LCMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.

VYLUČOVACÍ ČI SIZE EXCLUSION CHROMATOGRAFII JE JIŽ ŠEDESÁT LET

Vědecké články | 2024 | Chemické listy | Univerzita KarlovaInstrumentace
GPC/SEC
Zaměření
Ostatní
Výrobce
Waters

Souhrn

Význam tématu


Distribuce molárních hmotností polymerů je klíčová pro pochopení jejich vlastností, zpracovatelnosti a konečného uplatnění v praxi. Od Staudingerova zásadního objevu makromolekulární struktury až po současné automatizované metody vyžadovalo stanovení distribuce rychlé, spolehlivé a univerzálně použitelné analýzy. Vylučovací chromatografie (SEC/GPC) tuto potřebu uspokojila a stala se standardem při kontrole průmyslových šarží i výzkumných studií.

Cíle a přehled studie


Cílem původního článku, který oslavil šedesát let od prvního popisu GPC, bylo shrnout historický vývoj, princip metody a nástup její komerční implementace. Autor popisuje klíčové milníky od raných separací podle rozpustnosti až po Mooreův přelom z roku 1964 a významnou roli firmy Waters při uvedení techniky na trh.

Použitá metodika a instrumentace


Metoda využívá principu dělení makromolekul podle velikosti v kolóně s porézní stacionární fází. Molekuly menší než póry difundují dovnitř a zdržují se déle, větší molekuly eluujiou dříve. Separace probíhá isokraticky či v gradientu teploty (organické rozpouštědlo).

Použitá instrumentace

  • Kolony plněné porézními částicemi poly(styren-co-divinylbenzen) o velikosti 45–100 μm (Styragel) v délkách 30–122 cm a vnitřním průměru 7,7 mm až 3 cm (monolitické formáty)
  • Čerpadla a směšovací jednotky HPLC se zpětnými ventily
  • Termostatované kolónové výměníky pro udržení konstantní nebo gradientní teploty až 135 °C
  • Detektory: diferenciální refraktometr (objem cely 0,1–1 ml), UV/VIS detektor, rozptyl světla pod různými úhly (MALS, LALS), viskozimetrický detektor, hmotnostní spektrometrie (ICP-MS)
  • Softwarové kalibrační rutiny pro převod retenčního objemu na molární hmotnost

Hlavní výsledky a diskuse


Popis Mooreovy gelové permeační chromatografie z roku 1964 ukázal, že suspenzní polymerizací připravené sférické gelové částice umožňují separovat polystyrenové standardy s úzkou distribucí molární hmotnosti. Firma Waters získala licenci a uvedla modely GPC-100 a GPC-200 s integrovanými refraktometry a čerpadly. Postupná miniaturizace kolon, přechod k HPLC platformám a zavedení citlivějších detektorů dramaticky zlepšily rozlišení, rychlost analýzy a rozsah použití.

Přínosy a praktické využití metody


SEC se stala standardní technikou pro kontrolu kvality a výzkum polymerů. Umožňuje rychlé stanovení distribuce molárních hmotností, polydisperzity a klíčových parametrů ovlivňujících mechanické, termální či viskoelastické vlastnosti materiálů.

Budoucí trendy a možnosti využití


Další rozvoj směřuje k monolitickým kolonám pro rychlé separace, inlineů detekci kombinující MALS s viskozimetry, hyphenaci s hmotnostní spektrometrií a rozšíření SEC pro biopolymery a nanomateriály. Mikrofluidní formáty mohou umožnit stanovení distribuce za pár minut s minimálním objemem vzorku.

Závěr


Size exclusion chromatografie, popsaná před šedesáti lety, je i nadále nepostradatelnou metodou v analytické chemii polymerů. Neustálé zlepšování stacionární fáze, detektorů a integrace s moderními přístroji zajišťuje její dominanci při stanovení molárních hmotností a distribucí polímerů.

