитическая и препаративная хроматография). [c.338]

Применение иных принципов разделения чаще всего также делает анализ очень громоздким и мало эффективным. Сюда можно отнести такие методы, как молекулярная перегонка [21] или термодиффузия [1, 22, 23]. Более перспективным, очевидно, является метод разделения с помощью гель-хроматографии [И, 193], позволяющий фракционировать такие сложные смеси, как битумы, по величине молекул, входящих в их состав. [c.6]

Методом гель-хроматографии в принципе можно фракционировать такие олигомерные соединения, которые в силу низкой летучести не удается анализировать методом газовой хроматографии. Члены гомологических рядов олигомеров часто так незначительно различаются по химическим свойствам, что их бывает трудно разделить методом ЖЖХ. Тем не менее за последние три года интерес к гель-хроматографии олигомеров постоянно растет. [c.298]

В связи с применением принципа эксклюзии к гель-хроматографии Педерсен [30] ссылается на давно известный факт, что в узком капилляре свободные частицы движутся быстрее, чем растворитель (который также тормозится турбулентными завихрениями у стенок). Он попытался обнаружить этот эффект на слое очень мелких стеклянных шариков (см. стр. 46). Можно было бы вполне представить, что в слое частиц геля также образуются каналы или щели, в которых крупные молекулы (в центре канала) движутся [c.119]

Эккере [33] применил этот принцип к гель-хроматографии и предложил для очень пористых гелей механизм ограниченной диффузии. (В отличие от других типов геля для сефадекса 0-200 коэффициент распределения между фазой геля и элюентом в равновесном состоянии значительно отличался от значения Кв., определенного на колонке.) Согласно новому принципу, объемы выхода макромолекул (белков) с гранулированного геля агара или сефадекса 0-200 определяются скоростью их диффузии в фазу геля. Вследствие медленной диффузии крупные молекулы проникают в гель не столь глубоко, как мелкие, н поэтому вымываются с колонки гораздо раньше. Вновь применив уравнение Ренкина [32], Эккере связал величину /(( , характеризующую поведение макромолекул в геле, с величиной г Я, где г — радиус частиц белка [c.120]

Сложность состава асфальтенов заставляет искать пути фракционирования их на более узкие, поддающиеся изучению группы. Большинство методов фракционирования основывается на различной растворимости асфальтенов в ряде растворителей [20]. Причем анализы построены на принципе дробного осаждения [20, 59, 64] или ступенчатой экстралсции [20, 65, 66]. Они показали, что по мере уменьшения растворимости фракций растут их молекулярная масса, степень ароматичности и конденсированности. Эти выводы в основном были подтверждены при фракционировании асфальтенов с помощью гель-хроматографии [И, 34]. [c.13]

Помимо эксклюзии и диффузии, существует еще один принцип, исходя из которого можно разработать теорию гель-хроматографии, — принцип распределительной хроматографии. При этом весь гель (а не только содержащийся в нем растворитель) рассматривают как стационарную фазу. Бренстед [38] исследовал влияние размеров молекул на распределение в различных равновесных фазах и обнаружил, что значение X в уравнении Больцмана пропорционально молекулярному весу [c.123]

В гель-хроматографии водных растворов чаще всего используют гидрофильные гели. Однако это не ограничивает область применимости метода. В некоторых случаях можно получить отличное разделение на гелях (например, каучука или слегка сшитого полистирола), способных набухать в органических растворителях, выполняющих роль подвижной фазы. При этом по описанному выше принципу совершается разделение гидрофобных веществ между набухшим гидрофобным гелем и растворителем. [c.26]

Существует в основном три способа классификации более чем тысячи научных публикаций, касающихся разделения на пористых гелях 1) по природе исследуемых веществ-, 2) по применению в отдельных областях химии или биологии (в гл. V делается попытка объединить оба эти варианта) 3) по типу решаемых проблем, выделив основные принципы применения гель-хроматографии при этом не принимается во внимание природа соединений. Преимущество последнего способа состоит в том, что читатель может быстро получить информацию, необходимую для решения какой-либо конкретной задачи. В основу этой главы положены методологические аспекты, поэтому в нее мы включили целый ряд специально подобранных примеров. [c.134]

