Элюент для анализа полиакриламида с помощью эксклюзионной хроматографии

 

О П И С А Н И Е (974263

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцмапмстмческмх

Республик (61) Дополнительное к авт.- саид-ву (22)Заявлено 06.05.81 (2l ) 3286477/23-05 (51) М. Кд.

3 с присоединением заявки ¹

С» 01 и 31/08

С 09 К 3/00

3ЬеударстнапаП комитет

CCCP ае делам мзабретекик и открытка (23) Приоритет

Опублмковано 15.11.82. Бюллетень ¹ 42

Дата опубликования описания 15.11.82 (53) УД3 678.745.

;842(088.8) 1

В.В. Нестеров, Е.B. Чубарова и Б.Г./Беленький/ --q (72) Авторы изобретения

Ордена Трудового Красного Знамен соединений АН СССР улярных (7I ) Заявитель (54) ЭЛЮЕНТ ДЛЯ АНАЛИЗА ПОЛИАКРИЛАМИДА С ПОМОШЬЮ.ЭКСКЛЮЗИОННОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

20

Изобретение относится к физико-химическим способам анализа полимеров, а именно к хроматографическим способам определения молекулярно-массового распределения и средних молекуляных масс полиакриламида в водных растворах.

Изобретение может найтри широкое применения для экспрессных методов определения укаэанных молекулярных характеристик полиакриламида в различных.тех-, о нологическнх процессах.

Растворы полиакриламида (ПАА) крайне нестабильны из-за деструкции или конформационных изменений. Эта нестабильность особенно сушественна при наличии сильных гидродинамических градиентов: интенсивного перемешивания, продавливания через мелкодисперсную пористую среду.

Известно также, что для высокоскозостной и высокоэффективной эсклющонной хроматографии (ЭХ) полимеров предпочтительными являются ненабухаюшие силикатные сорбенты, например макропористые стекла (МПС) и силикагели.

Известен элюент для анализа полиакриламида с помошью эксклюзионной хроматографии, содержаший воду, представляющий собой 0,15 мас.% водный раствор

KBr (1).

Однако эксклюзионная хроматография на силикатных сорбентах затруднена изэа взаимодействия макромолекул полиакриламида с силикатной матрицей сорбента. Это взаимодействие нарушает процесс хроматографического разделения по размерам, что особенно четко проявляется в случае применения известного элюента.

Недостатком элюента является плохая селективность разделения, особенно высокомолекулярных фракций ПАА, при этом значения молекулярно-массовых характеристик, например средних молекулярных масс, полученных из данных ЭХ и другими методами, совпадают неудовлетворительно.

3 9742

Наиболее близким к предлагаемому явI 0 ляется элюент для анализа полиакриламида, .-.одержаший воду (дисталлированная вода) 2, Основным недостатком этого элюента являлось частичное (a для молекулярных масс, превышающих 2 10, полное) ис6 ключение макромолекул ПАА из процесса хроматографирования.

Кроме того, анализ с применением этого элюента, так же как и(13, не пред- 1О усматривает контроя возМожной деструкции или какихпибо конформационных изменений в процессе хроматографирования, что также может исключать значения определенных по методу ЭХ параметров, !5 уменьшать надежность и воспроиэводимость результатов.

Бель изобретения — уменьшение искажения результатов, повышение надежности и воспроизводимости. 20 а

Поставленная цель достигается тем, что, элюент для анализа полиакриламида с помощью эксклюэионной хроматографии, содержащий воду, дополнительно содержит этиловый спирт, глицерин и винную кисло-25 ту при. следуеюшем соотношении компонентов, мас. %:

Этиловый спирт 7-10

Глицерин 0,8-1,5

Винная кислота 0,04-О,20

Вода Остальное

Элюент готовят смешением компонентов.

На фиг. 1-3 изображены хроматограммы, полученные в соответствии с.предлагаемым изобретением, они сравниваются с хроматограммами, полученными в соответствии с известным способом.