Reference


  1. Graham T.: Philosoph. Trans. Royal Soc. London 151, 183 (1861).
  2. Staudinger H.: Ber. Dtsch. Chem. Ges. 53, 1073 (1920).
  3. Staudinger H.: Kolloid-Z. 51, 71 (1930).
  4. Mark H., Wierl R.: Naturwissenschaften 18, 778 (1930).
  5. Mülhaupt R.: Angew. Chem., Int. Ed. 43, 1054 (2004).
  6. Staudinger H.: Trans. Faraday Soc. 29, 18 (1933).
  7. Schulz G. V.: Z. Phys. Chem. 179A, 321 (1937).
  8. Morey D. R., Tamblyn J. W.: J. Phys. Coll. Chem. 51, 721 (1947).
  9. Baker C. A., Williams R. J. P.: J. Chem Soc 2352 (1956).
  10. Poláček J., Schulz L., Kössler I.: J. Polym. Sci., Pt. C 16, 1327 (1967).
  11. Kálal J., Maroušek V., Švec F.: Angew. Makromol. Chem. 38, 45 (1974).
  12. Glöckner G.: Gradient HPLC of copolymers and chromatographic cross-fractionation. Springer-Verlag, Berlin 1991.
  13. Jančo M., Sýkora D., Švec F., Fréchet J. M. J., Schweer J., Holm R.: J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 38, 2767 (2000).
  14. Deuel H., Neukom H.: Some properties of Locust bean gum. American Chemical Society, Washington, D.C. 1954.
  15. Flodin P., Porath J.: US patent 3002823 (1961).
  16. Porath J., Flodin P.: Nature 183, 1657 (1959).
  17. Polson A.: Biochim. Biophys. Acta 50, 565 (1961).
  18. Hjertén S., Mosbach R.: Anal. Biochem. 3, 109 (1962).
  19. Moore J. C.: J. Polym. Sci., Pt. A. 2, 835 (1964).
  20. Moore J. C.: US patent 3326875 (1967).
  21. Ettre L. S.: LCGC North America 23, 752 (2005).
  22. Alfrey T., Lloyd W. G.: US patent 3322695 (1967).
  23. Ettre L. S.: Pure Appl. Chem. 65, 819 (1993).

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
CHARAKTERIZACE HYDROXYLEM KONČENÝCH POLYBUTADIENŮ KAPALINOVOU CHROMATOGRAFIÍ
Chem. Listy 93, 445 - 449 (1999) Laboratorní přístroje a postupy vány činidlem silně absorbujícím v oblasti UV spektra a poté byl modifikovaný polymer analyzován. Závislost obsahu hy9 1 lil2 droxylových skupin na molární hmotnosti ' byla poté získána kombinovaným…
Klíčová slova
lbh, lbhfunkčnosti, funkčnostipolybutadienů, polybutadienůadsorpce, adsorpcedistribuce, distribuceskupin, skupinmolární, molárníchromatogramu, chromatogramumolárních, molárníchtitračního, titračníholaboratorní, laboratornípostupy, postupypřístroje, přístrojehydroxylových, hydroxylovýchpro
Počátky a historie Československé kapalinové chromatografie
Ze stránek knihy na čtenáře znovu promluví poutavé vyprávění československých pamětníků. Tentokráte je jich 13 a jsou to: Pavel Jandera, Dušan Berek, Jaroslav Franc, Václav Ineman, Jozef Lehotay, Miroslav Flieger, Miroslav Macka, Zbyněk Plzák, Milan Popl, Karel Šlajz, František Švec,…
Klíčová slova
chromatografie, chromatografiejsem, jsemjsme, jsmepro, proústavu, ústavujako, jakokapalinové, kapalinovésme, smekolony, kolonypři, přihplc, hplcbyl, bylchemie, chemieseparace, separacemobilní
ZANEDBÁVANÉ APLIKACE MONOLITICKÝCH STRUKTUR: POKROČILÉ STUDIE TENKOVRSTVÉ CHROMATOGRAFIE-HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE
Referát www.chemicke-listy.cz ZANEDBÁVANÉ APLIKACE MONOLITICKÝCH STRUKTUR: POKROČILÉ STUDIE TENKOVRSTVÉ CHROMATOGRAFIE-HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE František Švec Katedra analytické chemie, Farmaceutická fakulta, Univerzita Karlova, Akademika Heyrovského 1203, 500 05 Hradec Králové, Česká republika [email protected] Došlo 10.5.23, přijato 29.5.23. Tenkovrstvá nebo též planární chromatografie (TLC)…
Klíčová slova
vrstvy, vrstvymonolitu, monolitutenké, tenkéseparace, separacepolymerní, polymernídimenzi, dimenzipři, připoly, polybyl, byltlc, tlcmonolitické, monoliticképrvní, prvníroztokem, roztokemdiagonálně, diagonálněmethakrylátu
MOJE SRDEČNÍ ZÁLEŽITOST: MONOLITY
Chem. Listy 114, 718−728 (2020) Referát MOJE SRDEČNÍ ZÁLEŽITOST: MONOLITY Článek je věnován 100. výročí založení Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy. František Švec kou reakcí, jako je polykondenzace, polymerizace, či „click“ reakce uvnitř vhodného kontejneru nebo na povrchu nosiče“. Monolity, tak…
Klíčová slova
referát, referátmonolitické, monolitickébílkovin, bílkovinbyl, bylvrstvy, vrstvyfotoiniciované, fotoiniciovanépoly, polypro, prosuperhydrofobní, superhydrofobnímethakrylát, methakrylátbylo, bylopoužití, použitímonolitu, monolitumonolitických, monolitickýchmonolity
Další projekty
GCMS
ICPMS
Sledujte nás
FacebookX (Twitter)LinkedInYouTube
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.