Правильный выбор сорбента и соответствующей элюирующей системы — это первый и наиболее важный этап решения поставленной задачи. Поэтому необходимо обстоятельно знать свойства всех типов используемых в ТСХ сорбентов. Выбрать оптимальную хроматографическую систему достаточно сложно, поскольку разделение методом ТСХ обычно совершается в результате сочетания различных механизмов, чаще всего адсорбции и распределения между фазами, а также ионного обмена или затрудненной диффузии (гель-хроматография). Однако, еслп условия выбраны правильно, один из механизмов разделения становится преобладающим. Если разделяемые соединения неполярны, следует создать условия, благоприятные для адсорбционной хроматографии (применение сорбента с большой адсорбционной способностью), а для разделения полярных (растворимых в воде) соединений следует использовать принципы, применяемые в жидко-жидкостной хроматографии. Наконец, при работе с ионогенными соединениями следует избрать методику ионообменной хроматографии. Очевидно, что налицо определенная аналогия с колоночной хроматографией. [c.97]

Основной принцип гелевой хроматографии состоит в использовании различной способности полимерных молекул неодинаковых размеров проникать внутрь набухших гелевых зерен, образованных из полимерных сеток и применяемых в качестве сорбента для заполнения хроматографических колонок. Гели подбираются таким образом, чтобы исключить взаимодействие их матриц с полимером- [c.81]

Иногда к хорошим результатам приводит сочетание принципа гель-проникающей хроматографии с адсорбцией [21, 95, 102, 129]. Впервые на такую возможность указал Порат [102]. [c.130]

НОЛОМ ИЛИ щелочными растворами. При хроматографировании на бумаге чрезвычайно мещает наличие избытка неорганических солей, поэтому были разработаны различные типы приборов для обессоливания, в которых используется принцип электродиализа (см. [30, 146], а также [50] ). Позднее для обессоливания стали применять гель-хроматографию. [c.88]

Поток элюента перемещается по колонке или под действием силы тяжести (в этом случае ввод в колонку расположен выше вывода из колонки), или с помощью насосов (см. разд. 8.2). В первом случае понижение уровня элюента в верхнем резервуаре, происходящее в ходе элюирования, приводит к уменьшению гидростатического давления и, следовательно, к уменьшению скорости потока. Чтобы избежать этого, используют принцип сосуда Мариотта. Резервуаром для элюента служит делительная воронка емкостью до 2 л. На рис. 6.5 показана схема простой установки для гель-хроматографии. Для некоторых видов гель-хроматографии (см. разд. 6.4.2) необходимы насосы, позволяющие регулировать скорости потока элюента. Для работы с мягкими гелями более удобен перистальтический насос, так как поршневой насос может вызвать пульсацию давления, в результате которой может нарушиться проницаемость слоя геля, [c.366]

Подбирая гель, следует учитывать его тип и размеры частиц. В принципе методом гель-хроматографии проводят два вида разделения групповое разделение и фракционирование. В первом случае содержащиеся в пробе соединения делят на две группы соединения большей молекулярной массы, которые не удерживаются гелем и элюируются объемом элюента, равным свободному объему, и низкомолекулярные соединения, которые могут диффундировать внутрь геля и элюируются объемом элюента, приблизительно равным общему объему слоя геля Уг. Групповое разделение часто называют обессоливанием даже в тех случаях, когда его целью является извлечение низкомолекулярных примесей, отличающихся от солей. Во втором случае — при фракционировании — разделяют более сложные смеси довольно сходных соединений, различающихся по характеру их диффузии внутрь геля. Последовательность элюирования этих соединений из гелей определяется величинами/Со- [c.366]

В последнее время большие надежды исследователей были связаны с использованием гель-проникающей хроматографии для анализа ММР (со)полимеров АА [5-7]. В целом эти надежды оправдались, и метод гель-проникающей хроматографии был успешно применен в качестве экспресс-метода для оценки ММР ряда (со)полимеров АА. Однако на пути широкого внедрения метода гель-хроматографии применительно к анализу ММР (со)полимеров АА имеются существенные осложнения, связанные прежде всего с осложнениями при калибровке прибора и при переходе к анализу полиэлектролитных систем. Последнее осложнение можно в принципе устранить переходом от водных к водно-солевым средам. Необходимо особо отметить и такую деталь - сополимеры АА могут быть использованы не только в качестве объекта изучения ММР, но и в качестве полимерного геля [1]. [c.148]

