Gel permeation chromatography (GPC)

Gel permeation chromatography (GPC),also known as size-exclusion chromatography (SEC), is a chromatographic technique that employs specialized columns to separate natural and synthetic polymers, biopolymers, or proteins on the basis of their size. GPC is the most widely used technique for the analysis of polymers, in relation to other techniques of molecular weight(MW) measurement; the analysis is very fast (compared to older techniques) and can be carried out in a couple of hours. It can be used for samples soluble in organic and can be carried out in a couple of hours. It can be used for sample soluble in organic and aqueous eluents, and for MWs from approximately 100 to several million daltons(Da). With GPC, it is also possible to obtain the MW of polymers that are soluble only at high temperatures. Be-Sides, in contrast to traditional techniques, it yields all MW averages and the molecular weight distribution(MWD).
17.2 HISTORICAL BACKGROUND
The word chromatography was used for the first time in 1906 by a Russian botanist, Mikhail Tswett, who described it as a new technique to separate the components of complex mixtures(1,2). His work was published in the Proceedings of the German Botanical Society; there he described a technique based on the partition of solutes between a stationary solid adsorbent and a moving liquid phase. The experiment consisted in pouring a small quantity of the solution of pigments, on the top of a vertical column of absorbent, followed by a flow of pure solvent, whereupon a series of colored bands formed down the length of the column in a sequence determined by mass relationship and absorption coefficients(3).
Despite the tremendous potential impact of his discovery, chromatography was not revived until 1931, under the stimulus of widespread research on the separation of carotenoids from several natural sources by adsorption analysis on fibrous alumina (4). Since the cited work was published, chromatography application has been extended over practically all areas of chemistry. In polymer science, chromatography was used for the first time by Moore in 1963 to determine the MWD of polymer (5).
The technique was really in vented by Lathe and Ruthven(6). Who were working at Queen Charlotte’s Hospital in London. They received the John Scott Award for their invention. In 1964 Moore, from the Dow Chemical Company, prepared GPC columns using crosslinked polystyrene with controlled pore size(7); after publishing his results, there was a rapid increase of research activity in the field of measurement of the MW of polymers.
James Waters, industry pioneer and entrepreneur, had founded Waters Associates(WA) in 1958 in order to invent instruments for others. He worked with five employees Moore required from WA to develop a 0.1 ml volume flow cell, which would enable him to develop an instrument using gel columns to analyze the MW of polymers (natural and synthetic macromolecules). After experimental work by Moore, followed by negotiations between Dow and WA and additional hard work to scale up the synthesis of the polymeric gel used in the columns, the invention of the GPC was completed, becoming a major breakthrough for WA.
In 1963, Waters obtained an exclusive license to Dow’s patent (5) for GPC and introduced Waters’ first liquid chromatography (LC) system, the GPC 100, which was larger than a refrigerator.

17.1 PRICIPLES OF GPC
17.3.1 Principle of Separation
The fundamental principle of separation by size exclusion in a column is represented in Figure 17.1. The column is packed with semisolid particles of a polymer whose structure iscrosslinked to form a gel and whose pore distribution has been controlled during the synthesis of the polymer. Molecules that are smaller than the pore size can enter inside the pores and therefore have a longer path and a longer transit time than larger molecules which cannot enter the pores. Molecules larger than the pore size cannot enter the pores and elute before smaller molecules. This condition is called total exclusion because of the fact that the largest molecules are rejected from entering the pores, as shown in Figure 17.1. Molecules that can enter the pores will have an average residence time in the particles that depends on the molecular size and shape.
