Ölçü istisna xromatoqrafiyası

Gel filtrasiyası və ya ölçüsü istisna xromatoqrafiyası(ələk, gel keçirmə, gel filtrasiya xromatoqrafiyası) - stasionar fazanın məsamələrinə nüfuz etmək qabiliyyətinin müxtəlifliyinə görə maddələrin molekullarının ölçülərinə görə ayrıldığı xromatoqrafiya növü. Bu halda, ən böyük molekullar (daha yüksək molekulyar çəki) sütunu ilk tərk edənlərdir və stasionar fazanın minimum sayda məsamələrinə nüfuz edə bilirlər. Ən son çıxanlar məsamələrə sərbəst şəkildə nüfuz edən kiçik molekulyar ölçülərə malik maddələrdir. Adsorbsiya xromatoqrafiyasından fərqli olaraq gel filtrasiyası zamanı stasionar faza kimyəvi cəhətdən təsirsiz qalır və ayrılan maddələrlə qarşılıqlı təsir göstərmir.

Prinsip

Sütununa həcmi xromatoqrafiyanın keyfiyyətini məhdudlaşdıran nümunə məhlulu əlavə edilir. Analitik ayırmalar üçün CV-nin 0,1%-dən (sütunların ümumi həcmi), preparativ təmizləmə üçün isə CV-nin 8-10%-dən çox olmamalıdır. Sütun hissəcikləri və ya qranulları müəyyən diametrdə məsamələrə malik olan tozla doludur. Məsamələrə daxil olmayan yüksək molekullu maddələr qranullar arasında keçir, buna görə də onların tutma həcmi sütunun həcmindən stasionar fazanın həcminə bərabərdir (sözdə pulsuz həcm). Onlar əvvəlcə süzülür. Orta ölçülü molekullar sorbentin məsamələrinə uyğun gəlir, lakin tamamilə deyil. Buna görə də onların saxlama həcmi sərbəst həcmdən bir qədər yüksəkdir. Onlar ikinci süzülür. Ən kiçik molekullar həlledici molekullarla birlikdə məsamələrə sərbəst daxil olurlar. Buna görə də, onların sütunda saxlama həcmi sərbəst həcmdən xeyli yüksəkdir və sütunun ümumi həcminə (yəni 100% CV) yaxınlaşır. Onlar ən son elute edilir.

Sorbentlər

Gel, mobil fazanın (adətən sulu) həmişə gel matrisi adlanan stasionar və ya bərk fazanın məsamələri içərisində yerləşdiyi heterojen bir sistemdir.

Aşağı təzyiq

• dekstran,
• Sefadeks,
• sefakril,
• sefaroz,
• superdex.

Yüksək təzyiq

• polimetakrilat,

Wikimedia Fondu. 2010.

Digər lüğətlərdə "Ölçü istisna xromatoqrafiyası"nın nə olduğuna baxın:

- (ələk xromatoqrafiyası), parçalanmaya əsaslanan maye xromatoqrafiya. müxtəlif ölçülü molekulların stasionar faza kimi xidmət edən qeyri-ionik gelin məsamələrinə nüfuz etmək qabiliyyəti. Gel keçirici xromatoqrafiya (eluent org. r ritel) və gel... arasında fərq qoyulur. Kimya ensiklopediyası

ölçüsü istisna xromatoqrafiyası- Ekskliuzinė xromatografija statusas T sritis chemija apibrėžtis Skysčių xromatoqrafiya, pagrįsta medžiagos molekulių pasiskirstymu tarp poose esančio ir judančio tirpiklio. attikmenys: ingilis. istisna xromatoqrafiya rus. eksklüziv...... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

- (digər yunan dilindən ... Wikipedia

- (yunan chroma, genitive case chromatos rəng, boya və...qrafika qarışıqların ayrılması və təhlili üçün onların komponentlərinin iki faza, stasionar və mobil (eluent) arasında paylanmasına əsaslanan fiziki-kimyəvi üsuldur. ...... Böyük Sovet Ensiklopediyası

Mayenin (elüentin) mobil, stasionar faza kimi xidmət etdiyi xromatoqrafiya növü. sorbent, televizor səthinə tətbiq olunan maye və ya gel ilə daşıyıcı. Sorbentlə doldurulmuş kolonda (sütun xromatoqrafiyası) düz bir yerdə aparın... ... Təbiət elmi. ensiklopedik lüğət

Bu, mobil fazanın maye olduğu xromatoqrafiyadır. Maye xromatoqrafiyası maye adsorbsiyaya bölünür (birləşmələrin ayrılması onların müxtəlif adsorbsiya və səthdən desorbsiya qabiliyyətinə görə baş verir... ... Wikipedia

gel keçirici xromatoqrafiya- Gel keçirmə xromatoqrafiyası Gel keçirmə xromatoqrafiyası (ölçü istisna, ələk, gel filtrasiyası) Maye xromatoqrafiya variantı ... Nanotexnologiya üzrə ingiliscə-rusca izahlı lüğət. - M.

Əl ilə sütun xromatoqrafiyası üçün tipik quraşdırma. Prosesin sürətini tənzimləmək üçün altındakı bir kran ilə təchiz edilmiş bir şüşə sütun, bərk faza (ağ) ilə doldurulur, yuxarıdakı rezervuar maye eluent ilə doldurulur, bərk fazanın yuxarı hissəsində . .. ... Vikipediya

Bir və ya bir neçəsinin məzmununu (konsentrasiyasını) ölçən alətlər. maye mühitdə komponentlər; J. a. tez-tez mayelərdə SW-ni təyin etmək üçün alətlər kimi də istinad edilir (viskometrlər, sıxlıq ölçənlər və s.). Orada J. a. laboratoriya və sənaye (... ... üçün) Kimya ensiklopediyası

Ölçü İstisna Xromatoqrafiyasına baxın... Kimya ensiklopediyası

Bu metodun fiziki əsası çox sadə və aydındır. Tədqiq olunan polimer məhlulu məsaməli sorbentlə doldurulmuş sütundan keçir. Komponentlərin qarışıqlarının ayrılması maddənin mobil (axan həlledici) və stasionar (sorbentin məsamələrində həlledici) fazalar arasında paylanmasına, yəni polimer makromolekullarının gel qranullarının məsamələrinə nüfuz etmə qabiliyyətinin müxtəlifliyinə əsaslanır. , metodun adının haradan gəldiyi.

Sorbent qranullarının səthi çoxlu kanallar, çökəkliklər və şərti olaraq məsamələr adlanan digər pozuntularla örtülmüşdür, onların ümumi həcmi V„. Həlledici üçün əlçatmaz olan həcm ölü həcm adlanır. Ölçüləri məsamələrin ölçüləri ilə mütənasib və ya onlardan kiçik olan belə bir səthdən məhlul axsın. Hərəkətli fazada onların konsentrasiyası məsamələrdən çox olarsa, bu molekulların bəziləri məsamələrə nüfuz edir. Məhlul zonası sorbentin müəyyən bir sahəsini tərk etdikdə, gelin məsamələrindəki molekulların konsentrasiyası xaricdən daha çox olur və molekullar yenidən mobil fazanın axınına yayılır. Molekulların ölçüsü məsamələrin ölçüsündən böyükdürsə, belə bir molekul dayanmadan gel qranulunun yanından keçir, yəni məsamə boşluğundan xaric edilir. Beləliklə, daha böyük makromolekullar sütundan daha sürətli axır. Bu o deməkdir ki, polidispers nümunənin müxtəlif molekulları müxtəlif tutma həcmləri ilə müxtəlif vaxtlarda sütundan çıxacaq. VR

VR= V0 +kvV„ >

Harada Vo- mobil fazanın həcmi (cari həlledici); Kv- məsamələrin həcminin paylanma əmsalı: məsamələrdən tamamilə çıxarılan böyük makromolekullar üçün kv = 0; həlledici molekullar üçün kv= 1),

Dəyərlər Vr əsasən temperaturdan, həlledicinin təbiətindən və məhlulun konsentrasiyasından asılıdır.

Məhluldakı makromolekulun davranışı onun Gibbs enerjisi təyin olunarsa, asanlıqla ətraflı təsvir edilə bilər A.G.. Əgər makromolekul məsamə daxil olarsa, onun entropiyası azalır. Makromolekulun seqmentləri ilə məsamə divarları arasında qarşılıqlı təsir olduqda, entalpiyada dəyişiklik baş verir: cazibə ilə entalpiya azalır və əksinə. Buna görə də adsorbsiya olmadıqda A.G. > 0, məsamə divarlarında makromolekulların güclü adsorbsiyası ilə A.G. < 0. Müvafiq olaraq, birinci halda ölçüdən kənarlaşdırma xromatoqrafiyası (ölçülərin paylanması), ikincidə isə adsorbsiya baş verir; şərtləri A.G.=0 kritik adlanır. Ərazidə olduğundan A.G. > 0, makromolekullar ölçülərinə görə ayrılır və xətti polimerlərin molekulyar çəkisi ilə təhlil etmək mümkündür. Polimer budaqlanırsa, ayrılma prosesi mürəkkəbləşir və budaqların növündən və sayından, sopolimerlərdə isə zəncirin tərkibindən və blokluluğundan asılıdır.