Эта задача в принципе может решаться как путем фрак- ционирования полифосфатов с помощью гель-хроматографии [8J, так и путем варьирования некоторых технологических параметров синтеза. [c.49]

Распределительная хроматография. Принцип распределительной хроматографии впервые описан Мартином и Синджем в их работе по аминокислотам. В этом случае, вместо равновесия между твердой и жидкой фазами, устанавливающегося при работе по методу Цветта, равновесие устанавливается между двумя жидкими фазами, причем одна из жидкостей поддерживается в состоянии геля или находится на подходящем субстрате. Сначала был применен силикагель, способный адсорбировать до 70% воды и сохраняющий при этом вид сухого порошка. При пропускании раствора исследуемой смеси в несмешивающемся с водой растворителе (например, в хлороформе) через колонку из силикагеля происходит разделение компонент смеси, обусловленное различиями их коэффициентов распределения. Впоследствии в качестве стационарной фазы стали применять листы фильтровальной бумаги, насыщенной водой. Наиболее подходящими органическими растворителями оказались фенол, н-бутиловый спирт, коллидин и некоторые другие растворители, частично смешивающиеся с водой. Индивидуальные аминокислоты были идентифицированы по цветным реакциям и охарактеризованы величинами Rf, представляющими собой отношения скорости движения зоны адсорбции к скорости движения фронта растворителя. Можно также измерять и использовать для идентификации отношение расстояния, на которое переместилось данное вещество, к расстоянию, на которое перемещается эталонное вещество (например [c.1512]

Принцип гель-проникающей хроматографии может быть использован при разделении веществ, которые значительно различаются размерами своих молекул. Размер пор используемого сорбента должен быть соизмерим с размерами молекул разделяемых веществ. От распределения пор зависит разделительная способность материала. Вещества, молекулы которых настоль-, ко велики, что не могут проникнуть в поры, проходят через колонну с той же скоростью, что и подвижная фаза. Чем меньше молекулы разделяемых веществ, тем в больший объем пор они могут проникнуть и тем больше будут отставать от фронта подвижной фазы. При гель-проникающей хроматографии необходимо, чтобы в используемой подвижной фазе поверхности материала в колонке для разделения веществ была неактивной, т. е. чтобы механизм разделения по размерам молекул не нарушался сорбционными взаимодействиями. Гель-проникающую хроматографию применяют главным образом для анализа веществ макромолекулярного характера. [c.231]

Принципы газовой хроматографии оказались приемлемыми для большинства разновидностей жидкостной хроматографии жидко-стно-адсорбционной, жидкостно-жидкостной, гель-хроматографии и ионообменной хроматографии. Анализ загрязнения воздуха ПАУ методом ГХ невозможен из-за термической нестабильности этого класса соединений. С этой точки зрения представляет интерес использование высокоскоростной ЖХ. Проверку эффективности разделения я скорости анализа проводили, вводя в хроматограф все имеющиеся ПАУ сразу, без предварительного фракционирования. Однако, следует заметить, что испытываемые смеси не содержали ни БаП, ни БкФ, разделение и определение которых затруднительно методом колоночной ЖХ (см. разд. 3.4.12). [c.171]

Гель-хроматография характеризуется чрезвычайной простотой технических приемов, а мягкие условия разделения позволяют применять ее для очистки весьма лабильных соединений (в частности, многих ферментов). Если учесть к тому же, что здесь разделение осуществляется на основании совсем иных принципов, чем при других хроматографических методах, то становится вполне понятным появление за короткий срок большого числа публикаций, так или иначе касающихся гель-хроматографии. В связи с этим, естественно, возникла необходимость обобщить накопленные данные, чтобы облегчить исследователю ориентировку в столь обширном потоке литературы. Эта задача успешно- выполнена в небольшой книге Г. Детермана Гель-хроматография , перевод которой предлагается советскому читателю. В книге про- 10 и ясно изложены метод гель-хроматографии, его [c.5]

На пористых ионообменниках удается разделять также и нейтральные вещества. Правда, согласно Уитону и Бауману [45], коэффициенты распределения нейтральных низкомолекулярных соединений на да-уэксе 50 довольно слабо коррелируют с их молекулярным весом. Тем не менее Кларку [46] при помощи хроматографии на колонке (2,5X240 см) с дауэксом 50Х-2 удалось полностью разделить смесь сорбита, глицерина и гликоля, ти вещества элюировались с колонки в порядке уменьшения молекулярного веса в соответствии с общими принципами гель-хромато-графии. [c.23]

