В Сорбенты и колонки для эксклюзионной хроматографии

Главной характеристикой сорбентов для эксклюзионной хроматографии является размер пор, определяющий диапазон масс и соответственно размеров молекул. Типичный пример калибровочной кривой, построенной для гипотетической хроматографической колонки, и пример разделения представлены на рис. 7.9. [c.363]

При работе с новым видом сорбента или с новой партией следует упаковать сначала короткую колонку (10—12 см) при относительно невысоком давлении (20—25 МПа). При хорошем результате можно попытаться упаковать более длинную (200—250 мм) колонку при высоком давлении (40—60 МПа). Если эффективность увеличится примерно вдвое одновременно с увеличением сопротивления потоку в два раза, значит сорбент прочен, его можно использовать при таких параметрах набивки. Если сопротивление потоку возрастет в 2,5—6 раз, это значит, что сорбент непрочен и разрушается, образующаяся пыль резко увеличивает сопротивление колонки, нужно снижать давление при набивке. Особую осторожность следует проявлять при выборе давления для набивки силикагелей с широкими порами (более 10 нм) и с большим объемом пор, которые находят все более широкое применение в эксклюзионной хроматографии полимеров и в анализе биологических объектов — белков, полипептидов и др. [c.118]

В упрощенном виде механизм эксклюзионной хроматографии может быть представлен следующим образом. Неподвижная фаза — пористый материал, причем средний размер пор сопоставим с размерами молекул разделяемых веществ. Молекулы смеси в колонке, заполненной таким материалом, будут вести себя по-разному, в зависимости от размеров. Наиболее крупные молекулы, не способные диффундировать внутрь пор неподвижной фазы, могут находиться только в пространстве между частицами и, следовательно, их удерживаемый объем будет равен объему колонки минус суммарный объем частиц неподвижной фазы (Ко). Молекулы, размеры которых меньше наиболее мелких пор сорбента, способны диффундировать внутрь частиц, поэтому удерживаются в колонке дольше, чем более крупные молекулы. Объем их элюирования равен полному объему растворителя в колонке, т. е. сумме объема пор и объема между частицами (К/). Молекулы промежуточных размеров, для которых доступна та или иная доля пор сорбента, будут выходить из колонки между объемами Уо и I//. Если ввести в колонку смесь веществ с известными и в достаточной степени различающимися молекулярными массами, из хроматограммы можно получить калибровочную кривую, подобную изображенной на рис. 111.40. Следовательно основная сфера применения эксклюзионной хроматографии — фракционирование смесей в соответствии с их молекулярными массами. Калибровочная кривая эксклюзионной хроматографии в своей средней части содержит линейный участок, в котором разделяющая способность колонки и точность измерений максимальны. Эта линейная часть обычно охватывает примерно два порядка молекулярных масс. Рабочий диапазон эксклюзионной колонки зависит от размера пор и смещается в область больших масс при увеличении среднего размера пор сорбента. Поэтому для работы в широком диапазоне масс обычно последовательно соединяют две или более колонок, различающихся по размеру пор. [c.333]

Из соотношения (III. 17) следует, что, варьируя Л/", /С и а Для двух веществ, всегда можно добиться практически любого желаемого значения К - При адсорбционной и распределительной хроматографии Kr максимален при К2 - оо, тогда а- оо, ( t — 1) а = 1 — 1/а = 1 и Kft, = 0,25N / . При эксклюзионной хроматографии можно подобрать условия, когда К = О и Кг = Vs/Vm — случай очень селективного сорбента, когда первый пик выходит со свободным объемом колонки V , а второй с полным объемом (1/ + 1/ ). Этим условиям соответствует Kfi 0,2N / . Таким образом, независимо от используемого метода разделения, максимально достижимое значение Кц ограничивается только значением N колонки. [c.55]

