【瑞士步琦】SFC遇见SEC——三种模式应用于聚合物分离
三种模式应用于聚合物分离
通常来讲，对于聚合物的分离，主要方法为体积排阻色谱（sec）和液体吸附色谱（lac），然而在这两个模式之间，存在着所谓的临界条件下液相吸附色谱法(laccc)。原理上，对于所有的模式都是根据分子的特性来对聚合物进行分离。
其实，在这三种模式中使用超临界 co2 只是停留在早期的研究中，但是随着 sfc 领域的快速发展，又燃起了我们对于这些模式研究的希望！本篇文章，我们将会以聚乙二醇（peg）为模型展示这三种模式下的分离状态。为了确定临界条件下的色谱参数，采用了质量设计（qbd）的方法来减少所需的实验。
1
聚合物分离的色谱原理
超临界条件下
体积排阻色谱
scsec
临界条件下
超临界流体吸附色谱
sfaccc
超临界流体
吸附色谱
sfac
大量的改性剂
强溶剂
聚合物与固定相无相互作用焓变
强溶剂和弱溶剂的混合物
焓和熵的效应是相等的
二氧化碳含量高(弱溶剂)
聚合物在固定相上的解吸与吸附
基于流体动力体积的分离
高分子量优先被洗脱
不依靠分子量的聚合物共洗脱
基于端基的分离
基于相互作用强度的分离
更高分子量的后洗脱
表1. 超临界流体色谱法对聚合物不同分离方式的比较。哪种模式占主导地位取决于色谱条件，主要是溶剂强度。
2
实验材料与设备
实验条件
色谱柱
250 mm x 20 mm, 5μm (制备柱)
reprosil sec 200å (dr. maisch, germany)
150 mm x 2.1 mm, 1.9μm (分析柱)
仪器
分析型：waters upc2 with acquity elsd（waters）
制备型：sepiatec sfc-250 with elsd（sepiatec）
软件
fusion qbd software (s-matrix corp.)
3
sfaccc 中使用 qbd 对聚合物进行条件筛选与分离
qbd 法确定关键色谱条件：
在第一次筛选后，使用 qbd 方法以最少的实验确定关键色谱条件
在较小的条件区域内，所有共洗脱的聚乙二醇都可以得到，图中用白色背景表示
这一点通过实验得到了验证
peg-400 与聚多卡醇(端基为 c12-烷基的 peg-400)在如下条件分离：
名称
目标
下界
上界
颜色
所有pegs最大保留时间差
最小
0.030
——
红色
聚多卡醇/peg400保留时间差
最大
——
0.100
绿色
▲图1.由 fusion qbd 软件生成的方法设计；
在临界色谱条件 t 中进行
▲图2.在临界色谱条件：36% 甲醇和 56℃ 下，不同 peg 的共洗脱(上图)和 peg-400 与聚多卡醇的分离(下图)
4
在相同系统下采用 sec 与吸附色谱对聚乙二醇进行实验
实验条件
色谱柱
200 å; 1.9μm
背压调节阀
1800psi（124bar）
洗脱液
co2（a）/甲醇（b）
流速
1 ml/min
温度
40℃
检测器
elsd
▲图3.scsec：等度模式；10/90（co2/甲醇）
▲图4.sfac：梯度模式；
十分钟之内 90/10 – 50/50（co2/甲醇）
▲5.sfac：等度模式；90/10（co2/甲醇）
scsec色谱法在亚临界条件下通过高比例的强溶剂进行等度洗脱，高分子量的 peg 更早的洗脱出来。
sfac色谱法通过梯度洗脱模式对 20kda – 200da 分子量范围内的 peg 进行洗脱。后续采用低比例改性剂的等度模式对可将 peg-200 和 peg-400 分散剂分解为其单分散组分。分子量的确认通过 sfc-ms 联用技术进行确认。
sec校准：将衍生化均匀聚合物与常规 pegs 分散剂进行校准比较，以此来证明均匀聚合物的可用性。
5
制备分离 peg-400 里均匀聚合物
实验条件
仪器
sepiatec sfc-250
色谱柱
200 å; 5μm
洗脱液
co2（a）/甲醇（b）= 93/7
流速
60 ml/min
温度
40℃
检测器
elsd
▲图6.通过 sfac 色谱模式对 peg-400 均匀聚合物进行分离效果图谱
聚合物纯度验证：在分析层面上使用开发的 sfac 色谱法对均匀聚合物的纯度进行检测，结果表明即使在不优化分离条件的情况下，所有聚合物的纯度都＞99%。
6
结论
通过改变 co2 和甲醇的比例，三种模式均可在相同的系统中实现。除此之外，在实际应用中，通过将开发的分析方法顺利转移到制备规模中，对不同分子量的聚乙二醇进行分离纯化且得到了均匀的聚合物。
台式总磷快速测定仪_台式总磷快速检测仪
动物骨骼拉伸试验机质量稳定 售后积极
蒸汽流量计在测量蒸汽时应注意事项
如何选择合适的设备品牌
济南10吨吊秤|直视电子吊秤
【瑞士步琦】SFC遇见SEC——三种模式应用于聚合物分离
Y1CR17质量怎么样Y1CR17属于什么材料
物联网中的智能网关
依托MEMS制造平台该地区形成智能传感器完整产业链
开口闪点仪的准备工作你都学会了吗？
储能行业电池包液冷机使用介绍
XSG-24闪蒸干燥机成功发出！!
简述柔性输送系统的特点
回转式格栅除污机安装说明
电热恒温培养箱的日常保养方法----南京环科
避免无油真空泵出现故障应做好的工作
SUN-Control疏水阀WT 20.83 PFA XL特点及原理应用介绍
袖珍式一氧化碳气体检测报警仪
带鱼清洗机工作原理
迎宾服务咨询导览机器人
通常来讲，对于聚合物的分离，主要方法为体积排阻色谱（sec）和液体吸附色谱（lac），然而在这两个模式之间，存在着所谓的临界条件下液相吸附色谱法(laccc)。原理上，对于所有的模式都是根据分子的特性来对聚合物进行分离。
其实，在这三种模式中使用超临界 co2 只是停留在早期的研究中，但是随着 sfc 领域的快速发展，又燃起了我们对于这些模式研究的希望！本篇文章，我们将会以聚乙二醇（peg）为模型展示这三种模式下的分离状态。为了确定临界条件下的色谱参数，采用了质量设计（qbd）的方法来减少所需的实验。
1
聚合物分离的色谱原理
超临界条件下
体积排阻色谱
scsec
临界条件下
超临界流体吸附色谱
sfaccc
超临界流体
吸附色谱
sfac
大量的改性剂
强溶剂
聚合物与固定相无相互作用焓变
强溶剂和弱溶剂的混合物
焓和熵的效应是相等的
二氧化碳含量高(弱溶剂)
聚合物在固定相上的解吸与吸附
基于流体动力体积的分离
高分子量优先被洗脱
不依靠分子量的聚合物共洗脱
基于端基的分离
基于相互作用强度的分离
更高分子量的后洗脱
表1. 超临界流体色谱法对聚合物不同分离方式的比较。哪种模式占主导地位取决于色谱条件，主要是溶剂强度。
2
实验材料与设备
实验条件
色谱柱
250 mm x 20 mm, 5μm (制备柱)
reprosil sec 200å (dr. maisch, germany)
150 mm x 2.1 mm, 1.9μm (分析柱)
仪器
分析型：waters upc2 with acquity elsd（waters）
制备型：sepiatec sfc-250 with elsd（sepiatec）
软件
fusion qbd software (s-matrix corp.)
3
sfaccc 中使用 qbd 对聚合物进行条件筛选与分离
qbd 法确定关键色谱条件：
在第一次筛选后，使用 qbd 方法以最少的实验确定关键色谱条件
在较小的条件区域内，所有共洗脱的聚乙二醇都可以得到，图中用白色背景表示
这一点通过实验得到了验证
peg-400 与聚多卡醇(端基为 c12-烷基的 peg-400)在如下条件分离：
名称
目标
下界
上界
颜色
所有pegs最大保留时间差
最小
0.030
——
红色
聚多卡醇/peg400保留时间差
最大
——
0.100
绿色
▲图1.由 fusion qbd 软件生成的方法设计；
在临界色谱条件 t 中进行
▲图2.在临界色谱条件：36% 甲醇和 56℃ 下，不同 peg 的共洗脱(上图)和 peg-400 与聚多卡醇的分离(下图)
4
在相同系统下采用 sec 与吸附色谱对聚乙二醇进行实验
实验条件
色谱柱
200 å; 1.9μm
背压调节阀
1800psi（124bar）
洗脱液
co2（a）/甲醇（b）
流速
1 ml/min
温度
40℃
检测器
elsd
▲图3.scsec：等度模式；10/90（co2/甲醇）
▲图4.sfac：梯度模式；
十分钟之内 90/10 – 50/50（co2/甲醇）
▲5.sfac：等度模式；90/10（co2/甲醇）
scsec色谱法在亚临界条件下通过高比例的强溶剂进行等度洗脱，高分子量的 peg 更早的洗脱出来。
sfac色谱法通过梯度洗脱模式对 20kda – 200da 分子量范围内的 peg 进行洗脱。后续采用低比例改性剂的等度模式对可将 peg-200 和 peg-400 分散剂分解为其单分散组分。分子量的确认通过 sfc-ms 联用技术进行确认。
sec校准：将衍生化均匀聚合物与常规 pegs 分散剂进行校准比较，以此来证明均匀聚合物的可用性。
5
制备分离 peg-400 里均匀聚合物
实验条件
仪器
sepiatec sfc-250
色谱柱
200 å; 5μm
洗脱液
co2（a）/甲醇（b）= 93/7
流速
60 ml/min
温度
40℃
检测器
elsd
▲图6.通过 sfac 色谱模式对 peg-400 均匀聚合物进行分离效果图谱
聚合物纯度验证：在分析层面上使用开发的 sfac 色谱法对均匀聚合物的纯度进行检测，结果表明即使在不优化分离条件的情况下，所有聚合物的纯度都＞99%。
6
结论
通过改变 co2 和甲醇的比例，三种模式均可在相同的系统中实现。除此之外，在实际应用中，通过将开发的分析方法顺利转移到制备规模中，对不同分子量的聚乙二醇进行分离纯化且得到了均匀的聚合物。
台式总磷快速测定仪_台式总磷快速检测仪
动物骨骼拉伸试验机质量稳定 售后积极
蒸汽流量计在测量蒸汽时应注意事项
如何选择合适的设备品牌
济南10吨吊秤|直视电子吊秤
【瑞士步琦】SFC遇见SEC——三种模式应用于聚合物分离
Y1CR17质量怎么样Y1CR17属于什么材料
物联网中的智能网关
依托MEMS制造平台该地区形成智能传感器完整产业链
开口闪点仪的准备工作你都学会了吗？
储能行业电池包液冷机使用介绍
XSG-24闪蒸干燥机成功发出！!
简述柔性输送系统的特点
回转式格栅除污机安装说明
电热恒温培养箱的日常保养方法----南京环科
避免无油真空泵出现故障应做好的工作
SUN-Control疏水阀WT 20.83 PFA XL特点及原理应用介绍
袖珍式一氧化碳气体检测报警仪
带鱼清洗机工作原理
迎宾服务咨询导览机器人