МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ и СВОЙСТВ ПОЛИМЕРОВ

Тонкослойная хроматография

Тонкослойная хроматография (ТСХ) - вид жидкостной хрома­тографии, в котором подвижная фаза жидкая, а разделение происхо­дит на слое сорбента, толщина которого существенно меньше его ши­рины [42, 43]. Адсорбционный слой с пленкой растворителя, удержи­ваемой сорбентом, служит неподвижной фазой, а индивидуальные растворители или смеси растворителей подвижной. Использование гранулированного сорбента дает методу преимущества перед бумаж­ной хроматографией [44] из-за меньшего размывания пятен.

Разделение смесей производят на пластинках, покрытых тон­ким слоем (0,1-0,5 мм) адсорбента; оно основано на различии относи­тельного сродства компонентов смеси к неподвижной фазе и осуще­ствляется в результате перемещения подвижной фазы - элюента - под действием капиллярных сил. Чтобы избежать испарения элюента с поверхности сорбента, хроматографирование ведется в закрытых ка­мерах различных типов, чем обеспечивается равновесие между под­вижной жидкой фазой и ее парами [45].

Движение растворителя может происходить горизонтально, снизу вверх (восходящая), сверху вниз (нисходящая) или от центра к периферии (круговая или радиальная хроматография) [46]. Восходя­щая, нисходящая и круговая хроматография по технике выполнения может быть одномерной и двумерной. В последнем случае хромато­графирование проводят дважды во взаимно перпендикулярных на­правлениях: после проявления хроматограммы одним элюентом ее поворачивают на 90° и вторично проявляют другим элюентом.

Коэффициент разделения в тонком слое kf связан с числом теоретических тарелок п и подвижностью компонентов смеси:

Kf = (Rfxl - RfxZ) п0-5 / [(Rlxl)05 - (RfJ% Где Rfxi и RfX2 - подвижности соседних компонентов.

В зависимости от природы неподвижной фазы могут реализо­ваться следующие виды ТСХ полимеров:

• Адсорбционная ТСХ (АТСХ) основана на разделении макромоле­кул в соответствии с их адсорбционной активностью, возрастающей с увеличением молекулярной массы или доли адсорбционно-активных полярных групп (в случае сополимера). АТСХ с успехом используют для разделения гомополимеров по молекулярной массе и стереорегу - лярности, сополимеров по составу и типу чередования звеньев, для анализа ММР олигомеров с полным разделением на олигомергомоло - ги, для определения функциональности олигомеров (когда их цен­тральные звенья не адсорбируются),

• Преципитационная (осадочная) ТСХ (ПТСХ) основана на исполь­зовании в качестве элюента смеси растворителя с большим количест­Вом адсорбционно-акгивного осадителя полимера. Разделение проис­ходит вследствие изменения растворяющих свойств элюента по длине хроматографической пластинки. Это изменение может быть обуслов­лено тем, что на пластинку подается элюент изменяющегося состава (экстракционный вариант) или тем, что состав элюента изменяется непосредственно на пластинке в результате испарения и (или) умень­шения фазового отношения (отношения масс элюента и адсорбента). Элементарный акт ПТСХ связан с разделением раствора полимера на разбавленную фазу, которая переносится с током растворителя, и концентрированную гель-фазу, которая осаждается на поверхности гранул адсорбента. ПТСХ реализуют только в отсутствие адсорбции полимера путем добавления растворителя к осадителю, причем элю­ент исходного состава должен содержать адсорбционно-активный компонент в концентрации, полностью предотвращающей адсорбцию полимера. ПТСХ используют для разделения синдио - и атактического полиметилметакрилата, отделения блоксополимеров от соответст­вующих гомополимеров, разделения гомополимеров и статистических сополимеров по молекулярной массе.

• Экстракционная ТСХ (ЭТСХ) основана на селективном растворе­нии полимера в области стартового пятна по принципу "все или ниче­го". Используют однокомпонентный растворитель, который позволяет разделить в стартовом пятне полимерные фракции. С помощью ЭТСХ разделяют изо - и атактический полистирол и полиметилметакрилат, транс-1,4-, цис-1,4- и 1,2-полибутадиен, блок-сополимеры стирол - метилметакрилат и соответствующие гомополимеры.

• Тонкослойный электрофорез впервые был использован в 1946 году Конеденом для разделения аминокислот и пептидов. Преимуществами метода являются более эффективная система охлаждения, высокая чувствительность.

• Изоэлектрическая фокусировка - электрофорез на слое с градиен­том рН. Амфолиты перемещаются по тонкому слою до тех пор, пока не достигнут такого места, где величина рН равна их изоэлектриче- ской точке; в этом месте они концентрируются в виде резко очерчен­ной зоны. Следовательно, можно не только разделять компоненты, но и определять их изоэлектрическую точку. Этим методом разделяются вещества, которые не удается разделить методом электрофореза; со­четание этих двух методов позволяет добиться прекрасных результа­тов. Метод приобрел практическое значение после описания Вестер - бергом и Свенсоном амфолитов, пригодных для получения градиента рН, и полезен в первую очередь биологам, изучающим ферменты, гормоны и др. амфолиты.

• Тонкослойная гельпроникающая хроматография (ТСГПХ) осно­вана на молекулярно-ситовом эффекте, который может наблюдаться при двух условиях: подавлении адсорбционной активности адсорбен­та и заполнении его пор растворителем. Размер пор определяется сте­пенью сшивания макромолекул в геле. Заполнение пор может быть достигнуто с помощью так называемой преэлюции - пропускания рас­творителя по пластинке перед нанесением пробы либо капиллярной конденсации при предварительном насыщении пластинки парами рас­творителя. Гель-фильтрация применяется для определения молеку­лярных масс разделенных компонентов, исследования ферментов, красителей, белков, ММР фракций полимеров.