Ən çox istifadə edilən sorbentlər hidrofobik materialların gelləridir, məsələn, divinil-benzol ilə çarpaz bağlanmış polistirol: Belə gellərdə təhlil edilən nümunələrin adsorbsiya təsiri demək olar ki, tamamilə yoxdur. Son zamanlar polimer sorbentlərlə müqayisədə bir sıra üstünlüklərə (hissəciklərin sərtliyi, məsamələrin ölçülərinin dəyişməsi, kimyəvi dayanıqlıq) və çatışmazlıqlarına (onlarda polimerlərin sorbsiyasının artması) malik olan makroməsaməli şüşələr geniş yayılmışdır.

Ən çox istifadə edilən həlledicilər tetrahidrofuran (THF), xloroform, toluol, sikloheksan və onların qarışıqlarıdır. Toluoldan fərqli olaraq polimer makromolekulları ilə misellər və ya aqreqatlar əmələ gətirməyən və spektrin UV bölgəsində şəffaf olan THF-yə üstünlük verilir. Bundan əlavə, THF-dən istifadə edən 11IX metodunun effektivliyi kifayət qədər aşağı temperaturda (35-45 °C) maksimumdur. Lakin uzunmüddətli saxlama zamanı THF oksidləşərək partlayıcı peroksid birləşmələri əmələ gətirir, ona görə də onu əvvəlcədən təmizləmək lazımdır. THF-ni həlledici kimi istifadə edərək, bütün marka rezinləri, həmçinin termoplastik elastomerləri təhlil etmək olar. Nitril butadien kauçukunu təhlil edərkən, həlledicilərin qarışığından istifadə etmək məqsədəuyğundur, onlardan biri kauçukun qeyri-qütb hissəsinə, digəri isə qütb hissəsinə yaxındır. Əgər refraktometrik detektordan istifadə edilərsə, həlledici üçün zəruri tələb həlledici və polimerin sındırma göstəricilərindəki fərqdir.

İlk dəfə gel xromatoqrafiyası üçün cihaz poli analiz Merov daha sonra 1964-cü ildə Waters tərəfindən azad edildi beş ildən sonra Metod kəşfi. Bu gün maye xromatoqraflar üçün təhlil Polimerlərin molekulyar kütlə paylanması (MWD) bütün sənayeləşmiş ölkələrdə istehsal olunur, KhZh seriyasının xromatoqrafları Rusiyada məlumdur. Xarici alətlərin ən son modifikasiyaları arasında "Waters Chem. Div" şirkətinin gel xromatoqrafı var. molekulyar çəki, MWD və makromolekulların oriyentasiya dərəcəsini təyin etmək üçün bir viskozimetr ilə. Qurğunun karusel dizaynı eyni vaxtda 16 nümunəni sınaqdan keçirməyə imkan verir.

Xromatoqrafın blok diaqramına aşağıdakılar daxildir: O Deqazator bloku - həlledicidən qazların çıxarılmasına xidmət edir və eyni miqdarda həlledicinin uzun müddət saxlanmasına kömək edir.

О Dispenser bloku - verilmiş həcmin nümunəsini vaxtında təqdim etməyə və avtomatik rejimdə işləməyə imkan verir,

О Müasir maye xromatoqraflarda xromatoqramın polimerin MWD-yə çevrilməsi, o cümlədən cihazın molekulyar çəkisi üzrə kalibrlənməsi və instrumental genişləndirmə üçün korreksiyası kompüterdən istifadə etməklə həyata keçirilir. Bu, qəbul edilmiş proqramlardan istifadə edərək diferensial və inteqral MWD və orta molekulyar çəki dəyərlərini hesablamağa imkan verir. Xüsusi mikroprosessorlar verilmiş proqrama uyğun olaraq qurğu bloklarının işinə nəzarət edir.

Gel keçirmə xromatoqrafiyası ilə həyata keçirilən eksperimental şəraitin qeydinə nümunə. Quraşdırma aşağıdakı əsas elementlərdən ibarətdir; nasos modeli 6000A, nümunə paylayıcı U 6K və diferensial refraktometr R 401. Quraşdırmaya həmçinin hər biri 300 mm uzunluğunda və daxili diametri 8 mm olan 3 ayırma sütunu daxildir. Sütunlar məsamə diametri 103, 104 və 105 Å (Polymer-Standard-Service, PSS, Mainz) olan SDV-Gel 5 ilə doldurulur. Test temperaturu 22°C və axın sürəti 1,0 ml/dəq. Solvent kimi tetrahidrofuran istifadə olunur, 6-10 q/l nümunə konsentrasiyasında inyeksiya həcmi 100 µl təşkil edir. Universal kalibrləmə molekulyar çəkisi 104-106 q/mol olan polistiroldan istifadə etməklə həyata keçirilir.

GPC polimerlərin kimyəvi strukturunda incə dəyişikliklərin öyrənilməsinə imkan verir və ümumi MWD-ni təyin edir və buna görə də polimer kimyasında geniş istifadə olunur. Elastomerlərin sənaye istehsalında GPC üsulundan kütləvi istehsal olunan məhsulların operativ keyfiyyətinə nəzarət və texnoloji prosesin müvafiq qaydada tənzimlənməsi, həmçinin müəyyən edilmiş xassələrə malik elastomerlərin istehsalının işlənib hazırlanması və təkmilləşdirilməsi üçün istifadə oluna bilər. Gel xromatoqrafları birbaşa reaktordan analiz üçün nümunə götürməklə avtomatlaşdırılmış prosesə nəzarət sistemlərinə daxil edilə bilər. Nümunə hazırlığı daxil olmaqla təhlilin müddəti 20-30 dəqiqədir.

Ölçü istisna xromatoqrafiyası maye xromatoqrafiyanın bir variantıdır ki, burada ayrılma sorbentin məsamələri içərisində yerləşən həlledici ilə onun hissəcikləri arasında axan həlledici arasında molekulların paylanması səbəbindən baş verir, yəni. stasionar faza məsaməli gövdə və ya geldir, maddələrin müxtəlif saxlanması isə maddələrin molekullarının ölçülərində, onların formasında və stasionar fazanın məsamələrinə nüfuz etmək qabiliyyətində olan fərqlərlə bağlıdır. Metodun adı ingilis terminindən olan prosesin mexanizmini əks etdirir “Ölçü istisnası”, ölçü istisnası deməkdir. Gel keçirmə xromatoqrafiyası (GPC) bir gelin stasionar faza rolunu oynadığı ölçülü istisna xromatoqrafiyasıdır.

Sorbentin səthi ilə komponentlərin müxtəlif qarşılıqlı təsirləri nəticəsində ayrılmanın baş verdiyi HPLC-nin digər versiyalarından fərqli olaraq, bərk doldurucunun ölçüsü istisna xromatoqrafiyasında rolu yalnız müəyyən ölçülü məsamələrin əmələ gəlməsidir və stasionar faza həlledicidir. bu məsamələri doldurur.

Metodun əsas xüsusiyyəti, molekulları demək olar ki, istənilən molekulyar çəki diapazonunda - 10 2-dən 10 8-ə qədər məhluldakı ölçülərinə görə ayırmaq qabiliyyətidir ki, bu da onu sintetik yüksək molekulyar maddələrin və biopolimerlərin öyrənilməsi üçün əvəzolunmaz edir.

Metodun əsas prinsiplərini nəzərdən keçirək. İstisna sütununun həcmi üç şərtin cəmi kimi ifadə edilə bilər:

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

harada V m- ölü həcm (sorbent hissəcikləri arasında həlledicinin həcmi, başqa sözlə, mobil fazanın həcmi); V i- həlledicinin tutduğu məsamə həcmi (stasionar fazanın həcmi); V d - məsamələr istisna olmaqla sorbent matrisinin həcmi. V t sütununda həlledicinin ümumi həcmi mobil və stasionar fazaların həcmlərinin cəminə bərabərdir:

V t = V m+V i .

Ölçü istisna sütununda molekulların saxlanması onların məsamələrə yayılma ehtimalı ilə müəyyən edilir və əsasən molekulların və məsamələrin ölçülərinin nisbətindən asılıdır. Paylanma əmsalı Kd, maye xromatoqrafiyanın digər variantlarında olduğu kimi, stasionar və mobil fazalarda maddənin konsentrasiyalarının nisbətidir:

K d = C 1 /C 0

Hərəkətli və stasionar fazalar eyni tərkibə malik olduğundan, hər iki fazanın eyni dərəcədə əlçatan olduğu maddənin K d vəhdəti bərabərdir. Bu vəziyyət bütün məsamələrə nüfuz edən və buna görə də sütunda ən yavaş hərəkət edən ən kiçik ölçülərə (həlledici molekullar daxil olmaqla) malik molekullar üçün baş verir. Onların saxlanılan həcmi həlledicinin ümumi həcminə bərabərdir Vt. Ölçüsü sorbent məsamələrinin ölçüsündən böyük olan bütün molekullar onlara daxil ola bilməz (tam istisna) və hissəciklər arasındakı kanallardan keçə bilməz. Onlar sütundan V mobil fazasının həcminə bərabər tutma həcminə malikdirlər m. Bu molekullar üçün paylanma əmsalı sıfırdır.