Такой детектор регистрирует минимальные тепловые эффекты, имеющие место при взаимодействии растворенного вещества с сорбентом. Измерения проводятся в специальной детекторной колонке, расположенной непосредственно после главной рабочей колонки. Однако кажется сомнительным, чтобы этот остроумный принцип оказался приемлемым для гель-хроматографии, поскольку, согласно доминирующим воззрениям относительно механизма происходящих в колонке процессов, вещества с гелем не взаимодействуют (см. гл. П1). Тем не менее при разделении на сефадексе G-10 олигомерных полисахаридов и про-пиленгликолей их удалось надежно определить в элю-ате с помощью детекторной колонки [49] приборы такого типа выпускаются фирмой Bio- al (Mun hen, BDR). [c.67]

Смит и Коллмансбергер [12] изучали поведение низкомолекулярных алифатических и ароматических углеводородов на сравнительно малопористом стирагеле при различных скоростях потока. Они установили, что наблюдаемые при этом изменения объемов выхода (которые в первую очередь определяются размерами молекул) связаны с обратной величиной коэффициента диффузии. Такая закономерность свойственна исключительно методу гель-хроматографии и не имеет аналогии в газовой или ионообменной хроматографии из этого следует, что принцип ограниченной диффузии вполне достоверен. [c.121]

По-видимому, не случайно, что в приведенных в гл. II примерах гель-хроматографического разделения с использованием температурного детектора речь идет исключительно о низкомолекулярных соединениях (деление в воде на сефадексе 0-10). Благодаря высокому содержанию полимера в геле здесь также вполне возможно взаимодействие матрицы с небольшими молекулами (олигосахаридами и этиленгликолямн), что сопровождается изменением температуры. Напротив, как уже здесь подчеркивалось, принцип распределительной хроматографии требует, чтобы объем выхода зависел от температуры, так как последняя входит в уравнение (15). Однако хорошо известно, что практически объем выхода не зависит от температуры (см. выше). [c.124]

Признания принципа эксклюзии как единственной новы гель-хроматографии явно недостаточно для 1интерпретации всех экспериментальных данных. В некоторых случаях для объяснения эффекта разделения приходится рассматривать взаимодействие анализируемых веществ с фазой геля. Уже неоднократно отмечалось, что фаза геля с высокой концентрацией полимера существенно отличается по своим свойствам от подвижной фазы. Явления, которые нельзя объяснить, основываясь на концепции эксклюзии, чаще наблюдались при хроматографировании на плотных гелях. На это мы уже ссылались в предыдущем разделе при рассмотрении тех случаев, когда логарифм коэффициента распределения оказывался прямо пропорциональным молекулярному весу. Тогда речь также шла о хроматографировании относительно низкомолекулярных веществ на сравнительно плотных гелях. г [c.125]

Сефадекс 0-25 весьма эффективно применяется в клинической химии для выделения и очистки конъюгированных эстрогенов из мочи беременных женщин. После того как Белинг [126] впервые применил гель-хроматографию для этих целей, по этому вопросу появилось большое число публикаций, которые приводятся в гл. V. Например, сумму эстрогенов из 10 мл мочи можно получить в очищенном состоянии в объеме 3 мл, если образец элюировать дистиллированной водой с колонки, наполненной сефадексом (1X50 см). В принципе этот метод основан на том, что стероидные гормоны, которые ассоциированы с кислыми олигосахаридами, сначала сильно задерживаются на колонке благодаря сродству последних к гелю. Тем самым они отделяются не только от высокомолекулярных соединений, присутствующих в моче, но и от солей, попадая в зону чистой дистиллированной воды. Но здесь благодаря слабому отрицательному заряду сефадекса сказывается ионная эксклю-зия конъюгированные эстрогены мигрируют теперь особенно быстро и вновь догоняют зону солей. Это явление повторяется постоянно, причем зона обостряется. Наконец, гормоны покидают колонку в виде двух чрезвычайно узких фракций. [c.193]

