Синтез и оптимизация полимерных монолитных сорбентов для разделения полимеров неадсорбционными хроматографическими методами

• Автор: Ибрагимов, Тимур Рифкатович
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 122 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Хроматографические методы в анализе полимеров
1.2. Монолитные колонки
1.3. Получение монолитных колонок на основе силикагеля
1.4. Получение монолитных колонок на основе органических полимеров
1.5. Влияние условий синтеза на структуру органических монолитов
1.6. Монолитные колонки в анализе полимеров
1.6.1. Разделение биополимеров на монолитных колонках
1.6.2. Разделение синтетических полимеров на монолитных колонках
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Реагенты
2.2. Синтез монолитных колонок
2.2.1. Подготовка кварцевого капилляра
2.2.2. Синтез монолитов в капиллярных колонках
2.3. Приборы и средства измерений
2.3.1. Хроматографические измерения
2.3.2. Электронная микроскопия
2.4. Определение пористости
2.4.1. Определение полной пористости
2.4.2. Объем проходных и непроходных пор в структуре монолита
2.5. Определение проницаемости колонок
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Монолитные колонки на основе дивинилбензола
3.1.1. Влияние условий синтеза на свойства монолитов на основе дивинилбензола
3.1.2. Исследование монолитных колонок методом обратной ЭХ-ГДХ
3.1.3. Влияние природы плохого растворителя в составе порогена на структуру
монолитов на основе дивинилбензола
3.1.4. Влияние хорошего растворителя в составе порогена на структуру монолитов на основе дивинилбензола
3.1.5. Оптимизация условий разделения полимеров на монолитных капиллярных колонках
3.2. Монолитные колонки на основе диметакрилата этиленгликоля
3.3. Монолитные колонки на основе акрилатных производных пентаэритрита
3.4. Определение молекулярно-массовых характеристик образца полистирола
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы.
Развитие современной полимерной химии значительно расширило круг полимеров, синтезируемых как в промышленных масштабах, так и в лабораторных условиях. Полимеры различаются по типу и составу мономеров, из которых они были получены, по топологии макромолекул, реологии, термическим и механическим свойствам, которые зависят от молекулярной массы и молекулярномассового распределения полимеров. Определение этих характеристик проводят различными физико-химическими методами, такими как светорассеяние, ультрацентрифугирование, вязкозиметрия и др. Однако, наиболее распространенным на сегодняшний день, благодаря простоте, надежности и универсальности, остается метод эксклюзионной хроматографии (ЭХ), особенно если его дополняет детектор по светорассеянию, позволяющий определять не только массу, но и размер макромолекул. Ключевым элементом любой хроматографической системы является хроматографическая колонка, ответственная за разделение анализируемого образца. В эксклюзионной хроматографии для разделения полимеров используют макропористые полимерные сорбенты, синтез которых и особенно заполнение ими хроматографических колонок являются достаточно трудоемкими процессами, требующими высокого экспериментального мастерства. В последние годы в хроматографии наметилась тенденция к применению так называемых монолитных колонок, когда макропористые полимеры синтезируют непосредственно в хроматографической колонке. Такой подход, с одной стороны, позволяет избежать трудоемкой операции по заполнению колонок сорбентом, а, с другой стороны, позволяет получать уникальные колонки для хроматографических разделений, поскольку пористая структура монолитного полимера, заполняющего все пространство колонки, кардинально отличается от пористой структуры, формируемой в колонке макропористым гранулированным сорбентом. В настоящее

В большинстве случаев матрицей для монолитных сорбентов для разделения биополимеров служат различные акрилаты и их производные [65,108,109], которые обладают хорошей механической прочностью и биосовместимостью [110]. Широкий спектр акрилатных мономеров позволяет производить как ионогенные (катионо- или анионообменные) матрицы, так и нейтральные матрицы с регулируемой гидрофобностью для разделений методами гидрофобной хроматографии [111,112] или хроматографии гидрофобного взаимодействия [113,114]. Наиболее широкое применение гидрофобные монолиты нашли при разделении смесей триптического гидролиза белков [111,112]. Этот вид анализа исключительно важен при установлении строения белков и требует высокой разрешающей способности хроматографических колонок (рис. 11) [115,116].
эдоооооо]
80000000
70000000 ^
60000
Я 50000000 у
Я 40000000 30000000 20000000 10000

150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650
Time (min)
Рис. 11. Высокоэффективный нано-ЖХ-МС/МС анализ триптического гидролиза белков из бактерии S. Oneidensis на гидрофобной монолитной колонке [115].
Монолитные сорбенты на основе сополимеров стирола с дивинилбензолом также активно используются для разделения биополимеров, несмотря на их высокую денатурирующую способность. Как правило, их применяют при анализе смесей