Ölçüdən kənar xromatoqrafiyada nümunənin ayrılması və aşkarlanması prinsipi.
A - nümunə daxiletmə; B - ölçüyə görə bölmə; C - böyük makromolekulların məhsuldarlığı;
D kiçik makromolekulların məhsuldarlığıdır.

Tutma həcmi ilə nümunənin molekulyar çəkisi (və ya molekulyar ölçüsü) arasındakı əlaqə qismən kalibrləmə əyrisi ilə təsvir edilir, yəni. Hər bir xüsusi sorbent, onun üzərində ayrıla bilən molekulyar kütlələrin diapazonunu qiymətləndirmək üçün istifadə olunan öz kalibrləmə əyrisi ilə xarakterizə olunur. A nöqtəsi istisna limitinə və ya V sütununun ölü həcminə uyğundur m. Kütləsi A nöqtəsindən böyük olan bütün molekullar tutma həcmi V olan bir zirvə ilə elute olacaqlar. m. B nöqtəsi nüfuzetmə həddini əks etdirir və kütləsi B nöqtəsindən az olan bütün molekullar da V t tutma həcmi ilə bir pikdə sütundan çıxacaqlar. A və B nöqtələri arasında seçmə ayırma diapazonudur. Müvafiq həcm

V i= V t - V m

adətən sütunun iş həcmi adlanır. CD seqmenti V R - koordinatlarında qurulmuş xüsusi kalibrləmə əyrisinin xətti bölməsidir. lg M. Bu bölmə tənliklə təsvir edilmişdir

V R = C 1 - C 2 lg M,

burada C 1 CD seqmentinin davamı ilə ordinat oxunda kəsilmiş seqmentdir, C 2 bu seqmentin ordinat oxuna meyl bucağının tangensidir. C2-nin dəyəri sütunun ayırma qabiliyyəti adlanır, o, molekulyar çəkidə bir sıra dəyişməyə görə həlledicinin mililitr sayı kimi ifadə edilir. Ayırma qabiliyyəti nə qədər böyükdürsə, müəyyən bir kütlə diapazonunda ayırma bir o qədər seçicidir. Kalibrləmə əyrisinin qeyri-xətti bölgələrində (AC və BD bölmələri) C2-nin azalması səbəbindən fraksiya səmərəliliyi nəzərəçarpacaq dərəcədə azalır. Üstəlik, arasında qeyri-xətti əlaqə lg M və VR məlumatların işlənməsini əhəmiyyətli dərəcədə çətinləşdirir və nəticələrin dəqiqliyini azaldır. Buna görə də, analiz edilən polimerin ayrılması kalibrləmə əyrisinin xətti bölgəsində baş verməsi üçün sütun (və ya sütunlar dəsti) seçməyə çalışır.

Hər hansı bir maddə Vt-dən çox saxlanılan həcmlə süzülürsə, bu, digər ayırma mexanizmlərinin (əksər hallarda adsorbsiya) təzahürünü göstərir. Adsorbsiya effektləri adətən sərt sorbentlərdə baş verir, lakin bəzən yarı bərk gellərdə müşahidə olunur, yəqin ki, gel matrisi üçün artan yaxınlıq səbəbindən. Buna misal olaraq aromatik birləşmələrin stirol-divinilbenzol gellərində adsorbsiyasını göstərmək olar.

Göründüyü kimi, polimer-sorbent-həlledici sistemində qarşılıqlı təsir parametrlərini dəyişdirməklə adsorbsiya mexanizmindən xaricetmə mexanizminə və əksinə keçmək olar. Ümumiyyətlə, ölçüdən kənar xromatoqrafiya adsorbsiyanı və digər yan təsirləri tamamilə yatırmağa çalışır, çünki onlar, xüsusən də polimerlərin molekulyar çəkisinin paylanmasını (MWD) öyrənərkən təhlilin nəticələrini əhəmiyyətli dərəcədə təhrif edə bilər. Müdaxilə edən amillərdən biri hidrodinamik xromatoqrafiya rejimidir ki, bu rejimdə stasionar faza rolunu sütunun (kanalın) divarları oynayır və makromolekulların və ya hissəciklərin qarışığının ayrılması axın sürətlərindəki fərq səbəbindən baş verir. damcı oxu boyunca və onun divarlarında hərəkətli faza, həmçinin ayrılmış hissəciklərin ölçülərinə görə kəsikli kanallar üzərində paylanması ilə əlaqədardır.

Ölçülərin xaric edilməsi xromatoqrafiyası ilə digər variantlar arasında əsas fərqlər istifadə olunan xüsusi sistemdə təhlilin a priori məlum müddəti, onların molekullarının ölçüsünə əsaslanaraq komponentlərin elüsyon sırasını proqnozlaşdırmaq imkanı, piklərin təxminən eyni genişliyidir. seçmə ayırmanın bütün diapazonu və kifayət qədər qısa müddət ərzində nümunənin bütün komponentlərinin məhsuldarlığına inam, müvafiq həcm V t . Bu üsul ilk növbədə polimerlərin MWD-ni öyrənmək və bioloji mənşəli makromolekulları (zülallar, nuklein turşuları və s.) naməlum tərkibə malikdir. Bundan əldə edilən məlumat verilmiş nümunənin təhlili üçün ən yaxşı HPLC variantının seçilməsini xeyli asanlaşdırır. Bundan əlavə, müxtəlif HPLC növlərini birləşdirərək mürəkkəb qarışıqların ayrılması üçün ilk addım kimi mikropreparativ ölçüsü istisna ayrılması tez-tez istifadə olunur.

Polimerlərin ölçüsünü istisna edən xromatoqrafiya mobil faza axınının sabitliyinə ən ciddi tələblər qoyur. Polimerlərin ölçüsünü istisna edən xromatoqrafiyada nəticələrin dəqiqliyi kəskin şəkildə temperaturdan asılıdır. 10°C dəyişdikdə, orta molekulyar çəkilərin təyin edilməsində xəta ±10%-i keçir. Buna görə də, HPLC-nin bu versiyasında ayırma sisteminin termostatı məcburidir. Bir qayda olaraq, 80-100 ° C-ə qədər olan diapazonda ±1 ° C temperaturun saxlanmasının dəqiqliyi kifayətdir. Bəzi hallarda, məsələn, polietilen və polipropilen təhlil edilərkən, iş temperaturu 135-150 ° C-dir. Polimerlərin ölçüsünü istisna edən xromatoqrafiyada ən çox yayılmış detektor diferensial refraktometrdir.

Konkret analitik problemin həlli üçün optimal şəraiti təmin edən sorbentlərin seçilməsi bir neçə mərhələdə həyata keçirilir. Gel matrisi kimyəvi cəhətdən inert olmalıdır, yəni. Ölçü istisna xromatoqrafiyası zamanı ayrılmış makromolekulların kimyəvi bağlanması baş verməməlidir. Zülalları, fermentləri və nuklein turşularını matrislə təmasda ayırarkən denatürasiya baş verməməlidir. Əvvəlcə analiz edilən maddələrin kimyəvi tərkibi və ya həllolma qabiliyyətinə dair məlumatlara əsasən, prosesin hansı versiyasının istifadə edilməli olduğu müəyyən edilir - sulu sistemlərdə və ya üzvi həlledicilərdə xromatoqrafiya, bu da tələb olunan sorbent növünü böyük ölçüdə müəyyən edir. Üzvi həlledicilərdə aşağı və orta polariteli maddələrin ayrılması həm yarı bərk, həm də sərt gellərdə uğurla həyata keçirilə bilər. Tərkibində qütb qrupları olan hidrofobik polimerlərin MWD-nin tədqiqi çox vaxt stirol-divinilbenzol gelləri olan sütunlarda aparılır, çünki bu halda adsorbsiya effektləri praktiki olaraq görünmür və mobil fazaya modifikatorların əlavə edilməsi tələb olunmur, bu da prosesi xeyli asanlaşdırır. həlledicinin hazırlanması və bərpası.

Sulu sistemlərdə işləmək üçün əsasən sərt sorbentlər istifadə olunur; Bəzən xüsusi növ yarı sərt gellərlə çox yaxşı nəticələr əldə etmək olar. Sonra, kalibrləmə əyriləri və ya fraksiya diapazonu haqqında məlumatlardan istifadə edərək, nümunənin molekulyar çəkisi haqqında mövcud məlumatları nəzərə almaqla tələb olunan məsaməlik sorbenti seçilir. Təhlil olunan qarışıqda molekulyar çəkisi 2-2,5 böyüklükdən çox olmayan maddələr varsa, o zaman onları adətən eyni məsamə ölçüsünə malik sütunlarda ayırmaq mümkündür. Daha geniş kütlə diapazonu üçün müxtəlif məsaməli sorbentləri olan bir neçə sütun dəstlərindən istifadə edilməlidir. Bu zaman təxmini kalibrləmə asılılığı ayrı-ayrı sorbentlər üçün əyriləri əlavə etməklə əldə edilir.