Двумерные разделения в настоящее время выполняются почти исключительно на бумаге, хотя известны подобные разделения на геле и комбинированные — на бумаге и геле. Ниже мы кратко опишем процедуру двумерного разделения на бумаге, не касаясь принципов методов хроматографии и электрофореза (см. соответствующие статьи настоящего сборника, а также работы [1, 2]), а затем приведем примеры применения двумерных методов разделения на бумаге. При разделении пептидов обычно используется Whatman 3 ММ или хроматографическая бумага с номи- [c.234]

Для того чтобы выполнялся основной принцип гелевой хроматографии — независимое поведение фракций различного молекулярного веса, необходимо, чтобы размер пробы был много меньше объема пор геля, занимаемого зоной хроматографируемого полимера. Увеличение размеров образца в наибольшей степени влияет на положение максимума выходной кривой [51]. Это влияние наиболее отчетливо проявляется при широком МВР образца [40 52]. Естественно, что величина образца влияет и на М . Му,, вычисленные по хроматограммам (табл. 3 и 4). [c.109]

Мур сконструировал прибор для аналитического фракционирования путем серийных повторяющихся операций. Скомбинировав принцип гель-проникающей хроматографии с экспериментальной методикой газовой хроматографии, Мур создал прибор, позволяющий после соответствующей калибровки получать распределение по молекулярным весам в течение нескольких часов. Область молекулярных весов можно было при необходимости значительно расширить, применяя для фракционирования гели с различными размерами пор. Малей [159] описал конструкцию такого хроматографа, допускающую их серийное производство подобный хроматограф был изготовлен фирмой Waters Asso iates, In . (США). [c.117]

В эксклюзионной хроматографии неподвижной фазой служат гелеобразные неиояные полимеры, избирательно удерживающие такие молекулы, которые способны проникнуть в поры геля. Этот метод разделения веществ иногда называют гель-фильтрацией или хроматографией на молекулярных ситах. Такие термины абсолютно неприемлемы, поскольку создается впечатление, что носитель удерживает преимущественно большие молекулы. Термин гельпроникающая хроматография лучше отражает суть процесса, однако по некоторым причинам его используют только для обозначения хроматографии на гидрофобных полимерных сорбентах в системах органических растворителей. К счастью, все большее распространение получает название гель-хроматография , которое не подчеркивает принцип разделения и поэтому имеет общий характер [24, 26]. [c.20]

В тех случаях, когда хроматографическим материалом являются полисахариды (бумага, декстрановый гель и т. п.), роль неподвижной фазы в действительности выполняет вода,, т. е. реализуется принцип распределительной хроматографии. Иногда в тех используют материалы, сорбционные свойства которых определенным образом меняются в направлении от одного края пластинки к другому (градиентные слои). Это касается также бумажной хроматографии (например, можно создать градиент рН). [c.22]

Б тех случаях, когда хроматографическим материалом являются полисахариды ( бумага, декстрановый гель и т.д.), роль неподвижной фазы в действительности выполняет вода, и таким образом реализуется принцип распределительной хроматографии. Иногда в ТСХ используют материалы, адсорбционные свойства которых меняются определенным образом в направлении от одного края пластршы к другому (градиентные слои). [c.381]

Гель-фильтрация. Общие принципы гель-фильтрации нативных белков рассмотрены в разд. 1.2.2 хроматография в денатурирующих условиях не имеет существенных особенностей. В присутствии денатурирующих агентов (гуанидингидрохлорид, мочевина, ДСН) меняется конформация белковых молекул, что часто приводит к увеличению гидродинамического объема. Поскольку разделение идет по размерам молекул, меняются диапазон молекулярных масс, а также градуировочный график для конкретного геля. Например, в неденатурирующих условиях на сефарозе СЬ-6В можно разделить белки с М 10" —4-10 в денатурирующих условиях в присутствии гуанидиигидрохлорида диапазон молекулярных масс составляет 3000—80 000 [8]. [c.32]

Принципы гель-проникающей хроматографии при высоких давлениях (ГПХВД) ие отличаются от принципов классической гель-проиикающей хроматографии (ГПХ). В обоих случаях разделения достигают, пропуская смесь белков через гель с порами определенных однородных размеров. Белки, молекулы которых больше диаметра пор, проходят через колонку, не проникая в гель, и элюируются первыми ( исключенный объем), тогда как белковые молекулы меньшей величины входят в поры, проделывая в результате более длинный путь, н элюируются в соответствии со своими размерами. Небольшие молекулы способны входить во Все поры и поэтому элюируются позже всех ( включенный объем). [c.103]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология