24.4.2. Эксклюзионная хроматография

В эксклюзионной хроматографии (гель-хроматографии) разде­ление основано на различиях в размерах и форме молекул.

В качестве твёрдого носителя в гель-хроматографии используют различные сетчатые полимеры («гели»). Неподвижной фазой является элюент, находящийся в порах зёрен твёрдого носителя, подвижной фазой - этот же элюент, протекающий вдоль слоя частиц полимера. В процессе хроматографирования более мелкие молекулы проникают в поры геля и задерживаются в находящейся в них неподвижной фазе. Более крупные молекулы не проникают в поры и поэтому движутся быстрее. Таким образом, выход компонентов смеси из колонки проис­ходит в порядке уменьшения их молекулярных масс (рис 24.10).

6 8 10

время, мин

Рис. 24.9.Хроматограмма этанольного извлечения из корня барбариса

- Separon SGX - C₁₈ (диаметр час бента 5 мкм). Подвижная фаза - смесь

ацетонитрила и водного 5 -10^-2 М K 40:60) c добавлением 2-10^-3 М додецил-

сульфата натрия. Детектор - сиект гетрический (260 нм).

Величина коэффициента распределения (D) в эксклюзион­ной хроматографии может находиться в пределах от 0 до 1.Для крупных молекул, не способных проникать в поры геля,D = 0, следо­вательно, удерживаемый объём равен свободному объёму колонки -V_R =V_m. В случае молекул, размер которых позволяет им свободно диффундировать через пористый материал,D = 1 (поскольку состав подвижной и неподвижной фаз одинаков), следовательно, удерживае­мый объём равен сумме свободного объёма колонки и объёма жидко­сти, находящейся в порах -V_R =V_m +V_s. Для молекул промежуточно­го размераV_m <V_R <V_S. Поскольку диапазон возможных значенийD в эксклюзионной хроматографии очень узок, то для эффективного разделения в данном виде хроматографии приходится применять длинные колонки или несколько соединённых друг с другом колонок.

Рис. 24.10.Принцип эксклюзионной хроматографии

сефадексы, агарозные гели, полиакриламидные гели и др

органические ВМС с небольшим числом поперечных связей

сополимеры стирола и дивинилбензола, поливинилацетатные гели и др

силикагели и пористые стёкла

имеют фиксированный размер пор, который не изменяется ни при каких условиях

Большинство из мягких гелей гидрофильны. Процесс хромато- графирования на мягких гелях называется гель-фильтрационной хроматографией.Полужёсткие гели в основном гидрофобны. Про­цесс хроматографирования на таких гелях называется гель-прони­кающей хроматографией.

В качестве растворителей в эксклюзионной хроматографии ис­пользуют воду, диметилформамид, хлороформ, толуол и т.д. Выбор растворителя зависит от типа используемого геля, вида разделяемых веществ, применяемой системы детектирования.

V

V

R

маленькие молекулы, свободно диффундирующие через пористый материал

сигнал ^ —

детектора

молекулы промежуточного крупные молекулы, размера не проникающие в поры

D = 0

D = 1

Основное назначение гель-хроматографии - разделение смесей высокомолекулярных соединений(а также высокомолекулярных и низкомолекулярных)и определение молекулярномассового рас­пределения полимеров.Как и ионообменная хроматография гель- хроматография может быть колоночной и плоскостной, проводиться как в «классическом» варианте, так и в высокоэффективном.