The separation parameters in GPC are obtained by the distribution coefficient K_d, related to the internal volume according to
K_d=V_(i,acc)/V_i =(V_e-V_0)/V_0 (17.1)
Where V_(i,acc)is the accessible internal volume, V_i is the internal volume, V_e is the elution volume, and V_0is the external volume or interparticle volume. When K_d = 0, it means that the molecules are excluded; 0

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เจลซึม chromatography (GPC), รู้จักแยกขนาดเป็น chromatography (วินาที), เทคนิค chromatographic ที่มีคอลัมน์เฉพาะแยกโพลิเมอร์ธรรมชาติ และสังเคราะห์ biopolymers หรือโปรตีนตามขนาด ได้ GPC เป็นเทคนิคที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการวิเคราะห์ของโพลิเมอร์ เกี่ยวกับเทคนิคโมเลกุล weight(MW) วัด การวิเคราะห์เป็นอย่างรวดเร็ว (เมื่อเทียบกับเทคนิคเก่า) และสามารถทำได้ในสองสามชั่วโมง มันสามารถใช้ได้สำหรับตัวอย่างละลายในอินทรีย์ และสามารถทำได้ในสองสามชั่วโมง สามารถใช้ สำหรับตัวอย่างละลายในอินทรีย์ และอควี eluents และ MWs ประมาณ 100 เพื่อ daltons(Da) หลายล้าน ด้วย GPC นอกจากนี้ยังสามารถได้รับ MW ของโพลิเมอร์ที่ละลายน้ำได้ที่อุณหภูมิสูง จะ-ด้านข้าง ตรงข้ามเทคนิคดั้งเดิม มันทำให้ค่าเฉลี่ยทั้งหมด MW และ distribution(MWD) น้ำหนักโมเลกุลหา 17.2 เบื้องหลังประวัติศาสตร์Chromatography คำถูกใช้ครั้งแรกใน 1906 โดย botanist รัสเซีย มิ Tswett ซึ่งอธิบายเป็นเทคนิคใหม่ในการแยกส่วนประกอบของ mixtures(1,2) ที่ซับซ้อน งานของเขาถูกตีพิมพ์ในกระบวนการพิจารณาของสมาคมพฤกษศาสตร์เยอรมัน มีเขาอธิบายเทคนิคที่อยู่บนพาร์ติชันของ solutes adsorbent แข็งเป็นประจำและเฟสของเหลวเคลื่อนไหว ทดลองประกอบด้วยในเทโซลูชั่นของเม็ดสี บนคอลัมน์แนวตั้งของดูดซับ ปริมาณตามกระแสของตัวทำละลายบริสุทธิ์ whereupon ชุดของแถบสีที่เกิดขึ้นลงความยาวของคอลัมน์ตามลำดับโดยรวมความสัมพันธ์และการดูดซึม coefficients(3) ไปตาม แม้มหาศาลผลกระทบของการค้นพบของเขา chromatography ถูกไม่สามารถฟื้นฟูจนถึง 1931 ภายใต้การกระตุ้นของแยกของ carotenoids จากหลายแหล่งธรรมชาติโดยดูดซับอลูมินาข้อ (4) วิเคราะห์วิจัยอย่างแพร่หลาย ตั้งแต่งานอ้างอิงถูกเผยแพร่ chromatography แอพลิเคชันมีการขยายไปเกือบทุกพื้นที่ของเคมี วิทยาศาสตร์พอลิเมอร์ chromatography ถูกใช้ครั้งแรก โดยมัวร์ใน 1963 MWD ของพอลิเมอร์ (5) The technique was really in vented by Lathe and Ruthven(6). Who were working at Queen Charlotte’s Hospital in London. They received the John Scott Award for their invention. In 1964 Moore, from the Dow Chemical Company, prepared GPC columns using crosslinked polystyrene with controlled pore size(7); after publishing his results, there was a rapid increase of research activity in the field of measurement of the MW of polymers.James Waters, industry pioneer and entrepreneur, had founded Waters Associates(WA) in 1958 in order to invent instruments for others. He worked with five employees Moore required from WA to develop a 0.1 ml volume flow cell, which would enable him to develop an instrument using gel columns to analyze the MW of polymers (natural and synthetic macromolecules). After experimental work by Moore, followed by negotiations between Dow and WA and additional hard work to scale up the synthesis of the polymeric gel used in the columns, the invention of the GPC was completed, becoming a major breakthrough for WA. In 1963, Waters obtained an exclusive license to Dow’s patent (5) for GPC and introduced Waters’ first liquid chromatography (LC) system, the GPC 100, which was larger than a refrigerator.17.1 PRICIPLES OF GPC17.3.1 Principle of SeparationThe fundamental principle of separation by size exclusion in a column is represented in Figure 17.1. The column is packed with semisolid particles of a polymer whose structure iscrosslinked to form a gel and whose pore distribution has been controlled during the synthesis of the polymer. Molecules that are smaller than the pore size can enter inside the pores and therefore have a longer path and a longer transit time than larger molecules which cannot enter the pores. Molecules larger than the pore size cannot enter the pores and elute before smaller molecules. This condition is called total exclusion because of the fact that the largest molecules are rejected from entering the pores, as shown in Figure 17.1. Molecules that can enter the pores will have an average residence time in the particles that depends on the molecular size and shape. The separation parameters in GPC are obtained by the distribution coefficient K_d, related to the internal volume according to K_d=V_(i,acc)/V_i =(V_e-V_0)/V_0 (17.1)Where V_(i,acc)is the accessible internal volume, V_i is the internal volume, V_e is the elution volume, and V_0is the external volume or interparticle volume. When K_d = 0, it means that the molecules are excluded; 0 The fundamental principle of separation by SEC was described by Benoit and coworkers in 1967. They found an excellent correlation between the elution volume and a dynamically based molecular size, the hydrodynamic volume V_H^( 1) for a wide range of species and large-scale molecular architectures(9). Their theory assumed a thermodynamic separation principle considering that the elution volume is independent of the flow rate. Recently, it has been proved that the radius of gyration is more appropriate than the hydrodynamic volume (10). The radius of gyration R_gis defined as the mean square distance away from the center of gravity (11). Its mathematical definition is:R_g^( 2)=(1/N) ∑_(i=1)^N▒r_i^( 2) (17.2)1_█(The hydrodynamic volume is proportional to the product of the molecular weight M and the intrinsic viscosity [ɳ];that@is,〖 V〗_H^ ∞ [ɳ] M.)ซึ่งมีรัศมีของ gyration N scattering คะแนนอยู่ที่ระยะทาง r_i ในเครื่องจักรกล R_g สามารถตีความเป็นรัศมีของวงแหวนบาง ๆ ที่มีมวลเดียวกันและความเฉื่อยของขณะเดียวกันเป็นร่างกายนี้แปลกแกนเดียว (12) นอกจากนี้ คำนวณระบุว่า สัณฐานวิทยาของโพลิเมอร์ในโซลูชันไม่ได้ทรงกลมในรูปร่างโดยรวม แต่ค่อนข้าง ellipsoidal (13) ในแง่ของรูปร่างโดยรวมของพวกเขา โพลิเมอร์แบบแยกสาขาได้สมมาตรยิ่งกว่าเส้น ones(14) นี้อธิบายบางอย่างของความแตกต่างระหว่างโพลิเมอร์เชิงเส้น andbranched กับแยกขนาด อาร์กิวเมนต์ที่คล้ายกันถูกนำมาใช้อธิบายความล้มเหลวของ R_gto ให้การวัดขนาดที่เหมาะสมสำหรับ SEC ของ oligomers พลาสติกและโฟม (15,16) GPC เป็นเทคนิคที่เลือกสำหรับ characterization(17) อย่างรวดเร็ว และเชื่อถือได้ของ MW ค่าเฉลี่ย MWD และโครงสร้างระดับโมเลกุลสำหรับชนิดทั้งหมดของ macromolecules __โปรตีน oligomers โพลิเมอร์ธรรมชาติ และโพลิเมอร์สังเคราะห์ สามารถแสดงลักษณะของพอลิเมอร์ที่สามารถวัดได้ โดย GPC เป็น MW แน่นอน MWD ค่าเฉลี่ย MW (ดูด้านล่าง) และ dispersity ของ MWD (เดิมเรียกว่า polydispersity); สาขาและโครงสร้าง ขนาดโมเลกุล องค์ประกอบของโคพอลิเมอร์

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

โคเจลซึมผ่าน (GPC) หรือที่เรียกว่าโคขนาดยกเว้น (ก.ล.ต. ) เป็นเทคนิคโครมาที่มีพนักงานคอลัมน์เฉพาะในการแยกโพลิเมอร์ธรรมชาติและสังเคราะห์พลาสติกชีวภาพหรือโปรตีนบนพื้นฐานของขนาดของพวกเขา GPC เป็นเทคนิคที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการวิเคราะห์ของโพลิเมอร์ที่มีความสัมพันธ์กับเทคนิคอื่น ๆ ที่มีน้ำหนักโมเลกุล (MW) วัด การวิเคราะห์เป็นไปอย่างรวดเร็วมาก (เมื่อเทียบกับเทคนิคเก่า) และสามารถดำเนินการได้ในสองสามชั่วโมง มันสามารถใช้สำหรับตัวอย่างละลายอินทรีย์และสามารถดำเนินการได้ในสองสามชั่วโมง มันสามารถใช้สำหรับละลายน้ำตัวอย่างในตัวชะอินทรีย์และน้ำและน้ำหนักโมเลกุลประมาณ 100 ถึงหลายล้านดาลตัน (ดา) ด้วย GPC ก็ยังเป็นไปได้ที่จะได้รับเมกะวัตต์ของโพลิเมอร์ที่ละลายน้ำได้เท่านั้นที่อุณหภูมิสูง Be-ด้านในทางตรงกันข้ามกับเทคนิคแบบดั้งเดิมก็มีอัตราผลตอบแทนเฉลี่ยทั้งหมดเมกะวัตต์และการกระจายน้ำหนักโมเลกุล (MWD).
