Considerations for GPC Analysis Using Lithium Bromide Modified Dimethylformamide as Mobile Phase

Význam tématu

Gelová permeační chromatografie (GPC) patří mezi základní metody pro charakterizaci polymerních materiálů z hlediska distribuční funkce molekulových hmotností. U polymerů s polárními skupinami nebo vysokou tendencí ke tvorbě agregátů je nezbytné minimalizovat nežádoucí interakce analyzovaného vzorku se stacionární fází. Modifikace mobilní fáze přidáním lithné soli bromidu lithného (LiBr) do DMF významně snižuje absorpci a zlepšuje reprodukovatelnost analýzy.

Cíle a přehled studie / článku

Hlavním cílem studie bylo ověřit výkonnost Arc HPLC systému vybaveného silným kit pro agresivní rozpouštědla a zásobou teplotního bloku CM30S při realizaci GPC analýz PMMA standardů v mobilní fázi DMF/0,05M LiBr. Studie se zaměřila na přesnost stanovení retenčních časů, opakovatelnost oblastí píku a korelaci vypočtených molekulových hmotností s očekávanými hodnotami.

Použitá metodika a instrumentace

Využitá instrumentace a podmínky:

• System: Arc HPLC System se strong solvent kitem a CM30S kolónovým ohřevem
• Mobilní fáze: N,N-dimethylformamid (DMF) s 0,05M LiBr
• Kolony: Styragel HR 5 (100000 Å, 50k–4M), HR 4 (10000 Å, 5k–600k), HR 1 (100 Å, 100–5k); rozměry 7,8×300 mm, 5 μm
• Teplota kolony: 70 °C
• Detekce: refrakční index, 2414 RI detektor, vzorkovací frekvence 2 záznamy/s
• Objem vzorku: 100 μL, teplota vzorku: 25 °C
• Příprava standardů: PMMA středněmolekulární standardní sada (10 600–990 000 Da), rozpouštění v DMF/LiBr, 12 h, filtrace 0,45 μm

Hlavní výsledky a diskuse

Retenční časy standardů vykazovaly RSD ≤ 0,02 % a oblasti píků RSD do 5,3 %. Kalibrační křivka pro PMMA prokázala vynikající linearitu v rozsahu 10 600–990 000 Da. Průměrné hodnoty Mp, Mn, Mw a PDI stanovené pro testovací vzorek se shodovaly s očekávanými hodnotami v rámci odchylky maximálně 6 %. Vysoká teplota kolony účinně snižuje viskozitu mobilní fáze a minimalizuje nepravidelné interakce, zatímco LiBr eliminuje polární vazby k povrchu stacionární fáze.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Spolehlivou a reprodukovatelnou analýzu širokého rozsahu polymerních hmotností
• Minimalizaci nekontrolovaných interakcí díky solutomodifikaci
• Kompatibilitu se systémy pro agresivní rozpouštědla a vysokoteplotní provoz
• Uplatnění v provozech QA/QC, vývoji nových polymerů a výzkumných laboratořích

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozšíření metodiky může zahrnovat:

• Optimalizaci složení mobilní fáze s jinými solnými modifikátory
• Integraci GPC s multiúhlovým rozptylovým detektorem pro absolutní stanovení hmotnosti
• Vývoj gradientních metod pro komplexní směsi polymerů
• Automatizaci přípravy vzorků a miniaturizaci kolónových systémů

Závěr

Arc HPLC systém s mobilní fází DMF/0,05M LiBr poskytuje přesné a reprodukovatelné výsledky GPC analýzy PMMA. Kapacita pro vysokoteplotní provoz a odolnost vůči agresivním rozpouštědlům umožňuje široké uplatnění metody v průmyslové i akademické oblasti.

Reference

• Empower GPC Software Getting Started Guide, Waters Corporation, User Guide 71500031303
• Reproducibility and Reliability of GPC Analysis of Polystyrene on the Arc HPLC System, Waters Application Note 720008479, 2024