В эксклюзионной хроматографии молекулы веществ разделяются по размеру (устаревшее название метода — ситовая, или молекулярная хроматография гель-хроматография) за счет их различной способности проникать в поры неподвижной фазы. При том первыми выходят из колонки наиболее крупные молекулы (с большой молекулярной массой), последними — вещества с малыми размерами молекул, свободно проникающие в поры сорбента. Разделение анализируемых веществ происходит за счет перераспределения молекул между растворителем, находящимся [c.13]

Теоретическим и экспериментальным исследованиям межфазного распределения макромолекул в растворе, ограниченном поверхностью сорбента, посвящено большое число работ [115—120]. Экспериментально установлено, что изменение параметров взаимодействия любого из компонентов гетерофазной системы полимер — растворитель—сорбент может сопровождаться как положительной, так и отрицательной адсорбцией макромолекул [121, 122], что в жидкостной хроматографии соответствует изменению порядка выхода полимергомологов из колонки [123], и, соответственно, типа хроматографического разделения от адсорбционного к эксклюзионному и, наоборот. [c.68]

Для того, чтобы стал возможен прямой ввод в хроматографическую колонку сложных проб, содержащих резко различающиеся по молекулярным массам компоненты, внешняя поверхность сорбента должна быть инертна по отношению к крупным молекулам в пробе. Однако определение лекарственных препаратов, как правило, выполняется на гидрофобных сорбентах, на которых белковые молекулы необратимо сорбируются и денатурируются, забивая поверхность и пространство между частицами сорбента. Давление на входе в колонку растет, и ее дальнейшая эксплуатация становится практически невозможной. В то же время для белков инертна гидрофильная поверхность, покрытая, например, гидроксильными или аминогруппами. Поэтому нужно, чтобы сорбент, предназначенный для определения лекарственных препаратов при прямом вводе биологических жидкостей в хроматографическую колонку, имел на внешней поверхности гидрофильное покрытие, а внутри пор содержал покрытие из гидрофобных групп. При этом крупные молекулы не должны проникать в поры, т.е. диаметр пор должен быть меньше, чем гидродинамический диаметр крупных молекул. В этом случае будет действовать эксклюзионный эффект для крупных молекул, и они будут выходить из колонки практически без разделения за время, меньшее мертвого времени колонки для молекул, проникающих в поры, будут действовать обычные механизмы адсорбционной, распределительной или ионообменной хроматографии. [c.529]

В эксклюзионной хроматографии до недавнего времени широко использовали колонки, набитые сорбентами с размером зерна 40-100 мкм (например, колонки со стирогелями зернением 37-75 мкм). Внутриколоночное размывание в этих колонках было достаточно большим, и во многих случаях для получения корректных результатов анализа требовалось вводить поправку на приборное уширение. Современные колонки, заполненные сорбентами с размером зерна 5-10 мкм, имеют значительно более высокую эффективность (до 50000 - 60000 т.т./м), значение о У них мало, а приборное уширение в значительной степени определяется внеколоночным размыванием. Поэтому при работе с такими колонками нужно обращать особое внимание на минимизацию мертвых объемов во всех внеколоночных коммуникациях. [c.52]

Еще большую эффективность имеет сорбент PRP-1 с размером зерен около 5 мкм. который выпускают с 1984 г. набитым в колонки размерам 150X4,1 мм, По селективности данный материал подобен обращенно-фазным сорбентам ie но работоспособен в диапазоне рН=1—13 при концентрации буферных солей до 0.5—1 М. Кроме того, его можно использовать в эксклюзионной хроматографии для разделения молекул с молекулярной массой от 2X10 до 10 , а также в ион-парной хроматографии. [c.100]

В эксклюзионной хроматографии разделение происходит на колонках, заполненных пористыми сорбентами (гелями), которые должны иметь большой объем пор, выдерживать достаточно высокие давления и не взаимодействовать с анализируемыми веществами. Эти сорбенты подразделяются на две группы, каждая из которых имеет свои достоинства и недостатки—полужесткие (органические) и жесткие (неорганические) гели. Последний не являются гелями в собственном смысле этого слова, так как их пористая структура сформирована заранее и не связана с набуханием в растворителе. Такие материалы принято называть аэрогелями. [c.102]