Ölçü istisna xromatoqrafiyasında istifadə olunan həlledicilər aşağıdakı əsas tələblərə cavab verməlidir:

1) nümunəni ayırma temperaturunda tamamilə həll edin;

2) sorbentin səthini islatmaq və sütunun səmərəliliyini pozmamaq;

3) sorbentin səthi ilə ayrılmış maddələrin adsorbsiyasının (və digər qarşılıqlı təsirlərinin) qarşısını almaq;

4) mümkün olan ən yüksək aşkarlama həssaslığını təmin etmək;

5) aşağı özlülük və toksiklik var.

Bundan əlavə, polimerləri təhlil edərkən həlledicinin termodinamik keyfiyyəti vacibdir: onun ayrılan polimerə və gel matrisinə münasibətdə "yaxşı" olması çox arzu edilir, yəni. konsentrasiya təsirləri maksimum şəkildə ifadə edilmişdir.

TSK gel G2000PW, PF 0,05 M NaCl məhlulu, axın sürəti 1 ml/dəq, təzyiq 2 MPa, temperatur 40°C, refraktometrik detektor ilə 2(600x7,5) mm-lik kompozit sütunda alınmış polietilenqlikol oliqomerlərinin xromatoqramı.

Nümunənin həll olması adətən uyğun mobil fazaların diapazonunu məhdudlaşdıran əsas məhdudlaşdırıcı amildir. Xüsusiyyətlər kompleksinə görə sintetik polimerlərin ölçülərini istisna edən xromatoqrafiya üçün ən yaxşı üzvi həlledici THF-dir. O, unikal həlledici xassələrə, aşağı özlülük və toksikliyə malikdir, bir çox digər həlledicilərdən daha yaxşı stirol-divinilbenzol gelləri ilə uyğun gəlir və ümumiyyətlə 220 nm-ə qədər bölgədə bir refraktometr və ya UV detektorundan istifadə edərkən yüksək aşkarlama həssaslığını təmin edir. Yüksək qütblü və tetrahidrofuranda həll olunmayan polimerlərin (poliamidlər, poliakrilonitril, polietilen tereftalat, poliuretanlar və s.) təhlili üçün adətən dimetilformamid və ya μ-krezol istifadə olunur və müxtəlif kauçuklar, polisiloksanlar kimi aşağı polariteli polimerlərin ayrılması üçün istifadə olunur. tez-tez toluol və ya xloroformda aparılır. Sonuncu həm də IR detektoru ilə işləyərkən ən yaxşı həlledicilərdən biridir. O-Diklorbenzol və 1,2,4-triklorobenzol başqa cür həll olunmayan poliolefinlərin (adətən 135 °C-də) yüksək temperaturlu xromatoqrafiyası üçün istifadə olunur. Bu həlledicilərin çox yüksək sınma əmsalı var, buna görə də bəzən aşağı qırılma əmsalı olan polimerlərin təhlili üçün tetrahidrofuran əvəzinə onlardan istifadə etmək faydalıdır və bununla da refraktometr tərəfindən aşkarlanma həssaslığını artırır.

Yüksək temperatur ölçüsü istisna xromatoqrafiya şəraitində həlledicilərin və yarı sərt gellərin oksidləşməsinin qarşısını almaq üçün. O Antioksidantlar (ionol, santonoks R və s.) -diklorbenzol və 1,2,4-triklorbenzol əlavə edilir.

Sərt sorbentlər pH-a malik istənilən mobil fazalara uyğundur<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.

Müxtəlif həlledicilərdə gel hissəciklərinin şişkinlik dərəcəsi eyni deyil, ona görə də kolonlardakı eluentin bu sorbentlərlə əvəz edilməsi gelin həcminin dəyişməsi və boşluqların əmələ gəlməsi nəticəsində səmərəliliyin azalmasına səbəb ola bilər. Uyğun olmayan həlledicilərdən (aseton, spirtlər) istifadə edərkən, jel o qədər daralır ki, sütun ümidsiz şəkildə zədələnir. Kiçik məsamə ölçüləri olan sorbentlər üçün (məsələn, μ-styrogel 100E və 500E) belə büzülmə həm polar, həm də qeyri-polyar həlledicilərdə müşahidə olunur, buna görə də əlavə olaraq, doymuş karbohidrogenlərdə, flüorlu spirtlərdə və dimetilformamiddə istifadə edilə bilməz. Rahat, çox bahalı olsa da, istifadə olunan hər bir həlledici üçün ayrıca sütun dəstlərindən istifadə etməkdir. Bu məqsədlə bəzi şirkətlər eyni məsamə ölçüsünə malik, müxtəlif həlledicilərlə - tetrahidrofuran, toluol, xloroform və DMF ilə doldurulmuş sütunlar istehsal edirlər.

Makromolekulların ayrılması zamanı bandın bulanıqlaşmasına əsas töhfə maneəli kütlə ötürülməsi ilə müəyyən edilir. Təəssüf ki, istifadə olunan bir çox elüentlər yüksək özlülüklərə malikdir. Özlülüyü azaltmaq (həmçinin həllolma qabiliyyətini yaxşılaşdırmaq) üçün ölçü istisna xromatoqrafiyası tez-tez yüksək temperaturda aparılır ki, bu da xromatoqrafiya sisteminin səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırır.

Əksər polimerlərin sərt gellərdə təhlili çox vaxt onların adsorbsiyasına görə çətinləşir. Adsorbsiyanın qarşısını almaq üçün, adətən, analitlərdən daha çox sütun qablaşdırmasında daha güclü adsorbsiya olunan həlledicilərdən istifadə olunur. Əgər nədənsə bu mümkün deyilsə, onda mobil faza 0,1-2% qütb dəyişdiricisinin, məsələn tetrahidrofuran əlavə edilməklə dəyişdirilir. Daha güclü modifikatorlar etilen qlikol və müxtəlif molekulyar çəkilərə malik poliqlikollardır (PEG-200, PEG-400, Carbowax 20 M). Bəzən, məsələn, dimetilformamiddə politurşuları təhlil edərkən kifayət qədər güclü turşuların əlavə edilməsi tələb olunur. Qeyd etmək lazımdır ki, dəyişdiricilərin əlavə edilməsi ilə adsorbsiyanı tamamilə aradan qaldırmaq həmişə mümkün deyil. Belə hallarda yarı sərt gellərdən istifadə edilməlidir. Bəzi polimerlər yalnız stirol-divinilbenzol gelləri ilə uyğun gəlməyən yüksək qütblü həlledicilərdə (aseton, dimetil sulfoksid və s.) yaxşı həll olunur. Onları sərt sorbentlər üzərində ayırarkən, həlledicinin seçimi yuxarıda göstərilən ümumi prinsiplərə uyğun olaraq həyata keçirilir.

Sulu mühitdə ölçüsü istisna xromatoqrafiyası özünəməxsus xüsusiyyətlərə malikdir. Bir çox ayrılmış sistemlərin (zülallar, fermentlər, polisaxaridlər, polielektrolitlər və s.) xüsusiyyətlərinə və istifadə olunan sorbentlərin müxtəlifliyinə görə, müxtəlif arzuolunmaz təsirləri boğmaq üçün PF-nin tərkibində çoxlu variasiyalar mövcuddur. Sorbentlər kimi dekstran gelləri (Sephadex), poliakrilamid, hidroksiakril metakrilat gelləri, agaroz gelləri və s. istifadə olunur. Ölçüdən kənar xromatoqrafiya prosesində makromolekulların davranışı ilk növbədə onların hidrodinamik ölçüləri və zülalların, fermentlərin xarakterik xüsusiyyəti ilə müəyyən edilir. sintetik polielektrolitlər isə makromolekulların ölçülərinin pH və məhlulun ion gücündən asılılığıdır. Məhlulun pH dəyəri və ion gücü nə qədər aşağı olarsa, makromolekulların açılmamış konformasiyaları bir o qədər əlverişli olur (sözdə polielektrolit şişməsi). Bu halda orta statistik ölçülər artır ki, bu da ölçüdən kənar xromatoqrafiya rejimində saxlama həcmlərinin azalmasına səbəb olur. Ümumi modifikasiya üsulları müxtəlif duzların əlavə edilməsi və müəyyən bir pH dəyəri olan bufer məhlullarının istifadəsidir. Xüsusilə, pH-ın saxlanması<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.

Ölçü istisna xromatoqrafiyasının tətbiqinin ən vacib sahəsi yüksək molekulyar ağırlıqlı birləşmələrin öyrənilməsidir. Sintetik polimerlərə tətbiq edildiyi kimi, bu üsul onların molekulyar çəki xüsusiyyətlərini təyin etmək üçün tez bir zamanda aparıcı mövqe tutdu və digər heterojenlik növlərini öyrənmək üçün intensiv şəkildə istifadə olunur. Biopolimer kimyasında makromolekulları fraksiyalaşdırmaq və onların molekulyar çəkisini təyin etmək üçün ölçü istisna xromatoqrafiyasından geniş istifadə olunur.