Пример 1. В систему из пяти последовательно соединенных хроматогра- 40 фических колонок иэ нержавеющей стали длиной 30 см и внутренним диаметром

0,8 см, заполненных во всем объеме силикагелем КСК и МПС с диаметром пор

250, 1000, 2000 и 6000 A соответ 45 ственно, вводят 0,2 мл раствора ПАА с . ("1 .1 Н10 = 0,48 (ММ 200 х10 дальтон) с концентрацией 0,3 мг/мл. ПАА элюируют с объемной скоростью 50 мл/ч.

Состав элюента, мас.%:

Этанол (96%) 7,0

Глицерин 1,0

Винная кислота О,Г) 4

Вода до 100

Чд (удерживаемый объем, определяемый

55 по максимуму хроматографического пика) =- 78,0

I1 р и м е .р ы 2-16, Вы1;олня1отся

В условиях примера 1 °

63 4 Составы элюента по примерам 1-16 приведены в табл. 1, l1 р и м е р 17. йля получения разрешающей способности системы разделение ведут на семи последовательно соединенных колонках, заполненных силикагелем КСК и МПС с диаметром пор 250, 1000, 2000, 2 < 4000и 6000À. Элюцию проводят со скоростью 50 мл/ч. бранные по примерам конкретного выполнения 17-22 сведены в табл. 2..

Результаты хроматографического анализа по примерам 17-18 и 19-20 приведены на фиг. 1, где представлены сов.мещенные хроматограммы, образцов ПАА с ()= 3,30 дл/г и ()=. 7,15 дл/г.

Видна хорошая селективность разделения этих образцов в предлагаемом элюенте (фиг. 1б) и практическое отсутствие раз; . деления при использовании в качестве элюента дистиллированной воды (фиг. 1а).:

На фиг. 1 кривая 1 относится к образ-: цу ПАА с, (1.)= 7,15 дл/г, а кривая 2к серазцу ПАА с (g )= 3,30 IIn/ã.

Целью примеров 21 и 22 является обнаружение эффекта исключения, могущего сопровождать ЭХ ПАА. При хроматографировании образца ПАА проводят его фракционирование на три части как в дистиллированной воде в качестве элюента (пример 21 в та6п. 2), так и в элюенте предложенного состава (пример 22 в табл. 2). На фиг. 2а представле1п1 хрома,тограмма образца ПАА с (, j= 5,13 дл/г и хроматограммы фракций (кривые 1-3) в элюенте предлагаемого состава„а на фиг. 2б - хроматограмма образца ПАА с (g) = 3,30 дл/г и хроматограммы фракции (кривые 1-3 ) вдистиллированной воде в качестве элюента. Видно, что хроматограммы фракций в предлагаемом элюенте располагаются в соответствующих .областях фракционирования (пример 22 в табл. 2). В дистиллированной же воде все три фракции располагаются в одной и той же области удерживаемых объемов, соответствующей наиболее высокомолекулярной фракции (пример 1 в табл. 2).

Последний факт свидетельствует о наличии сильного эффекта исключения при ЭХ

ПАА в дистиллированной воде.

В примерах 23 и 24 исследуют возможную деструкцию при ЭХ ПАА в элюенте, обычно используемом для подавления эффекта исключения (добавление Йа 50 } и адсорбции (добавление полиэтиленгликоля 300) гидрофильных полимеров на силикатных сорбентах (пример 2.3) и в предлагаемом элюенте (пример 2 1). Нро1,0 0,04 llo 100

0,48

7,8,0

7,0

1,0, 0,04 То же

0,48.

78,0

10,0

58,0

5,13

0,04

0,04

0,04

7,0

58,0

78,0

78,0

5,13

10,0

0,48

0,8

8,5

0,48

1,5 0,04

0,8 0,04

1,5 0,04

9,5

5,13

58,0

8,5

58,0

5 13

8,5

0,04

7S,0

0,48

0,48

0,48

1,0

8,5

0,10

78,0

1,0

8,5

78,0

1,0 0,20

1,0 0,04

8,5

58,0

8,5

58,0

5,13

0,10

1,0

8,5

58,0

5,13

1,0 0,20

1,0 0,005

8,5

71,0

0,48

8,5

56,0

5,13

0,005

1,0

8,5

fq) Н,10 — 0,48 соответствует ММ ПАА 20 "10 (()Н,10 = 5,13 соответствует ММ ПАА 20 "10