Первоначально для разделения полимеров применяли различные промышленные силикагели. Изучен ряд силикателей, выпускаемых в СССР, и предложен набор из четырех марок (КСК-2 КСК-1 силохром СХ-1 и МСА-2500), перекрывающий диапазон молекулярных масс от 10 до 10 . Главный недостаток промышленных силикагелей заключается в плохой воспроизводимости их характеристик за счет весьма широких допусков, которые вполне допустимы при их использовании в технике. Кроме того, существенным затруднением является необходимость размола и выделения узких фракций с требуемым размерим частиц, как описано в разд. 5.1. Поэтому были разработаны силикагели, специально предназначенные для эксклюзионной хроматографии. Первым из таких сорбентов был лихросфер. Сферические частицы сорбента имеют большой удельный объем пор, хорошие механические свойства и позволяют получить колонки достаточно высокой эффективности. [c.107]

К сорбентам для высокоэффективной эксклюзионной хроматографии белков, ферментов и других биологических объектов предъявляются значительно более жесткие требования по инертности поверхности, чем к сорбентам для разделения синтетических полимеров. Кислые силанольные пруппы силикагеля обладают высокой адсорбционной активностью, проявляют слабые ионообменные свойства и способны денатурировать белковые молекулы. Поэтому поверхность жестких сорбентов очень тщательно модифицируют прививкой монослоев нейтральных гидрофильных органических групп. К таким сорбентам относятся ц-бондагель Е и материалы, содержащие глицерильные группы. Поверхность д-бондагеля Е модифицирована алифатически-ми эфирными группами. Колонки с этим сорбентом можно использовать с любыми растворителями от пентана до буферных растворов в области pH от 2 до 8. Они характеризуются высокой разрешающей способностью, но из-за малого рабочего объема (примерно 1,2 мл на колонку) требуется особо точная подача подвижной фазы. [c.108]

Наилучшими свойствами для эксклюзионной хроматографии биополимеров обладают TSK-гели типа SW. Поверхность этих материалов покрыта гидрофильными ОН-грутопами по особой технологии, обеспечивающей исключительную инертность сорбента, практически не уступающую сефадексу. Поэтому эксклюзионное разделение, как правило, не осложняется побочными сорбционными процессами. ТЗК-гели SW выпускают с тремя размерами пор и они перекрывают диапазон молекулярных масс от 5 10 до 4 10 (по декстрану) или до 10 (по глобулярным белкам). За счет большого объема пор колонки, с этими гелями характеризуются высокой разделительной способностью, а их гарантированная эффективность составляет 16 тыс.т.т./м. Калибровочные кривые для некоторых модифицированных жестких сорбентов приведены на рис. 4.11. [c.109]

Коэф. емкости к существенно влияет на величину R при изменении к от О до 10 (оптим. пределы) сильно возрастает. Значение к определяется уд. пов-стью сорбента и его кол-вом в колонке, а также константой адсорбц. равновесия (константой Генри). Коэф. селективности а определяется различием констант адсорбц. равновесия двух разделяемых компонентов. При увеличении а (от I до 5) резко возрастает, при дальнейшем увеличении а-меняется мало Селективность колонок зависит от хим. структуры пов-сти (в эксклюзионной хроматографии-геом. структуры) сорбента, состава элюента, т-ры колонки и строения разделяемых соединений. Т. к. сорбция хроматографируемых в-в в Ж. X. определяется попарным взаимод. трех осн. компонентов системы-сорбента, разделяемых в-в и элюента, то изменение состава элюента - удобный способ оптимизации процесса разделения. [c.152]

