SE442591B - SET UP CHROMATOGRAPHIC SEPARATION AND CHROMATOGRAPHY FOR THIS SEPARATION - Google Patents
SET UP CHROMATOGRAPHIC SEPARATION AND CHROMATOGRAPHY FOR THIS SEPARATIONInfo
- Publication number
- SE442591B SE442591B SE7713892A SE7713892A SE442591B SE 442591 B SE442591 B SE 442591B SE 7713892 A SE7713892 A SE 7713892A SE 7713892 A SE7713892 A SE 7713892A SE 442591 B SE442591 B SE 442591B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- macroparticles
- pore size
- diameter
- microparticles
- average
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/281—Sorbents specially adapted for preparative, analytical or investigative chromatography
- B01J20/286—Phases chemically bonded to a substrate, e.g. to silica or to polymers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
- B01J20/103—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate comprising silica
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J20/28004—Sorbent size or size distribution, e.g. particle size
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
- B01J20/28016—Particle form
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J20/28088—Pore-size distribution
- B01J20/28092—Bimodal, polymodal, different types of pores or different pore size distributions in different parts of the sorbent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/281—Sorbents specially adapted for preparative, analytical or investigative chromatography
- B01J20/282—Porous sorbents
- B01J20/283—Porous sorbents based on silica
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
- B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
- B01J20/3291—Characterised by the shape of the carrier, the coating or the obtained coated product
- B01J20/3295—Coatings made of particles, nanoparticles, fibers, nanofibers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
- B01J2220/50—Aspects relating to the use of sorbent or filter aid materials
- B01J2220/54—Sorbents specially adapted for analytical or investigative chromatography
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/50—Conditioning of the sorbent material or stationary liquid
- G01N30/52—Physical parameters
- G01N2030/524—Physical parameters structural properties
- G01N2030/525—Physical parameters structural properties surface properties, e.g. porosity
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
Description
7-13892--3 2 dynamisk storlek hos komponenterna. Holekylvikten (MW) för kompo- nenterna kan beräknas som en funktion av den hydrodynamiska stor- leken. En kurva med molekylviktfraktionen, som elueras vid en given retentionsvolym (VR) för ett speciellt packningsmaterial, visar att för en given porvolym i packningsmaterialet uteslutas vissa mole- kylviktfraktioner fullständigt på grund av sin stora storlek och vissa molekylviktfraktioner genomtränger*fullständigt på grund av sin ringa storlek. Mellan dessa två extremfall finns ett område av molekylviktfraktioner, som preferentiellt retarderas genom kontakt med de porösa partiklarna, och material innehållande dessa molekyl- -viktfraktioner kan fraktioneras genom detta speciella packninga- material. 7-13892--3 2 dynamic size of the components. The molecular weight (MW) of the components can be calculated as a function of the hydrodynamic size. A curve with the molecular weight fraction eluted at a given retention volume (VR) for a particular packing material shows that for a given pore volume in the packing material, certain molecular weight fractions are completely excluded due to their large size and certain molecular weight fractions penetrate * completely due to their small size. size. Between these two extreme cases is a range of molecular weight fractions, which are preferentially retarded by contact with the porous particles, and materials containing these molecular weight fractions can be fractionated by this particular packing material.
-Det verkliga funktionssambandet vid storleksuteslutande kromatografi är molekylviktkalibreringskurvan, vilken vanligen är en logaritmisk kurva av molekylvikten avsatt mot retentionsvolymen.The actual functional relationship in size exclusion chromatography is the molecular weight calibration curve, which is usually a logarithmic curve of the molecular weight plotted against the retention volume.
Nolekylviktkalibreringskurvor uppvisar generellt en väsentligen linjär del, så att molekylvikten för en kvarhållen fraktion i ett prov kan bestämmas exakt, om retentionsvolymen för denna speciella molekylviktfraktion ligger i den linjära delen på molekylvikt- kalibreringskurvan och mindre exakt, om den ligger utanför det linjära området. Molekylviktkalibreringskurvor har generellt lin- jära delar, som omfattar approximativt två dekader i logaritm- skalan för molekylvikten för en enda porstorlek. För erhållande av en kalibreringskurva med en linjär del, som omfattar mer än två dekader av molekylviktskalan, användes en krometografisk upplösninge- zon sammansatt av många kolonner, vardera med olika porstorlekar.Molecular weight calibration curves generally have a substantially linear portion, so that the molecular weight of a retained fraction in a sample can be determined exactly if the retention volume of this particular molecular weight fraction is in the linear portion of the molecular weight calibration curve and less precise, if it is outside the linear range. Molecular weight calibration curves generally have linear portions, which comprise approximately two decades in the molecular weight logarithmic scale for a single pore size. To obtain a calibration curve with a linear part comprising more than two decades of the molecular weight scale, a chromatographic resolution zone composed of many columns, each with different pore sizes, was used.
