كروماتوغرافيا الاستبعاد الحجمي
تفصل كروماتوغرافيا الاستبعاد الحجمي سلاسل البوليمر حسب حجمها في المحلول، حيث تستبعد السلاسل الكبيرة أولاً، وهي الطريقة الأساسية لقياس التوزيع الكامل للكتلة المولية.
Definition
كروماتوغرافيا الاستبعاد الحجمي، وتسمى أيضاً كروماتوغرافيا نفاذية الهلام، هي تقنية كروماتوغرافيا سائلة تفصل سلاسل البوليمر المذابة وفقاً لحجمها الهيدروديناميكي عن طريق النفاذية التفاضلية إلى طور ثابت مسامي، مما ينتج عنه توزيع الكتلة المولية.
Scope
يغطي هذا الموضوع مبدأ الفصل حسب الحجم الهيدروديناميكي من خلال التعبئة المسامية، والمعايرة بالمعايير الضيقة مقابل المعايرة الشاملة، ومعنى النتائج النسبية مقابل المطلقة، واستخدام الكواشف المقترنة—مثل مقياس الانكسار التفاضلي، وتشتت الضوء، ومقياس اللزوجة—للحصول على الكتل المولية الحقيقية، ومعلومات التفرع، والتوزيع الكامل.
Core questions
- كيف يرتب الفصل حسب الحجم الهيدروديناميكي استبعاد السلاسل؟
- ما هي المعايرة الشاملة ولماذا هي ضرورية؟
- كيف تحول الكواشف المقترنة الاستبعاد إلى كتلة مولية مطلقة؟
- ما هي القيود ومصادر الخطأ في التوزيع المقاس؟
Key theories
- الفصل حسب الحجم الهيدروديناميكي
- تتغلغل السلاسل الصغيرة في حجم أكبر من المسام وتستبعد لاحقاً، بينما تُستبعد السلاسل الكبيرة وتستبعد مبكراً، لذا فإن الاحتفاظ يعكس الحجم الهيدروديناميكي بدلاً من الكتلة مباشرة، وهذا هو السبب في أن المعايرة مطلوبة لتحويله إلى كتلة مولية.
- المعايرة الشاملة
- لأن ناتج اللزوجة الجوهرية والكتلة المولية يتناسب مع الحجم الهيدروديناميكي، فإن معايرة واحدة بهذه المصطلحات تنطبق على بوليمرات مختلفة كيميائياً، مما يزيل الاعتماد على المعايير الخاصة بالكيمياء.
Mechanisms
يتم حقن محلول بوليمر مخفف في عمود معبأ بهلام مسامي ويحمله المذيب. السلاسل الكبيرة، المستبعدة من المسام، تعبر حجماً أصغر متاحاً وتستبعد أولاً؛ بينما تتخلل السلاسل الأصغر حجماً أكبر من المسام وتستبعد لاحقاً. يتم تحويل أثر الكاشف إلى توزيع للكتلة المولية باستخدام منحنى معايرة من معايير ضيقة، أو عن طريق المعايرة الشاملة، أو مباشرة عندما يقوم كاشف تشتت الضوء أو مقياس اللزوجة بالإبلاغ عن الكتلة المولية المطلقة عند كل شريحة استبعاد. تنشأ الأخطاء من التفاعلات في العمود، وتوسع النطاق، ومعايير المعايرة غير المناسبة.
Clinical relevance
تُعد كروماتوغرافيا الاستبعاد الحجمي الأداة القياسية لمراقبة الجودة والبحث لأن توزيع الكتلة المولية الذي توفره يحكم القوة، وتدفق الانصهار، والاستخدام النهائي. فهي تتحقق من أن البلمرة المتحكم فيها أعطت تشتتاً منخفضاً، وتكشف عن التدهور أو التفرع، وتضمن اتساق الدفعة عبر التطبيقات من التعبئة والتغليف إلى المستحضرات الصيدلانية.
History
تم تقديم كروماتوغرافيا نفاذية الهلام على هلام البوليسترين المتشابك بواسطة جون مور في عام 1964، وتم تأسيس المعايرة الشاملة القائمة على الحجم الهيدروديناميكي بواسطة جروبيسيتش، وريمب، وبينوا في عام 1967، مما جعل توزيع الكتلة المولية متاحاً بشكل روتيني.
Key figures
- John Moore
- Zdenek Grubisic
- Henri Benoit
Related topics
Seminal works
- hiemenz2007
- young2011
Frequently asked questions
- لماذا تخرج الجزيئات الكبيرة أولاً في كروماتوغرافيا الاستبعاد الحجمي؟
- لا تستطيع السلاسل الكبيرة دخول معظم المسام في التعبئة، لذا فهي تنتقل عبر حجم إجمالي أصغر وتستبعد بسرعة. تستكشف السلاسل الصغيرة حجماً أكبر من المسام وتحتفظ لفترة أطول، مما يوفر فصلاً حسب الحجم.
- لماذا تسمى النتائج أحياناً كتل مولية نسبية؟
- تستخدم المعايرة التقليدية معايير من نوع بوليمر واحد، لذا فإن الكتلة المبلغ عنها لبوليمر مختلف تكون نسبية لتلك المعايير. يلزم وجود معايرة شاملة أو كاشف مطلق مثل تشتت الضوء للحصول على كتل مولية حقيقية.