Полимерные сорбенты для распределительной хроматографии

Ограниченный рабочий диапазон рН и сорбционная активность остаточных силанольных групп сорбентов на основе силикагеля стимулировали разработку полимерных сорбентов для распределительной хроматографии, в которой устранены указанные недостатки.

Первый сорбент этого типа, названный PRP-1 {Polymer Reversed Phase }, разработан фирмой «Гамильтон». Он представляет собой жесткий стирол-дивинилбензольный гель с удельной поверхностью 415 м² /г, объемом пор 0,79 cм³ /г и средним диаметром пор 7,5 нм, который выдерживает давление до 28 МПа. Более 98% его сферических частиц имеют диаметр 10 мкм, что обеспечивает высокую эффективность (40 000т. т./м) и низкое сопротивление колонок. Фирма выпускает также готовые колонки с PRP-1 длиной 150 и 250 мм с внутренним диаметром 4,1 мм.

Еще большую эффективность имеет сорбент PRP-1 с размером зерен около 5 мкм, который выпускают с 1984 г. набитым в колонки размером 150Х4,1 мм. По селективности данный материал подобен обращенно-фазным сорбентам C18 но работоспособен в диапазоне рН=1–13 при концентрации буферных солей до 0,5–1 М . Кроме того, его можно использовать в эксклюзионной хроматографии для разделения молекул с молекулярной массой от 2Х10³ до 10⁵ , а также в ион-парной хроматографии.

Сорбенты RS-пак серии D фирмы «Шова Денко», изготовленные на основе различных пористых полимеров, перекрывают широкий диапазон полярности. Эти материалы имеют размер зерен 6 мкм и выпускаются набитыми в колонки размером 150Х8 мм с гарантированной эффективностью 5000 т. т. (для DM-614–4000 т. т.) на колонку.

Сорбент DS-613 представляет собой гидрофобный полистирольный гель, похожий на PRP-1. Материалы DE-613, DM-614 и ДС-613 изготавливают на базе полиметакрилата, гидрофильного сложного полиэфира и полистирола с гидрофильными дестителямя соответственно. Сорбент ДМ-614 по полярности эанимает промежуточное положение между привитыми сорбентами C8 и NH2 и может применяться как в обращенно-фазном, так и в нормально-фазном варианте ВЭЖХ.

Все сорбенты RS-пак серии D устойчивы в диапазоне pH=2–12, характеризуются практически полной адсорбционной инертностью и высокой разделяющей способностью.

Наряду с перечисленными выше материалами выпускаются также некоторые полимерные сорбенты специального назначения. Примером может служить колонка «µ-сферогель – 7,5% карбогидрат», предназначенная для анализа низших олиго-сахаридов и полиолов. Сферический сорбент, которым заполнена эта колонка, представляет собой кальциевую соль сульфированHOГO стирол-дивинилбензольного геля с плотностью сшивки 7,5% и диаметром зерна 8 мкм. Размеры колонки 300Х7,5 мм, рабочая температура 80–90 °С, предел давления 7 МПа, максимальная скорость подвижной фазы (вода, возможна добавка до 30% ацетонитрила) 0,6 мл/мин, гарантированная эффективность 27000 т. т./м. На рис. 3 показана хроматограмма смеси сахаридов на этой колонке.

Последние достижения по использованию полимерных сорбентов в ВЭЖХ рассмотрены работе, где описано их применение для разделения аминокислот и органических кислот, пептидов, белков, углеводов, неорганических ионов и различных полимеров.

Сорбенты для эксклюзионной хроматографии

В эксклюзионной хроматографии разделение происходит на колонках, заполненных пористыми сорбентами (гелями), которые должны иметь большой объем пор, выдерживать достаточно высокие давления и не взаимодействовать с анализируемыми веществами. Эти сорбенты подразделяются на две группы, каждая из которых имеет свои достоинства и недостатки–полужесткие (органические) и жесткие (неорганические) гели. Последний не являются гелями в собственном смысле этого слова, так как их пористая структура сформирована заранее и не связана с набуханием в растворителе. Такие материалы принято называть аэрогелями.

Главной характеристикой сорбентов для эксклюзионной хроматографии является размер пор, определяющий диапазон молекулярных масс, которые можно разделить на данном геле. Этот диапазон определяют по соответствующей калибровочной кривой, построенной в координатах VR–lgM . Сорбенты с очень узким распределением пор по размерам характеризуются высокой разрешающей способностью в небольшом диапазоне молекулярных масс. Напротив, более широкое распределение пор приводит к увеличению диапазона разделения за счет снижения разрешающей способности. Наилучшими характеристиками обладают сорбенты с умеренно узким распределением пор, которые имеют максимальную длину линейного участка калибровки.

В связи с практической важностью данных по диапазонам проницаемости в этом разделе приведены калибровочные кривые для многих наиболее известных материалов. Последние существенно облегчают сравнение и правильный выбор сорбентов для решения конкретных аналитических задач.

Полужесткие гели

Эти органические гели представляют собой сшитые сополимеры с большой плотностью сшивки, способные ограниченно набухать в используемых растворителях.

Гидрофильные гели предназначены для работы в водных растворах, а гидрофобные – в органических средах. Наиболее типичными представителями полужестких гелей являются сшитые сополимеры стирола с дивинилбензолом с размером частиц 10 мкм и менее, предназначенные для работы в органических растворителях. Они выпускаются с широким набором пор, охватывающим весь возможный диапазон разделения по молекулярной массе (от 10² до 10⁸