Yüksək molekulyar ağırlıqlı sintetik polimerlərin ölçüsünü istisna edən xromatoqrafiyanın əsas xüsusiyyəti qarışığı ayrı-ayrı birləşmələrə ayırmağın qeyri-mümkün olmasıdır. Bu maddələr müxtəlif polimerləşmə dərəcələrinə və müvafiq olaraq müxtəlif molekulyar kütlələrə malik olan polimer homoloqlarının qarışığıdır. i. Belə qarışıqların molekulyar çəkisi orta hesablama metodundan asılı olan bəzi orta qiymətlə təxmin edilə bilər. Hər molekulyar çəkidə molekulların tərkibi M i ya polimer molekullarının ümumi sayındakı ədədi hissəsi ilə, ya da ümumi kütləsindəki kütlə payı ilə müəyyən edilir. Tipik olaraq, bir polimer, müvafiq olaraq, orta M sayı adlanan bu üsullarla tapılan orta dəyərlərlə xarakterizə olunur. n və orta kütlə M w molekulyar çəki. M dəyərləri n məsələn, krioskopiya, osmometriya, ebullioskopiya və M dəyərlərini verin w- işığın səpilməsi və ultrasentrifuqalanması.

Molekulyar çəkisi M olan molekulların sayını qeyd etsək i vasitəsilə N i, onda polimerin ümumi kütləsi vasitəsilə ifadə edilə bilər Σ M i N i , kütləsi M olan molekulların ədədi hissəsi i vasitəsilə N i / Σ N i , və kütləsi M olan molekulların kütlə payı i- vasitəsilə f i= M i N i / Σ M i N i . Ümumi polimer kütləsinin bu fraksiyalara uyğun hissəsini müəyyən etmək üçün onlar M ilə vurulur. i .

Bütün kəmiyyətlər üçün alınan dəyərləri cəmləyərək orta molekulyar çəkilər əldə edilir:

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 )

Nisbət M w>/M n polimerin polidispersliyini xarakterizə edir.

Praktikada polimerlərin molekulyar çəkisi çox vaxt viskometriya ilə müəyyən edilir. Özlülük-orta molekulyar çəki Mark-Kuhn-Houwink tənliyindən istifadə edərək tapılır:

[η ] = K η / M η a

burada [η ] daxili özlülükdür; K η, a verilmiş temperaturda verilmiş polimer-həlledici sistem üçün sabitlərdir.

M η kəmiyyəti tənliklə təsvir edilir

M η = ( Σ M i a f i ) 1/a

Bir qayda olaraq, orta molekulyar çəkilərin dəyərləri bərabərsizliyi təmin edir

M w> M η > M n

Tipik olaraq, bir polimer nümunəsi M dəyərlərinin dəsti ilə xarakterizə olunur w, M η , M n və M w/M η , lakin bu kifayət olmaya bilər. Nümunənin molekulyar çəkisinin heterojenliyi haqqında ən dolğun məlumat MMD əyriləri ilə təmin edilir. Ölçüdən kənarlaşdırma ayırma prosesindən əldə edilən tipik xromatoqram bir və ya daha çox maksimuma malik kifayət qədər hamar əyridir. Bu əyridən, kalibrləmə asılılığından və müvafiq hesablamalardan istifadə edərək, polimerin orta molekulyar xüsusiyyətlərinin və MWD-nin qiymətləri diferensial və ya inteqral formada müəyyən edilir.

Gel keçirmə xromatoqrafiyası, ehtimal ki, ən çox istifadə edilən üsuldur, çünki polisaxaridləri geniş molekulyar çəkilərdə ayırmaq üçün ən sadə üsuldur. Eyni zamanda, polisaxaridlərin molekulyar çəkilərini təyin etməyə imkan verir. Yüngül təyinetmə şərtləri tətbiq edildikdə, bu üsul qeyri-sabit bioloji materiallar üçün xüsusilə faydalıdır.
Xromatoqrafiya üçün cihaz. Gel keçirmə xromatoqrafiyası (GPC) polimer molekullarının ayrılmasının müxtəlif ölçülü məhlul molekulları üçün əlçatan olan məsaməli gel hissəcikləri daxilində müxtəlif həcmlərə əsaslandığı bir texnikadır.
Gel keçirmə xromatoqrafiyası, molekulların müəyyən ölçülü adsorbentin məsamələrinə nüfuz etmə qabiliyyətinə əsaslanaraq, fraksiyalara ayrılmanın molekulyar ələk üsulu ilə həyata keçirildiyi sütun fraksiyalaşdırma metodunun bir növüdür. Bu üsulda adsorbentlər kimi, yükü və ion qrupları olmayan və dəqiq müəyyən edilmiş məsamə ölçüsünə malik materiallardan istifadə olunur (bax. Fəsil. Bu tələblər stirolun divinilbenzol ilə xüsusi hazırlanmış sopolimerləri tərəfindən ən yaxşı şəkildə ödənilir, onlar şişmə zamanı gel əmələ gətirirlər.
Təkrar emal rejimində iş sxemi. Gel keçirmə xromatoqrafiyası ilk növbədə polimer maddələrin molekulyar çəkisinin paylanmasını təyin etmək üsulu kimi istifadə olunur, gel filtrasiya xromatoqrafiyası isə ilk növbədə preparativ ayırma üsuludur, lakin hər iki üsul hər iki halda uyğundur. Molekulyar çəki paylanmasını təyin edərkən, xromatoqramma ilə molekulyar ölçü və ya daha doğrusu, molekulyar çəki arasında əlaqə yaratmaq lazımdır.
Ölçü istisna xromatoqrafı ilə gel keçirmə xromatoqrafiyası.
Gel keçirmə xromatoqrafiyası stasionar fazanın gel olduğu rafiya ölçüsünün istisna xromatoqrafiyasıdır.
Gel keçirmə xromatoqrafiyası, ayrılmanın molekulyar ələk prinsipinə əsaslandığı sütun fraksiyalaşdırma metodunun bir növüdür. Bu prinsip artıq 50-ci illərin əvvəllərində məlum idi, lakin yalnız Porat və Flodin bu metodu yenidən kəşf etdikdən və geniş şəkildə istifadə etdikdən sonra tanınıb və elmi tədqiqatlarda geniş istifadə olunub. O vaxtdan 1964-cü ilə qədər bu yeni fraksiya üsulu ilə bağlı 300-dən çox məqalə nəşr olundu.
Amin turşularının ion mübadiləsi xromatoqrafiyası ilə ayrılması. Gel keçirici xromatoqrafiya həmçinin fenol-formaldehid qatranlarının xarakteristikasını təyin etməyə imkan verir.
Təkrar emal rejimində işləmə sxemi (10).Gel keçirmə xromatoqrafiyası əsasən polimer maddələrinin molekulyar çəkisinin paylanmasının təyini metodu kimi istifadə olunur, halbuki gel filtrasiya xromatoqrafiyası əsasən preparativ ayırma üsuludur, lakin hər iki halda hər iki üsul uyğundur. molekulyar çəki paylanmasını təyin edərkən, xromatoqramma ilə molekulyar ölçü və ya daha doğrusu, molekulyar çəki arasında əlaqə yaratmaq lazımdır.
Gel keçirici xromatoqrafiya (GPC) molekulları ölçülərindəki fərqlərə əsaslanaraq ayırmaq üçün bir üsuldur. Bu üsul gel xromatoqrafiyası, ölçü istisnası və molekulyar ələk xromatoqrafiyası kimi tanınır. Soyadı metodun mahiyyətini ən dolğun şəkildə əks etdirir, lakin ədəbiyyatda gel keçirmə xromatoqrafiyası termini daha geniş istifadə olunur.