17.2
ภูมิหลังทางประวัติศาสตร์โคคำที่ถูกนำมาใช้เป็นครั้งแรกในปี1906 โดยนักพฤกษศาสตร์รัสเซียมิคาอิล Tswett ที่อธิบายว่ามันเป็น เทคนิคใหม่ในการแยกส่วนประกอบของผสมที่ซับซ้อน (1,2) ผลงานของเขาได้รับการตีพิมพ์ในการดำเนินการของเยอรมันพฤกษศาสตร์สังคม; มีเขาอธิบายเทคนิคที่ขึ้นอยู่กับพาร์ทิชันของตัวถูกละลายระหว่างตัวดูดซับแข็งนิ่งและเคลื่อนไหวของเหลว การทดลองประกอบด้วยเทปริมาณขนาดเล็กของการแก้ปัญหาของเม็ดสีที่อยู่ด้านบนของคอลัมน์ในแนวตั้งของการดูดซับตามการไหลของตัวทำละลายบริสุทธิ์ครั้นแล้วชุดของแถบสีที่เกิดขึ้นไปตามความยาวของคอลัมน์ในลำดับที่กำหนดโดย ความสัมพันธ์มวลและค่าสัมประสิทธิ์การดูดซึม (3).
แม้จะมีผลกระทบต่อศักยภาพอันยิ่งใหญ่ของการค้นพบของเขาโคไม่ได้ฟื้นขึ้นมาจนถึงปี 1931 ภายใต้มาตรการกระตุ้นเศรษฐกิจของการวิจัยอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับการแยกตัวของนอยด์จากแหล่งน้ำธรรมชาติหลายที่โดยการวิเคราะห์ในการดูดซับเส้นใยอะลูมินา (4) ตั้งแต่ทำงานอ้างถูกตีพิมพ์ใบสมัครโคได้รับการขยายไปทั่วทุกพื้นที่จริงของสารเคมี ในสาขาวิทยาศาสตร์พอลิเมอโคถูกนำมาใช้เป็นครั้งแรกโดยมัวร์ในปี 1963 เพื่อตรวจสอบ MWD ของพอลิเมอ (5).
เทคนิคเป็นจริงๆในการระบายอากาศโดยเครื่องกลึงและรูทเวน (6) ที่ทำงานที่โรงพยาบาลสมเด็จพระราชินีชาร์ลในกรุงลอนดอน พวกเขาได้รับจอห์นสกอตต์ได้รับรางวัลสำหรับการประดิษฐ์ของพวกเขา ในปี 1964 มัวร์จาก บริษัท Dow Chemical เตรียมคอลัมน์ GPC ใช้สไตรีนเชื่อมขวางที่มีขนาดรูขุมขนควบคุม (7); หลังจากการประกาศผลของเขามีการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของกิจกรรมการวิจัยในสาขาของวัดเมกะวัตต์ของโพลีเมอ.
เจมส์ Waters, ผู้บุกเบิกอุตสาหกรรมและผู้ประกอบการที่ได้ก่อตั้งขึ้น Associates น้ำ (WA) ในปี 1958 เพื่อที่จะคิดค้นเครื่องมือที่ใช้สำหรับคนอื่น ๆ เขาทำงานร่วมกับห้าพนักงานมัวร์ที่จำเป็นจากวอชิงตันในการพัฒนาเซลล์ไหลปริมาณมล. 0.1 ซึ่งจะช่วยให้เขาในการพัฒนาเครื่องมือที่ใช้ในคอลัมน์เจลในการวิเคราะห์เมกะวัตต์ของโพลิเมอร์ (ธรรมชาติและสังเคราะห์โมเลกุล) หลังจากการทดลองโดยมัวร์ตามมาด้วยการเจรจาระหว่างดาวโจนส์และวอชิงตันและการทำงานอย่างหนักที่เพิ่มระดับขึ้นการสังเคราะห์ของเจลพอลิเมอที่ใช้ในคอลัมน์การประดิษฐ์ของ GPC เสร็จสมบูรณ์กลายเป็นความก้าวหน้าที่สำคัญสำหรับ WA.