Såsom anges i ?Know More About Your Polymer", publicerad 1976 av d Waters Associates, Hilford, Hass., kombineras speciellt, för expan- sion av det linjära området av molekyivíktkalibreringskurvan, så att material innehållande ett brett område av molekylviktfraktionor kan separeras och detekteras, fyra eller fem kolonner, vardera med molekylviktkalibreringskurvor, vars linjära delar överlappar varandra.As stated in "Know More About Your Polymer", published in 1976 by Waters Associates, Hilford, Hass., Is specifically combined, for expansion of the linear range of the molecular weight calibration curve, so that materials containing a wide range of molecular weight fractions can be separated and detected. , four or five columns, each with molecular weight calibration curves, the linear parts of which overlap.
Olyckligtvis uppstår därvid icke området med förväntad linjär molekylviktkalibrering. Den linjära delen av molekylvikt- kalibreringskurvan för de kombinerade partiklarna.kan ökas på detta sätt, men maximum synes vara endast ca tre dekader, vilket ofta är mindre än.molekylviktområdet, som återfinnas i normala provsamman- sättningar. 7713892-3 Uppfinningen hänför sig till en kromatograf med en upplös- ningszon, som ger ett bredare område med linearitet i sin mole- kylviktkalibreringskurva och undviker problemet med användning av flera kolonner med överlappande linjär kalibrering. Denna upp- lösningszon innefattar enligt uppfinningen en mångfald makropar- tiklar, valda så att de ger en upplösningszon med en på minst tvâ intervall uppdelad porstorleksfördelning för porerna inom makro- partiklarna, varvid den genomsnittliga porstorleken inom varje in- tervall är sådan, att de linjära delarna på molekylviktkalibre- ringskurvan för varje porstorlek i fördelningen är väsentligen icke-överlappande och porvolymen inom varje intervall är sådan, att de linjära delarna väsentligen är parallella. Med intervall avses detsamma som det engelska ordet "mode". Som det här använ- des, avser uttrycket "genomsnittlig porstorlek" den volymgenom- snittliga porstorleken. För uppnående av ett maximalt område för den linjära delen av molekykviktkalibreringskurvan bör porstor- leken inom intervallen i fördelningen vara ungefär en storleks- ordning ifrån varandra. Användningen av fler än två intervall av partikelstorleksfördelning uteslutes ej, så länge som två angrän- sande intervall uppvisar väsentligen parallella linjära icke-över- lappande delar i sina kalibreringskurvor, varvid den genomsnitt- liga porvolymen inom vardera av de tvâ angränsande intervallen är åtskilda med ungefär en storleksordning.Unfortunately, this does not result in the range of expected linear molecular weight calibration. The linear portion of the molecular weight calibration curve for the combined particles can be increased in this way, but the maximum appears to be only about three decades, which is often less than the molecular weight range found in normal sample compositions. The invention relates to a chromatograph having a resolution zone which provides a wider range of linearity in its molecular weight calibration curve and avoids the problem of using multiple columns with overlapping linear calibration. This dissolution zone according to the invention comprises a plurality of macroparticles, selected so as to provide a dissolution zone with a pore size distribution divided into at least two intervals for the pores within the macroparticles, the average pore size within each interval being such that the linear the portions of the molecular weight calibration curve for each pore size in the distribution are substantially non-overlapping and the pore volume within each range is such that the linear portions are substantially parallel. Interval means the same as the English word "mode". As used herein, the term "average pore size" refers to the volume average pore size. To achieve a maximum area for the linear part of the molecular weight calibration curve, the pore size within the intervals in the distribution should be approximately one order of magnitude apart. The use of more than two ranges of particle size distribution is not excluded, as long as two adjacent ranges have substantially parallel linear non-overlapping portions in their calibration curves, the average pore volume within each of the two adjacent ranges being separated by approximately an order of magnitude.