Gel keçirmə xromatoqrafiyası (GPC) polimer molekullarının ayrılmasının müxtəlif ölçülü məhlul molekulları üçün əlçatan olan məsaməli gel hissəcikləri daxilində dəyişən həcmlərə əsaslandığı bir texnikadır.
Gel keçirmə xromatoqrafiyası (GPC) məhluldakı polidispers polimerləri ayırmaq üçün yüksək məsaməli qeyri-ionik gel muncuqlarından istifadə edən bir texnikadır. GPC ilə fraksiyalaşdırmanın işlənmiş nəzəriyyələrinə və modellərinə görə, ayrılmanın təyinedici amili molekulyar çəki deyil, molekulun hidrodinamik həcmidir.
Gel keçirici xromatoqrafiya müxtəlif uzunluqlu və buna görə də müxtəlif molekulyar çəkiyə malik makromolekulların məsaməli komponenti müxtəlif dərinliklərə nüfuz etmə qabiliyyətinə əsaslanır. Sütun məsaməli şüşə və ya yüksək dərəcədə çarpaz bağlanmış şişkin polimer gel ilə doludur, polimer sütunun yuxarı hissəsinə əlavə edilir və sonra sütun həlledici ilə yuyulur. Kiçik molekullar məsamələrə daha dərindən nüfuz edir və elüsyon prosesi zamanı sütunda daha böyük makromolekullara nisbətən daha uzun müddət saxlanılır.
Gel keçirici xromatoqrafiya oliqomerlərin qarışıqlarını fraksiyalaşdırmağa deyil, həm də onların orta molekulyar çəkilərini və molekulyar çəki paylanmasını müəyyən etməyə imkan verir. Bu vəziyyətdə, Mark-Kuhn tənliyinin sabitlərinin ədədi dəyərləri bir teta həlledicidə Gauss rulonu üçün əmsallardan az fərqlənir.
Nuklein turşusu komponentlərinin gel keçirmə xromatoqrafiyası çarpaz bağlı dekstran gellərdə (Sephadex) (Sephadex, Pharmacia, Uppsala, İsveç) və poliakrilamid gellərdə (biogels) (Bio-Gel, Bio-Rad Labs Richmond, Kaliforniya. Bundan əlavə, gellər aromatik və heterosiklik birləşmələrə artan yaxınlıq nümayiş etdirərək ion mübadiləsi və adsorbsiya xüsusiyyətlərinə malikdir.
Gel keçirici xromatoqrafiyada purin əsaslarının gel matrisinə adsorbsiyası da müşahidə olunur.
Məlumata görə oliqobutadienlərin və butadienin akril turşusu və akrilonitril ilə sopolimerlərinin RTF 3. Oliqomerlərin RTF-nin qiymətləndirilməsi üçün klassik versiyada gel keçirmə xromatoqrafiyasının (GPC) istifadəsi hələ də məhduddur. Oxşar molekulyar çəkiyə malik, lakin fərqli funksionallığa malik molekulların GPC ilə ayrılması son qrupların təbiətindən və molekulyar çəkisindən asılı olaraq məhluldakı makromolekulların g/2 ucları arasında kök-orta-kvadrat məsafəsinin dəyişməsinə əsaslanır. r §)/ dəyərinə molekulların siklləşməsi və budaqlanması xüsusilə güclü təsir göstərir ki, bu da onun eyni molekulyar çəkiyə malik xətti molekullarla müqayisədə 1 5 - 2 dəfə azalmasına səbəb olur.
Gel keçirmə xromatoqrafiyasının mexanizmi yüksək və aşağı çarpaz keçid sıxlıqları üçün mahiyyətcə eynidir, baxmayaraq ki, praktikada əhəmiyyətli fərqlər baş verə bilər. Sütundakı gel hissəcikləri bir həlledicidə dayandırılır. Gel hissəcikləri arasındakı kanallar gel qranullarının içərisindəki məsamələrin ölçüsü ilə müqayisədə daha böyükdür, buna görə də həlledici yalnız gel qranulları arasındakı boşluqda axır. Həll olunmuş maddənin molekulları ölçülərindən asılı olaraq gelin məsamələrinə müxtəlif dərinliklərə nüfuz edir və gel qranullarının tərkibində olan həlledicidə praktiki olaraq məhdudiyyətsiz hərəkət edir.
Burada təqdim olunan gel keçirmə xromatoqrafiyasının mexanizmi diffuziya tarazlığı fərziyyəsinə əsaslanır. Başqa sözlə, güman edilir ki, məhlulun molekullarının gel hissəciklərindən kənar məkanla bu molekullar üçün əlçatan olan məsamə həcmi arasında paylanma vaxtı kifayət qədər qısadır. Məhlulun molekullarını ehtiva edən zonanın gel hissəciklərindən keçdiyi vaxt intervalı adətən həll olunmuş molekulların gel qranullarına diffuziyası ilə tarazlığa çatma müddətindən xeyli uzun olur.
Gel keçirici xromatoqrafiyada maddə adi xromatoqrafiyada olduğu kimi K a dəyəri ilə xarakterizə olunur. K dəyəri sütunun ölçüsündən asılı deyil və buna görə də müxtəlif sütunlarda əldə edilmiş GPC məlumatlarını müqayisə etmək üçün istifadə edilə bilər.
Gel keçirici xromatoqrafiyada polimer məhlulu sorbentlə doldurulmuş sütun vasitəsilə hərəkət edən mayeyə (elüent) daxil edilir. Sütundan çıxışda məhlul makromolekulların ölçüsünə uyğun olaraq fraksiyalara (zonalara) bölünür. Məhlulun eluentə daxil edildiyi andan verilmiş zonanın sütunu tərk etdiyi ana qədər keçən vaxt tutma vaxtı, bu müddət ərzində sütundan keçən eluentin həcmi isə saxlanılan həcm adlanır.
Poliuretanın yerdəyişmə xromatoqrafiyası. Molekulyar çəkinin təyini. Tetrahidrofuranda həll edilmiş poliuretan nümunələrində molekulyar çəki paylanması gel keçirici xromatoqrafiya ilə müəyyən edilmişdir.

Molekullarının ölçülərinə görə əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənən maddələri ayırmaq üçün gel keçirmə xromatoqrafiyası prinsipindən istifadə etmək olar. İstifadə olunan sorbentin məsamə ölçüsü ayrılan maddələrin molekullarının ölçüsünə uyğun olmalıdır. Materialın ayrılma qabiliyyəti məsamələrin paylanmasından asılıdır. Molekulları məsamələrə keçə bilməyəcək qədər böyük olan maddələr mobil faza ilə eyni sürətlə sütundan keçir. Ayrılan maddələrin molekulları nə qədər kiçik olarsa, onların nüfuz edə biləcəyi məsamələrin həcmi bir o qədər böyük olar və mobil fazanın ön hissəsindən bir o qədər geri qalacaqlar. Gel keçirici xromatoqrafiya əsasən makromolekulyar maddələrin təhlili üçün istifadə olunur.
Gel keçirici xromatoqrafiyada 0 sütundakı gelin məsamələrinə nüfuz edə bilməyən molekulları və maddələri xarakterizə edir; adsorbsiya xromatoqrafiyasında - demək olar ki, bütün məsamə həcminə nüfuz etməsinə baxmayaraq, sorbentin səthi ilə qarşılıqlı təsir nəticəsində saxlanılmayan maddələr. Tutum əmsalı ayrılan maddənin mobil və stasionar fazalarla qarşılıqlı təsir proseslərini xarakterizə edir və buna görə də termodinamik kəmiyyətdir.
Gel keçirici xromatoqrafiyada sütun doldurucu kimi makroməsaməli silisium gelləri, məsaməli şüşələr və üzvi polimer gellərdən istifadə olunur. Məsaməliliyi ilə fərqlənən eyni tipli materiallar müxtəlif ölçülü molekulları olan maddələri ayırmaq üçün nəzərdə tutulmuşdur.
Gel keçirici xromatoqrafiyada mobil faza əksər hallarda yeganə həlledicidir. Həlledicinin seçimi, tərkibindəki polimerin həllolma qabiliyyətini nəzərə almaqla və eyni zamanda istifadə olunan mobil fazada ayrılan maddələrin stasionar faza ilə qarşılıqlı təsirinin minimal olması üçün aparılmalıdır. Tetrahidrofuran ən çox suda həll olunan hidrofilik polimerləri ayırmaq üçün istifadə olunur.
Şişmiş gelin sxematik təsviri. Gel keçirici xromatoqrafiyada komponentlərin sorbsiya aktivliyi və bununla bağlı fazalararası kütlə ötürülməsi yalnız makromolekulların diffuziya hərəkətliliyi və onların ölçülərinin məsamə ölçülərinə nisbəti ilə müəyyən edilir.
Gel keçirici xromatoqrafiya üçün müvafiq sorbentlə doldurulmuş xromatoqrafik sütunlar dəstindən ibarət gel xromatoqrafları istifadə olunur (makroməsaməli şüşələr, stirogellər və s.).
Ümumi xromatoqrafik prinsiplərə əlavə olaraq, gel keçirici xromatoqrafiyanın özünəməxsus xüsusiyyətləri vardır, ilk növbədə tədqiqat obyekti olan polimer məhlullarının xassələri, bu obyektlərin müxtəlifliyi, sorbentlər və analiz şəraiti ilə bağlıdır. Bütün bunlar təbii olaraq ümumi nəzəri sxemin qurulmasını çətinləşdirir. Buna görə də, GPC sahəsində çalışan tədqiqatçılar metodun inkişafının ilk mərhələlərində təcrübədə müşahidə edilən fərdi nümunələrin izah olunduğu müəyyən nəzəri konsepsiyalar hazırlamağa məcbur oldular. Bu, eksperimenti daha bacarıqla qurmağa, onun rejimini optimallaşdırmağa və nəticələri şərh etməyə imkan verdi.
Bu polimerlərin gel keçirmə xromatoqrafiyası aparılıb və onların molekulyar çəkisini təyin etmək üçün kalibrləmə əyriləri alınıb.
Gel keçirici xromatoqrafiya məlumatlarının işlənməsi sistemin üç xarakteristikasının müəyyən edilməsini tələb edir: alınan məlumatların etibarlılığı, sistemin kalibrlənməsi və onun həlli. Bu üç xüsusiyyət bir-biri ilə bağlıdır və son nəticədə birbaşa ölçmələrlə müəyyən edilməlidir. Bunu etdikdən sonra, sistemin müəyyən edilmiş xüsusiyyətlərinin dəyişməzliyi haqqında dolayı məlumatlardan istifadə edə bilərsiniz.
Gel keçirici xromatoqrafiya metodunda polimer nümunəsi onun makromolekullarının ölçüsünə görə ayrılır. Nə qədər ki, biz yalnız molekulyar çəkilərində fərqlənən molekullardan danışırıq, ayrılmanın səmərəliliyi yalnız molekulyar çəki ilə müəyyən edilir. Ancaq kimyəvi cəhətdən heterojen bir polimer nümunəsinin molekullarında müxtəlif dərəcələrdə həll olunan qruplar varsa, belə sadə bir vəziyyət daha da mürəkkəbləşə bilər. Sonra, eyni molekulyar çəkilərə baxmayaraq, bəzi zəncirlər böyük molar həcmlərə malik ola bilər.
Gel keçirici xromatoqrafiya geniş çeşidli materialları təhlil etmək üçün istifadə olunur və onun sürətli genişlənməsi sadəlik və yüksək effektivlik üstünlükləri ilə şərtlənir. Metodun effektivliyi ən aydın şəkildə molekulyar çəkisi geniş diapazonda dəyişən təbii maddələrin təhlilində özünü göstərir.
Müxtəlif qablaşdırma üsulları ilə müxtəlif növ sorbentlər üçün nəzəri lövhəyə ekvivalent hündürlüyün sorbent dənələrinin diametrindən asılılığı. O - səthi məsaməli sorbent. dK - 2 1 mm, əl ilə qablaşdırma.. - səthi məsaməli sorbent, dK 7 9 mm, maşın qablaşdırması. f-səth məsaməli sorbent, dK 7 9 mm, əl ilə qablaşdırma. c - silisium gel, balanslaşdırılmış süspansiyon. f - mikrosferik silisium gel. stabilləşdirilmiş asma. P - kizelgur, tampon qablaşdırması. A - mikrosferik silisium gel, stabilləşdirilmiş suspenziya.| Sütun üzərində dar dispers polistirol standartlarının GPC (silikagel ilə 250 X 0 20 mm (FP 0 20 mm, dp 5 - 6 µm. 1 - Mw 2 - 10. 2 - Mw 5 MO4. 3 - L w 4. ildən). gel-penetrasiya xromatoqrafiyasında k n kiçikdir, bu xromatoqrafik metodun F adsorbsiya xromatoqrafiyası ilə müqayisədə azdır.
Gel xromatoqrafiyası (və ya gel keçirmə xromatoqrafiyası) maye xromatoqrafiyanın bir variantıdır, burada həll olunan maddə gel muncuqlarını əhatə edən sərbəst həlledici ilə gel muncuqları içərisindəki həlledici arasında bölünür. Gel müxtəlif ölçülü məsamələri olan şişkin strukturlu sistem olduğundan, bu tip xromatoqrafiyada ayrılma ayrılan maddələrin molekulyar ölçüləri ilə gelin məsamə ölçülərinin nisbətindən asılıdır. Molekulyar çəkilərlə mütənasib olaraq qəbul edilə bilən molekulların ölçüsünə əlavə olaraq, molekulların forması gel xromatoqrafiyası üçün əhəmiyyətli rol oynayır. Bu amil polimer məhlulları üçün xüsusilə vacibdir ki, burada eyni molekulyar çəki ilə molekullar öz konformasiyalarına uyğun olaraq müxtəlif formalar (sferik və ya başqa ixtiyari) ala bilir və nəticədə sütunda fərqli davranır. Sferik formaya malik molekullar üçün əlavə əsaslandırma etibarlıdır.