ในปี 1963 น้ำ ที่ได้รับใบอนุญาตเฉพาะสิทธิบัตรของดาวโจนส์ (5) สำหรับ GPC และแนะนำของเหลว chromatography น้ำครั้งแรก (LC) ระบบที่ GPC 100 ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าตู้เย็น. 17.1 Priciples การ GPC 17.3.1 หลักการแยกหลักการพื้นฐานของการแยกโดยการยกเว้นขนาดในคอลัมน์เป็นตัวแทนในรูปที่ 17.1 คอลัมน์จะเต็มไปด้วยอนุภาค semisolid โพลิเมอร์ที่มีโครงสร้าง iscrosslinked ในรูปแบบเจลและรูขุมขนที่มีการจัดจำหน่ายที่ได้รับการควบคุมระหว่างการสังเคราะห์พอลิเมอ โมเลกุลที่มีขนาดเล็กกว่าขนาดของรูพรุนสามารถป้อนที่อยู่ภายในรูขุมขนจึงมีเส้นทางอีกต่อไปและเป็นเวลานานกว่าการขนส่งโมเลกุลขนาดใหญ่ที่ไม่สามารถเข้าสู่รูขุมขน โมเลกุลขนาดใหญ่กว่าขนาดรูขุมขนไม่สามารถเข้าสู่รูขุมขนและชะก่อนโมเลกุลขนาดเล็ก สภาพนี้เรียกว่าการยกเว้นรวมเพราะความจริงที่ว่าโมเลกุลที่ใหญ่ที่สุดจะถูกปฏิเสธจากการเข้าสู่รูขุมขนที่แสดงในรูปที่ 17.1 โมเลกุลที่สามารถเข้าสู่รูขุมขนจะมีเวลาที่อยู่อาศัยโดยเฉลี่ยในอนุภาคที่ขึ้นอยู่กับขนาดของโมเลกุลและรูปร่าง. พารามิเตอร์แยกใน GPC จะได้รับโดยมีค่าสัมประสิทธิ์การกระจาย K_d ที่เกี่ยวข้องกับการปรับระดับเสียงภายในตามK_d = V_ (i, ตามมาตรฐาน) / V_i = (V_e-V_0) / V_0 (17.1) อยู่ที่ไหน V_ (i, ACC) คือปริมาณภายในเข้าถึง V_i เป็นปริมาณภายใน V_e ปริมาณชะและ V_0is ปริมาณภายนอกหรือปริมาณ interparticle เมื่อ K_d = 0 แสดงว่าโมเลกุลได้รับการยกเว้น; 0






หลักการพื้นฐานของการแยกจากสำนักงานคณะกรรมการ ก.ล.ต. ได้รับการอธิบายโดยเบอนัวต์และเพื่อนร่วมงานในปี 1967 พวกเขาพบว่ามีความสัมพันธ์ที่ดีระหว่างปริมาณการชะและมีขนาดโมเลกุลพื้นฐานแบบไดนามิกที่ V_H ปริมาณอุทกพลศาสตร์ ^ (1) สำหรับหลากหลายของชนิดและขนาดใหญ่ สถาปัตยกรรมโมเลกุล (9) ทฤษฎีของพวกเขาสันนิษฐานว่าหลักการแยกทางอุณหพลศาสตร์พิจารณาว่าปริมาณการชะเป็นอิสระของอัตราการไหล เมื่อเร็ว ๆ นี้ได้รับการพิสูจน์ว่ารัศมีของการหมุนมีความเหมาะสมมากกว่าปริมาณอุทกพลศาสตร์ (10) รัศมีของการหมุน R_gis กำหนดเป็นระยะทางเฉลี่ยตารางห่างจากศูนย์กลางของแรงโน้มถ่วง (11) ความหมายทางคณิตศาสตร์มันคือ
R_g ^ (2) = (1 / N) Σ_ (i = 1) ^ ^ N▒r_i (2) (17.2)
1_█ (ปริมาณอุทกพลศาสตร์เป็นสัดส่วนกับผลิตภัณฑ์ของน้ำหนักโมเลกุลเอ็ม และความหนืดที่แท้จริง [ɳ]; @ คือว่า〖〗 _H V ^ ∞ [ɳ] เอ็ม) ซึ่งเป็นรัศมีของการหมุนของยังไม่มีจุดที่กระจายอยู่ในระยะ r_i ในแง่กล R_g สามารถตีความได้ว่ารัศมีของแหวนบางที่มีมวลเดียวกันและช่วงเวลาเดียวกันของความเฉื่อยเป็นตัวเมื่อเป็นศูนย์กลางรอบแกนเดียวกัน (12) นอกจากนี้การคำนวณแสดงให้เห็นว่าลักษณะทางสัณฐานวิทยาของโพลิเมอร์ในการแก้ปัญหาไม่ได้เป็นรูปทรงกลมโดยรวม. แต่รูปวงรี (13) ในแง่ของรูปทรงโดยรวมของโพลิเมอร์แยกสมมาตรมากกว่าคนเชิงเส้น (14) นี้จะอธิบายบางส่วนของความแตกต่างระหว่างโพลีเมอ andbranched เชิงเส้นที่เกี่ยวกับการยกเว้นขนาด ข้อโต้แย้งที่คล้ายกันได้ถูกนำมาใช้ในการอธิบายความล้มเหลวของ R_gto ให้วัดขนาดที่เหมาะสมสำหรับการที่คณะกรรมการ ก.ล.ต. ของ oligomers จากพลาสติกและสไตรีน (15,16). GPC isthe เทคนิคของทางเลือกสำหรับตัวละครอย่างรวดเร็วและเชื่อถือได้ (17) ของค่าเฉลี่ยเมกะวัตต์ MWD, และโครงสร้างโมเลกุลสำหรับทุกประเภทของโมเลกุลโปรตีน __, oligomers โพลิเมอร์ธรรมชาติและโพลิเมอร์สังเคราะห์. ลักษณะลิเมอร์ที่สามารถวัดได้โดย GPC สามารถระบุว่าเป็นแอปโซลูเมกะวัตต์; MWD; เฉลี่ยเมกะวัตต์ (ดูด้านล่าง) และ dispersity ของ MWD ( เดิมเรียกว่า polydispersity); กิ่งและโครงสร้างขนาดโมเลกุล; องค์ประกอบ Copolymer

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

วิธีเจลซึม ( GPC ) , ที่รู้จักกันเป็นขนาดยกเว้นโครม ( วินาที ) เป็นเทคนิคทางโครมาโตกราฟีคอลัมน์ที่ใช้เฉพาะเพื่อแยกพอลิเมอร์ธรรมชาติและสังเคราะห์โปรตีนหรือโปรตีนบนพื้นฐานของขนาดของพวกเขา GPC เป็นส่วนใหญ่ใช้กันอย่างแพร่หลายเทคนิคสำหรับการวิเคราะห์สารโพลิเมอร์ ในความสัมพันธ์กับเทคนิคอื่น ๆของน้ำหนักโมเลกุล ( MW ) การวัดการวิเคราะห์ที่รวดเร็วมาก ( เมื่อเทียบกับเทคนิคเก่า ) และสามารถดำเนินการได้ใน 2 ชั่วโมง มันสามารถใช้สำหรับตัวอย่างละลายอินทรีย์ และสามารถดำเนินการได้ใน 2 ชั่วโมง มันสามารถใช้สำหรับตัวอย่างละลายอินทรีย์และสารละลายตัวชะ และ mws จากประมาณ 100 ถึงหลายล้านดาลตัน ( Da ) GPC ด้วย ,นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะได้รับ MW ของพอลิเมอร์ที่ละลายที่อุณหภูมิสูง เป็นด้านตรงกันข้ามกับเทคนิคแบบดั้งเดิม มันให้ผลทั้งหมดเฉลี่ยและการกระจายน้ำหนักโมเลกุล ( MW mwd ) .
17.2 ความเป็นมา
คำเทคนิคที่ใช้เป็นครั้งแรกใน ค.ศ. 1906 โดยนักพฤกษศาสตร์ชาวรัสเซีย มิคาอิล tswett , ,ที่บอกว่ามันเป็นเทคนิคใหม่ในการแยกองค์ประกอบของส่วนผสมที่ ( 1 , 2 ) ผลงานของเขาได้รับการตีพิมพ์ในกิจการของสมาคมพฤกษศาสตร์ชาวเยอรมัน มีเขาอธิบายเทคนิคพื้นฐานในพาร์ทิชันของสารละลายระหว่างสารดูดซับของแข็งเครื่องเขียนและย้ายเฟสของเหลว การทดลองใช้ในการเทปริมาณขนาดเล็กของสารละลายสีย้อมที่ด้านบนของคอลัมน์แนวตั้งของการดูดซับ , ตามด้วยการไหลของตัวทำละลายบริสุทธิ์ ซึ่งชุดของแถบสีขึ้นลงความยาวของคอลัมน์ในลำดับที่กำหนดโดยความสัมพันธ์มวลและการดูดซึมน้ำ ( 3 ) .
