Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2014 » Декабрь » 31 » Хроматография на гелях
23:52
Хроматография на гелях

   Среди всего многообразия видов хроматографии выделяют отдельным классом хроматографию на гелях. Гель – это коллоидная система, образованная нанокапельками сшитого высокомолекулярного соединения, пластифицированного низкомолекулярным растворителем. Между собой данные коллоидные частицы связаны посредством физических межмолекулярных взаимодействий (водородные связи, связи Ван-дер-ваальса и пр.), реже координационными связями.

   Как и для соседей гелей – студней, для гелей характерно наличие внутренних пор внутри трехмерной сетки из ММ. Но, в отличие от студней, в гелях присутствуют межмицеллярные прослойки жидкой фазы, в которых практически отсутствуют ММ полимера (за исключением ответвлений основной цепочки ММ при неоднородной сшивке или боковых цепей ММ).

   В ходе процесса хроматографии на гелях, происходит разделение смеси веществ, которые отличаются по размерам молекул, но, незначительно отличаются по природе, полярности, функциональным группам и пр. Молекулы компонентов смесь, размеры которых меньше определенного предела, способны проникать в поры сетки из ММ мицелл геля, более крупные молекулы не способны проникнуть в поры, поэтому двигаются через прослойки жидкой фазы между мицеллами.

   В соответствии со сказанным выше, соединения с меньшим размером молекул движутся через колонку с гелем значительно медленнее. Это происходит по причине задержки низкомолекулярных соединений в порах геля при движении через трехмерно сшитый полимер. Более крупные молекулы не способны проникнуть в поры геля, поэтому движутся через колонку только по жидким прослойкам между мицеллами, где им ни кто не мешает.

   Различают два вида хроматографии на гелях: гель-фильтрация и гель-проникающая хроматография. При гель-фильтрации используют в качестве элюента воду и гидрофильные гели. При гель-проникающей хроматографии применяют фидрофобные гели и органические элюенты. Гель-фильтрация применяется для разделения растворимых в воде соединений, например, аминокислот или биологически активных веществ природного происхождения. Гель-проникающая хроматография используется для анализа смесей углеводородов, определения молекулярно-массового распределения полимеров, и других исследований синтетических высокомолекулярных соединений.

   К разновидностям гель-проникающей хроматографии относят “фильтрование” на молекулярных ситах. Этот процесс основан на избирательной сорбции из смеси веществ молекул с определенным размером. Более крупные молекулы не способны проникнуть в поры молекулярных сит (чаще всего силикагели, реже, мало набухающие сшитые полимеры), более мелкие молекулы не задерживаются в порах надолго. Производились эксперименты по избирательной сорбции низкомолекулярной органики в порах кристаллической решетки ряда минеральных солей и даже карбамида. После проведения сорбции из раствора малополярного органического растворителя, оставалось положить молекулярное сито в воду, растворение соли приводит к освобождению низкомолекулярного органического компонента. Технические трудности и сравнительно невысокая эффективность заметно ограничивает эффективность данных методов, поэтому они используются редко, уступая более эффективной газовой адсорбционной хроматографии, но, о ней мы поговорим несколько позже.

   Другой разновидностью хроматографии на гелях является электрофорез на полиакриламидном геле. Данный метод предусматривает комбинированное воздействие сорбции молекул небольшого размера в порах геля и электрического поля. Этот метод удобен для разделения смесей аминокислот, когда нужно провести быстрое фракционирование не толь ко по размеры молекул, но и по заряду на них. Заряд на молекуле аминокислоты зависит от количества полярных группировок, способных к диссоциации в данном растворителе (обычно вода).

   В случае оформления электрофореза на полиакриламидном геле в виде тонкослойной хроматографии (на пластинке), движение потока элюента перпендикулярно воздействию электрического поля. При этом молекулы аминокислот движутся по дуге, крутизна которой зависит от заряда на каждой молекуле, а скорость движения от размеров молекул. Быстрее всех и при минимальном искривлении траектории, пластинку пройдут самые крупные молекулы аминокислот с минимальным зарядом. Медленнее всех пройдут наименьшие молекулы. Максимальное отклонение в электрическом поле будет наблюдаться у молекул с максимальным зарядом.

   Для хроматографии используются как синтетические, так и природные гели. Классические природные гели: агар и декстраны (получены на основе желатинов). Синтетические гели чаще всего получают на основе полиакриламида, например: “Био-гель” (США) или “Акрилекс” (Венгрия).

   Основным показателем, характеризующим свойства гелей для хроматографии, является размер пор геля после набухания в жидкой среде. Чем чаще сшивка полимера, тем меньше величина пор, тем меньшее количество растворителя он поглощает при набухании и тем меньших размеров молекулы способны проникнуть в поры геля. Частота сшивки определяется при производстве геля, за счет подбора количества инициатора поперечной сшивки ММ исходного полимера и оптимизации условий поперечной сшивки. Так же, регулировка частоты поперечной сшивки может осуществляться путем подбора соотношения мономеров, имеющих группировки, способные к образованию трехмерной сетки связей или не имеющей такой возможности. О типах и марках гелей для хроматографии мы подробнее поговорим в следующий раз.

Категория: Очистка и выделение веществ | Просмотров: 927 | Добавил: Chemadm | Теги: хроматография полимеров, анализ вещества, носители хроматографии | Рейтинг: 4.8/4
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]