Yalnız analitik məqsədlər üçün xidmət edən və ümumi uzunluğu 370 sm olan GPC (Gel keçirmə xromatoqrafiyası) (Sintetik polimerlərin molekulyar çəkisinin paylanması demək olar ki, tamamilə avtomatik olaraq təyin olunan bu xromatoqrafın iş prinsipi səhifədə təsvir edilmişdir. Əlbəttə ki, suda həll olunan polimerlərlə işləmək üçün bu tip bir alət də yaradıla bilər ki, bu da molekulyar çəkinin təyin edilməsini əhəmiyyətli dərəcədə asanlaşdıracaqdır.
Bununla belə, gel keçirici xromatoqrafiyanın geniş tətbiqinə məsaməli gellərin kiçik diapazonu və onların kimyəvi təbiəti nəzərə alınmaqla asfaltenlərin ayrılmasının mümkünsüzlüyü mane olur. Bu üsula görə, ion dəyişdirici qatranlardan (Amberlite-27 və Amberlite-15) istifadə edərək, asfaltenlər dörd turşuya (orijinaldan 38-6%), dörd əsas (16-6%) və neytral (41-3%) ayrıldı. ) kəsrlər. Sonra gel keçirmə xromatoqrafiyasından istifadə edərək, onlar eyni molekulyar ölçülərə malik fraksiyalara bölünürlər. Bu üsul Romaşkinsk neftindən təcrid olunmuş asfaltenlərin əhəmiyyətli polaritesini aşkar etdi.
Dalqlişin üç nöqtəli qarşılıqlı əlaqə modeli. Prinsipcə, zülal kimyasında xüsusi əhəmiyyət kəsb edən gel keçirmə xromatoqrafiyasında (ölçülərin xaric edilməsi və ya ələk xromatoqrafiyası da adlanır) ayrılma əsasən molekulların sterik ölçülərindəki fərqlərə görə həyata keçirilir: böyük molekullar, çünki onlar matrisin kiçik məsamələrinə yayılır, kiçik molekullara nisbətən daha sürətli süzülür.
Yuxarıda müzakirə olunan gel keçirmə xromatoqrafiyasının mexanizmi eksperimentlə tam təsdiqlənmiş kimi görünür. Əksər hallarda, axın sürətinin dəyişdirilməsi elüsyonun həcminə təsir göstərmir, bu sistemin tarazlıq şərtlərinə çox yaxın olduğunu göstərir. Onu da qeyd etmək lazımdır ki, yuxarıda çəkilmiş şəkil reallığa çox kobud yaxınlaşmadır. Şəkildə. 5 - 1, çox kiçik ölçülərə malik olmaqla, matrisin bütün məsamələri vasitəsilə və hətta məsamələrin daraldığı yerlərdə yayıla bilən həll edilmiş maddənin molekullarını göstərir. Eyni zamanda, həll olunmuş maddənin molekulları arasında böyük ölçüləri yalnız gel qranullarının xarici qabığında yerləşən müəyyən ölçülü məsamələrə nüfuz etməyə imkan verən molekullar var. Bununla belə, kanal divarları ilə qarşılıqlı təsir nəticəsində çox aşağı sürətlə olsa da, məsamələrdə darboğazlardan keçə bilən ara ölçülü molekullar olmalıdır. Kreyq inandırıcı şəkildə göstərdi ki, membranların məsamələri diffuziya edən molekulların ölçüsündən çox böyük olarsa, hər iki tərəfində bu molekulların konsentrasiyası fərqli olan membranlardan diffuziya zamanı məhlul molekullarının keçid sürətləri çox da fərqlənmir. Bununla belə, diffuziya dərəcələri ölçüləri məsamə diametrindən bir qədər kiçik olan molekullar üçün molekulyar ölçülərin həssas ölçüsüdür. Aydındır ki, təbiətinə görə differensial diffuziya və gel keçirmə xromatoqrafiyası prosesləri bir-birinə yaxındır.
Gel keçirmə xromatoqrafiyası ilə fraksiyalaşdırma zamanı çoxlu sayda müxtəlif gellərdən istifadə edilir və ya cəhd edilir. Bir qayda olaraq, bu gellər müxtəlif dərəcədə çarpaz əlaqəyə malik polimerlərdir və adətən onların alındığı həlledicilərdə şişirilir. Nümunələr arasında sulu məhlullarda istifadə olunan dekstranlar və üzvi həlledicilərdə işləyərkən istifadə olunan polistirollar daxildir. Ümumi qəbul edilmiş fikrin əksinə olaraq, şişkinliyin əhəmiyyətli bir rol oynamadığı göstərilməmişdir, lakin keçiricilik və ya gözeneklilik dərəcəsi gelin keyfiyyətinin çox vacib göstəricisidir. Vaughan müxtəlif gellər və digər məsaməli materiallar üzərində geniş tədqiqatlar apardı və şişmiş silisium gelinin (Monsanto-nun Santocel A) benzolda polistirolun fraksiyalaşdırılmasında çox təsirli olduğunu göstərdi. Silika gel hidrofilik bir maddədir və buna görə də, təbii ki, benzolda şişmir.
Gel keçirmə xromatoqrafiyası nəzəriyyəsi üzərində dayanmadan qeyd edirik ki, hissəciklərin keçiriciliyi məsaməlilikdən və jele əldə etmə üsulundan asılıdır. Hal-hazırda ən çox istifadə edilən jelelərə aşağıdakılar daxildir: sulu məhlullar üçün - epixlorohidrin (bioloji sintez edilmiş karbohidrat) və çarpaz bağlı poliakrilamid ilə çarpaz bağlı dekstran və susuz məhlullar üçün - divinilbenzol ilə çarpaz bağlı polistirol.
Bu işdə gel keçirmə xromatoqrafiyasından istifadə etməklə akrilonitril və ABS kopolimerləri tədqiq edilmiş və müxtəlif həlledicilər üçün kalibrləmə əyriləri alınmışdır. Bu işdə ABS sopolimerlərinin təhlili üçün istifadə olunan üsullar aşağıda təsvir ediləcəkdir. Bu işdə həll olunmayan polimerin (gel), həll olunan polimerin və qeyri-polimer əlavələrinin ümumi miqdarının təyini üsulları, həmçinin həm orijinal polimerdə, həm də təcrid olunmuş polimerdə bağlanmış akrilonitril, butadien və stirolun təyini üsulları işlənib hazırlanmışdır. həll olunmayan polimer (gel) və həll olunan polimer fraksiyasında. Bütün bu üsullar həmçinin aşılanmış ABS kopolimerinin aralıq nümunələrinin, eləcə də bu sopolimerin ABS istehsalında istifadə olunan aşağı molekulyar çəkili stirol-akrilonitril polimeri ilə qarışıqlarının təhlili üçün də tətbiq olunur.
Bu işdə gel keçirmə xromatoqrafiyasından istifadə etməklə müxtəlif üsullarla sintez edilmiş polikarbonatlar tədqiq edilmişdir. İşin müəllifləri bu metodun son qrupları təhlil etmək üçün ən yaxşısı olduğu qənaətinə gəldilər. Polikarbonatın fraksiyalaşdırılması da gel keçirmə xromatoqrafiyasından istifadə etməklə aparılmışdır. Polikarbonatlar ardıcıl çökmə üsulu ilə metilen xloriddən fraksiyalaşdırıldı. Bu kalibrləmə membran osmometriyası və işığın səpilmə ölçmələri ilə daha da təsdiq edilmişdir. Eksperimental özlülük dəyərləri göstərdi ki, Kurata-Stokmayer-Roy əlaqəsi metilen xloriddə polikarbonatın molekulyar uzanmasını şərh etmək üçün uyğundur.
Gel keçirici xromatoqrafiya prosesinin ümumi təsviri polimer məhlullarının xüsusiyyətləri nəzərə alınmaqla xromatoqrafiyanın və sorbsiya dinamikasının müvafiq şəkildə dəyişdirilmiş nəzəri konsepsiyalarına əsaslanmalıdır. Mobil fazanı sorbent hissəcikləri arasında boşluqlardan əmələ gələn kanallar toplusu, stasionar fazanı isə sorbentin yuva boşluğu kimi başa düşərək, xromatoqrafik sistemi ikifazalı sistem kimi nəzərdən keçirmək rahatdır.
MWD-ni gel keçirmə xromatoqrafiyası ilə təyin edərkən, polimer məhlulu məhlulda şişmiş çapraz bağlı polimer şəklində qablaşdırma ilə sütundan keçirilir. Sütundakı makromolekulların hərəkət sürəti onların molundan asılıdır.
Ölçü istisna xromatoqrafiyası gel keçirmə xromatoqrafiyası (GPC) və gel filtrasiya xromatoqrafiyasına bölünür.
İon mübadiləsi xromatoqrafiyasından istifadə edərək ladin holoselülozasından qələvi ekstraktın fraksiyalaşdırılması. Tez-tez fraksiyalaşdırma üçün gel keçirici xromatoqrafiya istifadə olunur.

Bu üsulda təhlil ediləcək məhlul şişmiş dənəvər gellə doldurulmuş sütundan keçirilir (stasionar faza). Gel hissəcikləri şəbəkə quruluşuna malik yüksək molekulyar ağırlıqlı birləşmədən (HMC) ibarətdir (çevik makromolekullar kimyəvi çarpaz bağlantılarla çarpaz bağlıdır). Bu səbəbdən, şişmiş gel, düyünləri arasında bir həlledici olan bir şəbəkə quruluşuna malikdir.

Gelin interstisial boşluğunun radial paylanması- istifadə olunan gelin əsas xarakteristikası polimer və həlledicinin təbiətindən, şəbəkə tezliyindən və temperaturdan asılıdır;

Gel xromatoqrafiyası zamanı maddənin ayrılması effekti onunla bağlıdır ki, molyar kütləsi (uzunluğu) ilə fərqlənən molekullar gel strukturuna müxtəlif dərinliklərə nüfuz edə bilir və müxtəlif vaxtlarda orada qalır. Buna görə də, elüsyon zamanı gel qranullarına dərindən nüfuz edə bilməyən böyük molekullar sütundan birinci, ən kiçikləri isə sonuncu çıxır. Sanki molekullar gelin interstisial boşluğundan süzülür.

Xromatoqrafiya aşağıdakı kimi aparılır. Gel qranulları bir şüşə sütuna yerləşdirilir, bir həlledicidə şişməyə icazə verilir, sonra analiz edilən maddələrin qarışığı sütuna verilir. Kiçik molekullar qranulların bütün həcmi boyunca bərabər paylanır, daha böyük molekullar isə içəriyə nüfuz edə bilməyib yalnız qranulları əhatə edən həlledici təbəqədə qalırlar (xarici həcm). Sonra, sütun bir həlledici - eluent ilə yuyulur. Artıq qeyd edildiyi kimi, böyük molekullar sütunda kiçik olanlara nisbətən daha yüksək sürətlə hərəkət edir, onların hərəkəti stasionar fazanın qranullarına dərin diffuziya ilə daim yavaşlayır. Nəticədə qarışığın komponentləri molar kütlənin azalması ardıcıllığı ilə sütundan ayrılır. Təhlil üçün sütundan çıxan eluentin nümunələri (fraksiyaları) götürülür. Eluentin davamlı avtomatik təhlili mümkün olduqda təcrübə çox sadələşdirilir.

Tədqiqat üçün gel elə seçilməlidir ki, onun analiz edilən maddələrə yaxınlığı minimal olsun: bu halda maddələr öz molekullarının ölçüsünə uyğun olaraq sütun təbəqəsi boyunca sərbəst qarışa bilirlər. Gel qranulları olmalıdır optimal ölçülər:çox kiçik - diffuziya tarazlığının sürətli qurulmasına kömək edir, lakin sütunun yüksək hidravlik müqavimətinə səbəb olur. Böyük qranulların istifadəsi aşağı hidravlik müqavimət verir, lakin diffuziyanı maneə törədir, təhlil edilən maddələrin buraxılma müddətini artırır.

Bundan əlavə, qranullar müəyyən bir mexaniki gücə malik olmalıdır, əks halda onların sütunda deformasiyası elüsyon dərəcəsinin azalmasına səbəb olacaqdır.

Gel xromatoqrafiyası üçün ən çox istifadə olunur Sefadeks(dekstran geli - yüksək molekulyar ağırlıqlı polisaxarid), müəyyən bakteriyaların saxaroza mühitində yetişdirilməsi zamanı əmələ gəlir. Sephadex-in səkkiz növü mövcuddur, onların şişlik dərəcəsi ilə fərqlənir, qələvilərə və zəif turşulara davamlıdır;

Sephadex-də nişasta və qlükoza qarışığının ayrılması üçün xüsusi bir nümunəni nəzərdən keçirək G- 25. 2 sm 3 sulu nişasta və qlükoza məhlulu 87 q gel olan bir sütuna yerləşdirildi və qarışıq natrium xlorid məhlulu ilə yuyuldu. Filtrat fraksiyaları toplanmış və onların nişasta və qlükoza tərkibi müəyyən edilmişdir. Nişasta molekulları praktiki olaraq gel qranullarının içərisinə nüfuz etməmişdir, ona görə də nişasta əvvəlcə 32-44 ml, qlükoza isə 66-80 ml eluent sərfi ilə ikinci sırada yuyulur.

Alınan məlumatlar əsasında xromatoqramma quruldu. Bunun üçün fraksiyalardakı maddələrin konsentrasiyası ordinat oxu boyunca, absis oxu boyunca isə eluentin həcmi (və ya kəsr nömrəsi) qrafası çəkilir. Xromatoqramma ilə müəyyən edilmişdir maddə saxlama həcmi V/- maddənin maksimum konsentrasiyası olan fraksiya sütunu tərk edənə qədər toplanmış eluentin ümumi həcmi. Müəyyən bir sütundan müəyyən bir maddə həmişə eyni vaxtda süzülür V,. Baxılan halda, nişasta üçün tutma həcmi 35 ml, qlükoza üçün isə 73 ml idi.

Maddələrin saxlanma həcmi olduqca dəqiq şəkildə təkrarlanır. Buna görə də gel xromatoqrafiyasından istifadə etməklə tərs məsələni həll etmək mümkündür - naməlum birləşmələrin molar kütləsini təyin etməklə onların V,. Bunun üçün əvvəlcə sütunun kalibrlənməsi aparılır: məlum molyar kütləsi olan BMC-lərin (standart polimerlərin) saxlama həcmləri müəyyən edilir. Bu məqsədlə, hidrofilik gellərin kalibrlənməsi üçün ən çox məlum sabit molar kütləsi olan zülallardan istifadə olunur. Bundan əlavə, bir sıra qlobulyar zülallar üçün kimyəvi yolla müəyyən edilən molyar kütlədən əlavə, onların molekullarının ölçüsü də məlumdur. Beləliklə, məlum zülallarla kalibrlənmiş bir sütundan istifadə edərək, öyrənilən molekulların effektiv radiusu haqqında fikir əldə etmək olar.