แม้จะมีผลกระทบศักยภาพมหาศาลของการค้นพบของเขาโครมไม่ฟื้น จนกระทั่ง 1931ภายใต้การกระตุ้นของการวิจัยอย่างกว้างขวางในการแยกแคโรทีนอยด์จากหลายแหล่งธรรมชาติโดยการวิเคราะห์การดูดซับด้วยเส้นใยอลูมินา ( 4 ) เนื่องจากอ้างงานเผยแพร่ โครมาโทกราฟี การได้ขยายไปเกือบทุกพื้นที่ของเคมี วิทยาศาสตร์พอลิเมอร์ โครมาโตกราฟีถูกใช้ครั้งแรกโดยมัวร์ในปี 1963 เพื่อหา mwd ของพอลิเมอร์ (
5 )เทคนิคที่เคยระบายโดยกลึงและวงศ์ ( 6 ) ใครเคยทำงานที่ โรงพยาบาลควีนชาร์ล็อต ใน ลอนดอน พวกเขาได้รับรางวัลจอห์น สก็อตสำหรับสิ่งประดิษฐ์ของพวกเขา ในปี 1964 มัวร์ จาก บริษัท ดาว เคมิคอล เตรียมใช้พอลิสไตรีนกับคอลัมน์ GPC เครื่องควบคุมขนาดของรูขุมขน ( 7 ) ; หลังจากที่การประกาศผลของเขามีการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของกิจกรรมการวิจัยในด้านการวัดของ MW ของพอลิเมอร์ .
เจมส์น้ำ , ผู้บุกเบิกอุตสาหกรรมและผู้ประกอบการ ได้ก่อตั้งน้ำ Associates ( WA ) ในปี 1958 เพื่อประดิษฐ์เครื่องมือสำหรับคนอื่น ๆ เขาเคยทำงานกับห้าพนักงานมัวร์ที่ต้องการจาก WA พัฒนา 0.1 มิลลิลิตร ปริมาณการไหลของเซลล์ซึ่งจะช่วยให้เขาพัฒนาเครื่องมือที่ใช้คอลัมน์เจลเพื่อวิเคราะห์ไฟฟ้าของพอลิเมอร์ธรรมชาติและสังเคราะห์โมเลกุล ) หลังจากงานทดลองโดยมัวร์ ตามมาด้วยการเจรจาระหว่างดาววาและเพิ่มเติมการทำงานอย่างหนักเพื่อเพิ่มการสังเคราะห์พอลิเมอร์เจลใช้ในคอลัมน์ การประดิษฐ์ของ GPC เรียบร้อยแล้ว เป็นความก้าวหน้าที่สำคัญสำหรับ WA .
ใน 1963น้ำที่ได้รับใบอนุญาต แต่เพียงผู้เดียวกับ Dow ของสิทธิบัตร ( 5 ) สำหรับ GPC และแนะนำน้ำแรก liquid chromatography ( LC ) ระบบ , GPC 100 ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าตู้เย็น

เอาหลักการของ GPC

17.3.1 หลักแยก หลักการพื้นฐานของการแยกโดยขนาดยกเว้นในคอลัมน์จะถูกแสดงในรูป 17.1 .คอลัมน์บรรจุด้วยอนุภาค semisolid ของพอลิเมอร์ที่มีโครงสร้าง iscrosslinked ในรูปแบบเจลที่มีรูพรุนและการได้รับการควบคุมในระหว่างการสังเคราะห์โพลิเมอร์ โมเลกุลที่มีขนาดเล็กกว่าขนาดรูพรุนสามารถระบุภายในรูขุมขน และดังนั้นจึง มีอีกเส้นทาง และเวลาการขนส่งนานกว่าโมเลกุลขนาดใหญ่ที่ไม่สามารถเข้ารูโมเลกุลที่มีขนาดใหญ่กว่าขนาดรูพรุน ไม่สามารถเข้าไปในรู และ elute ก่อนที่โมเลกุลขนาดเล็ก สภาพนี้เรียกว่าทั้งหมดยกเว้น เพราะโมเลกุลที่ใหญ่ที่สุดถูกปฏิเสธเข้ารู ดังแสดงในรูปที่ได้รับ . โมเลกุลที่สามารถเข้าสู่รูขุมขนจะมีเวลาเฉลี่ยที่อยู่ในอนุภาคนั้นขึ้นอยู่กับขนาดของโมเลกุล และรูปร่าง
การแยกพารามิเตอร์ใน GPC จะได้รับโดยค่าสัมประสิทธิ์การกระจาย k_d เกี่ยวข้องกับปริมาตรภายในตาม
k_d = v_ ( บัญชี ) / v_i = ( v_e-v_0 ) / v_0 ( 17.1% )
ที่ v_ ( บัญชี ) เป็นปริมาณภายในสามารถเข้าถึงได้ v_i เป็นปริมาณภายใน v_e เป็นเจ๊สัวปริมาณและ v_0is เสียงภายนอกหรือเสียง interparticle . เมื่อ k_d = 0 มันหมายความว่าโมเลกุลได้รับการยกเว้น ;0 < k_d < 1 แสดงว่าโมเลกุลจะถูกเก็บไว้ในเจลกระชับรูขุมขน ; k_d = 1 แสดงว่าโมเลกุลครอบครองปริมาตรภายในทั้งหมด ( 8 ) .