Для работы в водных системах используют главным образом жесткие сорбенты или псшужесткие гели спещ1альньЕХ типов. Затем по калибровочным кривым или данным о диапа )нс фракционирования выбирают сорбент нужной пористости с учетом имеющихся сведений о молекулярной массе образца. Если анализируемая смесь содержит вещества, отличающиеся по молекулярной массе не более чем на 2-2,5 порядка, то обычно удается разделить их на колонках с одним ра 1мсром пор. При болсс широком молскулярно-массовом диапазоне используют наборы из нескольких колонок с сорбентами различной порис-гости. Ориентировочно калибровочную зависимость в этом случае получают сложением кривых для отдельных сорбентов. Особое значение в эксклюзионной хроматографии придают линейной зависимости логарифма молекулярной массы полимера от удерживаемого объема. В этом случае можно рассматривать хроматограмму как зеркальное отображение дифференциальной кривой ММР в логарифмическом масштабе сорбента. [c.177]

Обладая перечисленными в разделе П1.8 удобствами, эксклюзионная хроматография тем не менее уступает по пиковой емкости Ф хроматографическим методам, в основе которых лежит абсорбция и адсорбция вещества сорбентом. В настоящее время наиболее часто используют адсорбционную [137] и обратнофазную хроматографию [180] на микросферических сорбентах, а также флюидную [181 ] хроматографию, в которой в качестве элюента применяют сверхкритическую жидкость, т. е. в колонке ЛР и Т близки к критическим значениям. Эти методы наиболее эффективны при программировании состава элюента, температуры или давления. [c.90]

Эксклюзгьонная хроматография. Разделения в эксклюзионной хроматографии (устаревшие названия — гель-проникающая хроматография, гель-фильтрация) основано на различиях в размерах молекул. Механизм разделения легко понятен из рис. 7.9. Для простоты представим, что сорбент содержит конические поры с диаметром у основания конуса п, а разделяемые молекулы или даже отдельные частицы с диаметром (1 < присутствуют в хроматографической системе в виде идеальных сфер. Понятно, что при условии свободной диффузии в подвижной фазе частицы меньшего диаметра диффундируют глубже в коническую пору вплоть до вершины конусоидальной поры и при отсутствии каких-либо адсорбционных взаимодействий с поверхностью пористого сорбента должны удерживаться в хроматографической колонке дольше, чем более крупные молекулы. [c.363]

Методом эксклюзионной хроматографии с использованием полистирольных стандартов различной молекулярной массы (от 510 до 3 300 ООО дальтон) определен предел эксклюзии на колонках с синтезированными гетероповерхностными сорбентами. Из градуировочного графика зависимости логарифма молекулярной массы от времени удерживания (рис. 9.10) видно, что предел эксклюзии для обоих гетероповерхностных сорбентов (внешняя поверхность алкильная) близок и находится в области 10 0,5 тысяч дальтон. Для сорбентов с диольной защитой внешней поверхности предел эксклюзии определяли по полиэтиленгликольным стандартам в элюенте вода-ацетонитрил (30 70). Предел эксклюзии находился в области 6—10 тысяч дальтон, но не исключено, что он зависит от исследуемого класса веществ и от состава элюента. [c.543]

В критич. условиях, коща при переходе макромолекул из р-ра в поры сорбента энергая Гиббса не изменяется (-AG = 0), происходит полная компенсация потери этропии мащюмо-лекулы благодаря увеличению энтальпии -АН =-TAS, т.е. переход макромолжулы из р-ра в поры энд)гетически безразличен. При -ДО> О и K >1 наблюдается адсорбционная хроматография. В критич. условиях все макромолекулы, независимо от М, имеют K =i и, не разделяясь, выходят из колонки при Vg = W. в эксклюзионной области при -AG < О макромолекулы с большей М сильнее вытесняются из пор, т. к. их энтропия при переходе из р-ра в поры уменьшается в большей степени. [c.412]

Диаметр колонок от 1 до 10 мм, длина до 300 мм, сорбенты 70 наименований для всех видов жидкостной хроматографии обратно- и прямофазной, ионообменной, ион-парной, ионной, эксклюзионной. Каждая колонка имеет индивидуальную тест-хроматограмму и паспорт. [c.449]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология