Гель-проникающая хроматография растворителя

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]

Физические основы этого метода очень просты и наглядны. Исследуемый раствор полимера протекает через колонку, наполненную пористым сорбентом. Разделение смесей компонентов основано на распределении определенного компонента между подвижной (текущий растворитель) и неподвижной (растворитель в порах) фазами. Таким образом, определенне ММР методом гель-проникающей хроматографии основано на разной способности макромолекул проникать в поры гранул геля, отсюда и принятое название метода — гель-проникающая хроматография. [c.206]

Начало использования эксклюзионной или гель-проникающей, или гель-фильтрационной хроматографии относится по крайней мере к 1950 г. Наибольший успех наступил, когда начался промышленный выпуск гель-дек-страна—сефадекса. Эти гели позволили проводить разделение веществ в широком диапазоне молекулярных весов, однако при этом в качестве подвижной фазы ио-пользовали в основном воду или буферные водные растворы. При применении в качестве подвижной фазы водных растворов используют термин гель-фильтрационная хроматография, в то время как при применении неводных растворителей используют термин гель-проникаю-щая хроматография. В связи с тем, что в механизме этих разделений нет никакой разницы, было предложено употреблять один термин пространственная эксклюзионная хроматография. [c.86]

Рис. 5.19. Схематическое изображение процесса разделения трех веществ с различными молекулярными массами с помощью гель-фильтрации. Молекулы наименьшего размера могут свободно входить во внутреннее пространство частиц геля более крупные молекулы также могут войти внутрь частицы, ио не столь легко. как первые. Самые крупные молекулы неспособны проникать внутрь геля. Светлые кружочки — частицы геля, о —смесь нанесена на колонку б — процесс разделения прошел наполовину в — самые крупные молекулы начинают выходить с КОЛОНКИ е — кривые элюирования, полученные путем измерения концентрации вещества в каждой фракции собранного элюата после завершения хроматографии. Если V o —объем растворителя между частицами геля, а — объем доступного растворителя внутри геля, то объем элюирования Уе (объем, с которым данное вещество выходит с колонки) равен V = V o- -ЯV s (К — коэффициент распределения вещества между подвижной фазой 1 о и неподвижной фазой Для веществ, не способных проникать в гель, V =V o, поскольку для них = 0. Для веществ, способных входить в гель, V в>V o V E=V o+Vs для молекул, свободно проникающих в гель (К=1).

В гель-проникающей хроматографии стационарная фаза, состоит из полисахаридного материала с поперечными связями между молекулами, который набухает в воде (или другом растворителе), образуя гель. Небольшие молекулы в состоянии-проникать в дырки в полимерной матрице, но более крупные-молекулы не могут. Следовательно, большие молекулы быстро проходят через пространство между частицами геля, тогда как небольшие молекулы дольше удерживаются гелем и элюируются позднее. Таким образом, разделение основано на различии-в физических размерах молекул. [c.61]

Хроматография на проницаемом геле позволяет разделить молекулы в соответствий с их размерами. Такой метод разделения осуществляется на хроматографической колонке, в которой в качестве неподвижной фазы использован набухший в растворителе полимерный гель с различными размерами пор степень проницаемости набухшего полимерного геля изменяется на много порядков. В процессе прохождения жидкой фазы, содержащей полимер, сквозь гель макромолекулы диффундируют внутрь тех частиц, которые не создают механических препятствий диффузии молекул. Меньшие молекулы проникают в гель более глубоКо и удерживаются в порах в течение более длительного времени по сравнению с более крупными молекулами, которые проходят через колонку быстрее.- Такой хроматограф калибруется по узкой фракции с известным молекулярным весом (молекулярный вес такой фракции определяется каким-либо абсолютным методом). [c.26]

Эксклюзионная, или гель-проникающая, хроматография (ГПХ) является одной из форм жидкостной хроматографии, в которой разделение происходит в результате того, что молекулы образца проникают внутрь заполненных растворителем пор насадки и задерживаются там на разное время. Молекулы, имеющие в растворе большой размер, или не проникают совсем, или проникают [c.179]

Физико-химические основы молекулярно-ситовой хроматографии. Если раствор, содержащий молекулы различного размера, ввести в колонку, то молекулы стремятся диффундировать из более концентрированного внешнего раствора в растворитель, находящийся в порах геля. В статических условиях этот процесс будет проходить до тех пор, пока не установится равновесие. При протекании раствора через колонку молекулы образца будут проникать в поры геля, если концентрация их снаружи больше, чем внутри геля. Когда зона растворенного вещества покинет данный участок геля, концентрация компонента внутри геля станет больше, чем его концентрация снаружи, и мо- [c.70]

Для различных типов гелей установлено, что зависимость параметра Я от (М — молекулярная масса) представляет собой прямую линию для всех молекул, исключая очень большие и очень маленькие (рис. 8-19). Исключение могут составлять низкомолекулярные ароматические соединения, молекулы с большим зарядом при низкой ионной силе (<С0,01) и некоторые линейные молекулы, такие, как коллаген и фибриноген. Параметр К определяется как (Уе—где Уе — объем растворителя, требуемый для элюирования интересующего соединения, Уо — нулевой или холостой объем, необходимый для элюирования соединения, которое не проникает в неподвижную фазу, и — объем неподвижной фазы. В гель-проникающей хроматографии Ув — объем геля (большую часть которого составляют поры), а величине Уо [c.200]

В тонкослойной хроматографии сорбент высушивается перед нанесением образца. Гель же сушить нельзя, более того, он легко дегидратируется, поэтому в тонкослойной гель-проникаю-щей хроматографии образец наносится на влажный гель, уравновешенный требуемым растворителем. [c.205]

Хроматографическое разделение смеси веществ в рамках ее жидкостно-жидкостного варианта можно проводить не только на основе распределения компонентов анализируемой смеси между двумя несмешивающимися жидкостями, но и гель-хроматографией. В отличие от распределительной в гель-хроматографии подвижной и неподвижной фазами служит одна и та же жидкость — растворитель. При этом та часть жидкости, которая протекает вдоль слоя твердого носителя — зерен геля, выполняет функцию подвижной фазы и переносит компоненты разделяемой смеси вдоль колонки. Другая часть той же жидкости проникает в лоры зерен геля и выполняет функцию неподвижной фазы. [c.225]

Наконец, необходимо указать еще на один вид хроматографии, получивший развитие сравнительно позднее других разновидностей хроматографии. Это гель-хроматография или, как ее часто называют, ситовая хроматография или гель-фильтрация. В основе гель-хроматографии лежит распределение компонентов разделяемой смеси веществ между подвижной фазой — растворителем, находящимся в свободном состоянии, и неподвижной фазой — жидкостью, находящейся во внутренних порах или полостях полимерных гелей. Разделение зависит от размеров молекул разделяемой смеси. Большие молекулы, которые не могут проникать в поры геля, первыми вымываются из неподвижной фазы. Полимерные гели в этом виде хроматографии играют роль сита, разделяющего смесь в соответствии с размерами составляющих ее молекул. [c.12]

Гель-хроматография характеризуется двумя необычными свойствами 1) подвижная и неподвижная фазы имеют одинаковый состав 2) в основе разделения лежит скорее размер частиц, чем их химические свойства. Растворенные вещества распределяются между подвижной и неподвижной фазами одинакового состава, из которых одна находится вне пористой набивки, а другая — внутри ее. Молекулы растворенного вещества, размеры которых слишком велики, чтобы они могли проникнуть в поры набивки, элюируются без задержки с удерживаемым объемом, равным мертвому объему и объему подвижной фазы. Молекулы меньшего размера проникают через неподвижный растворитель в поры набивки и элюируются с большим объемом удерживания. Замечательное качество метода состоит в том, что самые большие молекулы имеют наименьшие коэффициенты разделения, а самые малые — максимальные. В результате получают две основные фракции с молекулами меньше и больше, чем размер пор. Более селективные разделения возможны в тех случаях, когда размеры молекул близки к размерам пор. [c.548]

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]

Разделение смеси веществ цроисходит в том случае, если размеры молекул этих веществ различны, а диаметр пор зерен геля постоянен и может пропускать лишь те молекулы, размеры -которых меньше диаметра отверстий пор геля. При фильтровании раствора анализируемой смеси более мелкие молекулы, проникая в поры геля, задерживаются в растворителе, содержащемся в этих порах, и движутся вдоль слоя геля медленнее, чем крупные молекулы, не способные проникнуть в поры. Таким образом, гель-хроматография позволяет разделять смесь веществ в зависимости от размеров и молекулярной массы частиц этих веществ. Этот метод разделения достаточно прост, быстр и, что самое главное, он позволяет разделять смеси веществ в более мягких условиях, чем другие хроматографические методы. [c.225]

Содержание стирола оценивали спектрометрически по поглощению в ультрафиолетовой области [7]. Микроструктуру бутадиеновых звеньев определяли методом ИКС [10]. Молекулярные веса определяли с помощью гель-проника-ющей хроматографии. В качестве растворителя использовали тетрагидрофуран. Поскольку независимая калибровка по данным рассеяния света была выполнена только для полибутадиена (образец F) и сополимера, полученного при соотношении стирола и бутадиена 25 75, молекулярные веса рассчитывали по универсальной калибровочной кривой, согласно методу, предложенному Бенуа с соавторами [2]. [c.84]

Механизм гель-проникающей хроматографии но существу одинаков в случае высокой и низкой плотности поперечных связей, хотя па практике и могут наблюдаться значительные различия. Частицы геля в колонке суспендированы в растворителе. Каналы между частицами геля имеют гораздо большие размеры но сравнению с размерами пор внутри гранул геля, поэтому растворитель протекает только в пространстве менеду гранулами геля. Молекулы растворенного вещества в зависимости от их размера проникают в поры геля на различную глубину и перемещаются практически без ограничений в растворителе, содержащемся в гранулах геля. И лишь в непосредственной близости от тяжей сетки, где плотность сегментов молекул, образующих гель, высока, скорость диффузии резко уменьшается [1]. [c.117]

Гранулированные гели. Разделение на гелях основано на распределении растворенных веществ между растворителем (подвижная фаза) и растворителем, содержащимся в порах геля (стационарная фаза). В отличие от распределительной хроматографии подвижная и стационарная фазы в этом случае одинаковы. Таким образом, распределение происходит на основе способности растворенных частиц проникать в поры разделение частиц определяется различной скоростью их диффузии. Сродство разделяемых веществ к гелю само по себе должно быть наименьшим во избежание побочных процессов. Для разделения гидрофильных веществ применяют гели на основе декстрана, полиакриламида или агаровый гель. Для разделения гидрофобных веществ необходимо применять гели, способные набухать в органических растворителях. Такие гели получают перезтерификацией гидроксильных групп декстранового геля. Этот способ можно применить для получения акриловых и полистироловых гелей, растворимых в жирах. [c.351]

Разновидностью метода фракционирования на колонке является гель-хроматография [86]. В качестве разделительного вещества применяют органические или неорганические вещества (например, силикагель) пористой структуры с размером пор, зависящим от плотности сшивок и условий получения. Для фракционирования полимеров, растворимых в воде, чаще всего применяют набухший в воде декстран с различной степенью сшивания (сефадекс). Для растворов полимеров в органических растворителях применяют сшитые полистиролы или сополимеры метилметакрилата с этилен-гликольдиметакрилатом. Образец полимера растворяют, заливают в колонку и элюируют, используя тот же самый растворитель. Небольшие молекулы полимера свободно диффундируют внутрь геля. Размеры некоторых молекул оказываются настолько большими, что им не удается проникнуть внутрь пор, в результате чего они первыми выходят из колонки при элюировании. Продолжительность элюирования фракций возрастает с уменьшением размера макромолекул. Существует критическое значение молекулярной массы, ниже которого макромолекулы полимера могут проникать в поры сетки и поэтому могут быть разделены. Молекулы большего размера уже не могут быть разделены, так как они не могут диффундировать в гель. Частота сетки геля и критическое значение молекулярной массы связаны между собой простой зависимостью чем чаще сетка, тем меньше критическое значение молекулярной массы. [c.83]

Гели были впервые применены для разделения жидких смесей Поратом и Флодином в 1959 г. В гель-хроматографии подвижной и неподвижной фазами служит одна и та же жидкость, т е. растворитель. Часть жидкости, протекающая вдоль зерен геля (твердого носителя), выполняет роль подвижной фазы и переносит компоненты смеси вдоль колонки. Но другая часть жидкости проникает в поры зерен геля и играет роль неподвижной фазы. [c.441]

Таким образом, при проведении хроматографических экспериментов с макромолекулами на набухающих гелях следует учитывать весь комплекс сопутствующих явлений. Сюда входят степень совместимости полимера с гелем, возможность адсорбционного воздействия между ними, набухаемость как геля, так и макромолекул в условиях проведения опыта (характеризуемая константами д и 5(1,2) и РЯД менее общих, но существенных явлений, например таких, как гидратация геля в водных растворах или ассоциация макромолекул друг с другом и с молекулами растворителя. Поэтому интерпретацию данных хроматографического эксперимента следует проводить только при тщательном учете всех перечисленных факторов, влияющих на его результат. В частности, только при соблюдении условий истинной ГПХ можно пользоваться универсальной калибровкой хроматографа. В противном случае она будет разной для различных полимеров, растворителей и условий опыта. В качестве примера можно привести результаты, полученные [68] на полиакриломорфолиновых гелях (энзакрил К1 и К2) (рис. П1.30, 111.31). 1 ак видно, олигосахариды более активно проникают в гель, чем ПЭГ с той же молекулярной массой, а различная набухаемость геля в воде и хлороформе является одной из причин нарушения универсальной калибровки (см. также [87]). [c.129]

Наиболее эффективно эти приборы зарекомендовали себя в Практике эксклюзионной (ситовой или гель-проникающей) жидкостной хроматографии (разделение смеси веществ, различающихся по размерам молекул и/или по способности проникать в поры неподвижной фазы) при использовании в качестве подвижных фаз низших хлоралканов, а также тетрагидрофурана. Оптическая прозрачность указанных растворителей падает в ряду четыреххлористый углерод > хлороформ > хлористый метилен, что накладывает определенные ограничения на возможности регистрации в каждом конкретном случае тех или иных участков ИК-спектров. Чувствительность детектирования не слишком высока при использовании в качестве подвижной фазы тетрагидрофурана количества идентифицируемых соединений, элюируемых из колонки в ячейку-кювету ИК-детектора, должны быть не менее 1 мг. [c.324]

Гель-хроматографию (гель-фильтрацию) также можно отнести к колоночной хроматографии, однако область ее применения несколько специфична [22—24]. Неподвижной фазой в стеклянной колонке служит набухшее веп1,ество со структурой геля (декстран, агар-агар, полиакриламид, полистирол и т. д.) предпочтительно с поперечносшитой полимерной структурой, вследствие этого обладающее ограниченным набуханием. Растворителем для подвижной фазы служит то же самое вещество, в котором происходит набухание геля, главным образом вода или смесь воды и спирта. Пустоты между шариками геля заполнены раствором. Во время хроматографирования растворенное вещество распределяется между гелем и жидкостью, и этот процесс в основном зависит от размера частиц растворенного вещества. В идеальном случае распределение небольших ионов и молекул между двумя фазами проходит совершенно одинаково, в то время как большие молекулы ограниченно проникают в гелевую фазу. Согласно экспериментальным данным, связь молекулярной массой химически сходных веп1,еств и коэффициентом распределения подчиняется уравнению [c.285]