5 974263, d водят ЭХ ПЛА с (1) = 17 дл/г в обоих При ЭХ в предлагаемом элюенте (приэлюентах. Прошедший через хроматогра- мер 24) первичная хроматограмма (крифические колонки образец отбирают, упа- вая 1, фиг. 36) совпадает со вторичной ривают до исходной концентрации и вновь (кривая 2, фиг. Зб), кроме того, и велихроматографируют в предлагаемом элю- S чина (<) не изменяется, что характериенте, Измеряют также Г 1 ) первоначаль- зует отсутствие в том случае деструкции. но прохроматографированного образца в обоих случаях. Сравнение (пример 23) пер- Таким образом, предлагаемый элюент вичной хроматограммы (кривая 1, фиг. За) позволяет. уменьшить искажение реэультасо вторичной (кривая 2, фиг. За), име- 10 тов, повысить их надежность и воспроизюшей значительный низкомолекулярный водимость, а также обеспечивает возможпик, позволяет сделать вывод о деструк- .ность проведения ЗХ иа силикатнь1х сорции образца в процессах ЭХ в водно-со- бентах для экспрессного определения левом элюенте. () первично прохрома- молекулярных параметров ПАА в широком тографированного образца в этом случае IS .интервале молекулярных масс от 2.10

5 падает почти в 10 раз. до 8,8.10 дальтон, Ь

Таблица 1

97426З

Таблица 2

100

3,3 дЧ=

=)ч

C<5= 3,3

=0,8 мл

100

7,15 дЧ=

=4,0 мл

3,3

7,15

100

3,3

Ч 4-48,5

Чр< р Z=49

Ур ф р >49 5

2фр = 45 33

Зфр = 53-68

22 8,5 1 0,04 До 100 р- б, = 57,5,5,13

2фр = 54-68

Зфр = 63-77

0,2 М водный 1 мас.% ПЭГ После рехромараствор Яо go с ММ 300 тографии обна4 ружена деструкция

Совпадение .хроматограмм

Чр = 78

3,3 соответствует NM ПАА

7,15

17,0 жения результатов анализа, повышения надежности и воспроизводимости, элюент дополнительно содержит этиловый спирт,,глицерин и винную кислоту при следуюшем соотношении компонентов, масЛ;

19 8,5 1 0,04 До 100

20 8,5 1 0,04 До 100

24 8е5 1 0 04 До 100 ( 1 н о

t< HaO

ГЪЗ„,,о =

Формула изобретения

Элюент для анализа полиакриламида

SS с IloMoIUblo эксклюзионной хроматографии содержаший воду, о т л и ч а ю щ и й.с я тем, что, с целью уменьшения искаЧр ф -52,5

Чф ф =58

Чр,ф р = 63,5

12 < 10

33х10

8,8 х10

Образец фракционируют на

3 фракции. В условных ед. счетах фракции

1фр = 45-45

Образец фракционируют на 3 фракции

1фр = 48-54

Этиловый спирт

Глицерин

Винная кислота

Вопа

C) 97 4263 10

7-10 yersion, Journal oF Appl.Polyn. Sci

0,8-1,5 . Т. 17, % 5. 1973, с. 1479-1506.

2. Г1-Anady И. I . и др.. t)olecul aiОстальное re weight and moleculaire weight dis strihution of cellulose acetate-gra " ии ted poiyacrilап1de ide-chains and hoИсточники информации, mopolyacrylamide using ge p

n el enetraпринят

ые во внимание при экспертизе

t1on chromatography. Furop. ро1уо.

Т. 15, N 11 1979, с. 1017-1024

1. 1ь1ч| 1е Т. и др. Solution poly- Т 15

mer)sat.ion of acrylanide to high con" (прототип .

97 4263

®, Y(cetmbl) N St f 89

Фи|. л

Заказ 8687/62 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель И. Стояченко

Редактор Н. Киштулинец Техред Е.Харитончик Корректор Г. Огар