หลักการพื้นฐานของการแยก โดย ก.ล.ต. ได้อธิบายโดย Benoit และเพื่อนร่วมงานใน 1967 พวกเขาพบความสัมพันธ์ที่ยอดเยี่ยมระหว่างชนิดปริมาณและขนาดโมเลกุลแบบไดนามิกตามปริมาณ v_h
, อุทกพลศาสตร์( 1 ) หลากหลายชนิด และ สถาปัตยกรรมของโมเลกุลขนาดใหญ่ ( 9 ) ทฤษฎีของพวกเขาถือว่าเป็นทางแยกหลักการพิจารณาว่ามีปริมาณการใช้อิสระของอัตราการไหล เมื่อเร็วๆ นี้ มันได้ถูกพิสูจน์ว่า รัศมีไจเรชันเหมาะสมมากกว่าปริมาณดัชนี ( 10 )รัศมีไจเรชัน r_gis หมายถึงหมายถึงตารางระยะทางห่างจากศูนย์กลางของแรงโน้มถ่วง ( 11 ) ความหมายทางคณิตศาสตร์ :
r_g
( 2 ) = ( 1 / n ) ∑ _ ( i = 1 )
n ▒ r_i
( 2 ) ( 17.2 )
1_ █ ( Hydrodynamic ในปริมาณที่เป็นสัดส่วนกับผลิตภัณฑ์ของน้ำหนักโมเลกุลและความหนืด [ ɳ ] ; @ คือ 〖 V 〗 _h
∞ [ )

ɳ ] ม.ซึ่งเป็นรัศมีไจเรชันของการกระจายจุดตั้งอยู่ที่ระยะทาง r_i ในแง่เชิงกล r_g สามารถตีความเป็นรัศมีของแหวนบาง ๆที่มีมวลเดียวกันโมเมนต์ความเฉื่อยตามร่างกายเมื่อนี้เป็นศูนย์กลางรอบแกนเดียวกัน ( 12 ) นอกจากนี้ การคำนวณ พบว่า โครงสร้างของพอลิเมอร์ในสารละลายไม่กลมในรูปทรงโดยรวม .แต่ทรงรี ( 13 ) ในแง่ของรูปร่างโดยรวมของสาขาพอลิเมอร์เป็นสมมาตรมากขึ้นกว่าคนที่เส้น ( 14 ) นี้จะอธิบายบางส่วนของความแตกต่างระหว่างเส้น andbranched พอลิเมอร์เกี่ยวกับขนาด ยกเว้น ข้อโต้แย้งที่คล้ายกันจะถูกใช้เพื่ออธิบายถึงความล้มเหลวของ r_gto ให้มีขนาดเหมาะสมกับวินาทีของการวัดหน่วยของพลาสติกและโฟม ( 15,16 )
เทคนิค GPC เป็นทางเลือกสำหรับการอย่างรวดเร็วและเชื่อถือได้ ( 17 ) ของ MW / mwd และโครงสร้างระดับโมเลกุลสำหรับทุกประเภทของโมเลกุลโปรตีนหน่วย __ , พอลิเมอร์ธรรมชาติ พอลิเมอร์สังเคราะห์ พอลิเมอร์
ลักษณะที่สามารถวัดได้โดย GPC สามารถจดทะเบียนเป็น
แน่นอน ( ;

MW เฉลี่ย ( mwd ; ดูด้านล่าง ) และ dispersity ของ mwd ( เดิมเรียกว่า polydispersity ) ;
กิ่งและโครงสร้าง ;

( องค์ประกอบ





ขนาดโมเลกุล