De vid denna uppfinning lämpliga makropartiklarna kan ut- göras av svårsmälta partiklar, som t.ex. kiseldioxid eller alu- miniumoxid, eller de kan vara icke-svårsmälta, som t.ex. tvärbund- na polymergeler. I den föredragna utföringsformen består makro- partiklarna av svårsmälta makr0partiklar, sammansatta primärt av kiseldioxid och den komponent i porstorleksfördelningen, som upp- visar den mindre genomsnittliga porstorleken, utgör ca 30 - 60%, företrädesvis ca 40-60%, speciellt 40 - 55%, och särskilt ca 45 - 55%, av den totala porvolymen för makropartiklarna i upplösnings- zonen, varvid resten av den totala porvolymen utgöres av den kom- ponent i porstorleksfördelningen, som uppvisar den större genom- snittliga porstcrleken. Upplösningszonen kan vara sammansatt avett flertal nakropartiklar, vardera med en på tvâ intervall uppdelad porstorleks- fördelning, eller den kan bestå av en mångfald makropartiklar, vardera med en por- 7713892-3 storleksfördelning, kombinerat med en mångfald makropartiklar, med en annan porstorleksfördelning.The macroparticles suitable for this invention can be constituted by indigestible particles, such as e.g. silica or alumina, or they may be non-digestible, such as crosslinked polymer gels. In the preferred embodiment, the macroparticles consist of difficult-to-digest macroparticles, composed primarily of silica and the component in the pore size distribution which exhibits the smaller average pore size constitutes about 30-60%, preferably about 40-60%, especially 40-55%. , and in particular about 45-55%, of the total pore volume of the macroparticles in the dissolution zone, the rest of the total pore volume being constituted by the component in the pore size distribution which has the larger average pore size. The dissolution zone may be composed of a plurality of necroparticles, each with a pore size distribution divided into two intervals, or it may consist of a plurality of macroparticles, each with a pore size distribution, combined with a plurality of macroparticles, with a different pore size distribution.
Uppfinningen hänför sig även till ett förbättrat sätt för utförande av kromatografisk separation, innefattande stegen: (a) materialet, som skall separeras, placeras i en bärar- vätska, I (b) bärarvätskan bringas i kontakt med en upplösningszon och (c) graden av kvarhållning av materialen i upplösningszonen bestämmes, varvid sättet kännetecknas av att man använder en kro- matograf enligt uppfinningen.The invention also relates to an improved method of performing chromatographic separation, comprising the steps of: (a) placing the material to be separated in a carrier liquid, I (b) contacting the carrier liquid with a dissolution zone and (c) the degree of retention of the materials in the dissolution zone is determined, the method being characterized by using a chromatograph according to the invention.
I Föreliggande uppfinning beskrives nedan med hänvisning till följande figurer, där fig. 1 är en representativ kalibrerings- kurva för molekylvikt, avsatt på en log-skala, mot retentions- volym, fig. 2 är en kalibreringskurva för en upplösningszon sammansatt av sex olika partiklar med olika porstorlekar, fig. 3 är en schematisk vy av en vätskekromatograf, som visar infö- ringspunkten 12 för bärarvätskan, upplösningszon 13 och detek- tor 14, och som speciellt visar, att upplösningszonerna består av 1 och 2 separata kolonner, fig. 4~är en representativ kali- breringskurva för en med en på två eller flera intervall upp- delad porstorleksfördelning försedd upplösningszon, fig. 5 är en schematisk vy med partiellt snitt genom en utföringsform av en helt porös makropartikel med en på två intervall uppdelad porstorleksfördelning, fig. 6 är en schematisk vy med partiellt snitt genom en andra utföringsform av en fullständigt porös makropartikel med en på tvâ intervall uppdelad porstorleks- fördelning, fig. 7 är en schematisk vy med partiellt snitt genom en utföringsform av en på ytan porös makropartikel med en på tvâ intervall uppdelad porstorleksfördelning, fig. 8 är en kvicksilverinträngningskurva för partiklar, som visas i fig. 6, fig. 9 är en jämförelse mellan en kalibreringskurva, erhållen med tvâ av partiklarna, som uppvisar icke-överlappande partikelstorleksfördelning, såsom visas i fig. 2, jämfört med en kalibreringskurva erhållen med användning av fem av partik- larna, varvid samtliga uppvisar överlappande partikelstorleks- fördelningar, såsom visas i fig. 2, och fig. 10 är en kalibre- ringskurva, erhâllen med användning av partiklarna, som visas i fig. 6.The present invention is described below with reference to the following figures, in which Fig. 1 is a representative calibration curve for molecular weight, plotted on a log scale, against retention volume, Fig. 2 is a calibration curve for a dissolution zone composed of six different particles with different pore sizes, Fig. 3 is a schematic view of a liquid chromatograph, showing the insertion point 12 of the carrier liquid, dissolution zone 13 and detector 14, and showing in particular that the dissolution zones consist of 1 and 2 separate columns, Fig. 4 Fig. 5 is a representative calibration curve for a dissolution zone provided with a pore size distribution divided into two or more intervals, Fig. 5 is a schematic view with a partial section through an embodiment of a completely porous macroparticle with a pore size distribution divided into two intervals, 6 is a schematic view with a partial section through a second embodiment of a completely porous macroparticle with a pore size distribution divided into two intervals Fig. 7 is a schematic view with a partial section through an embodiment of a surface porous macroparticle with a pore size distribution divided into two intervals, Fig. 8 is a mercury penetration curve for particles, shown in Fig. 6, Fig. 9 is a comparison between a calibration curve obtained with two of the particles exhibiting non-overlapping particle size distribution, as shown in Fig. 2, compared with a calibration curve obtained using five of the particles, all having overlapping particle size distributions, as shown in Figs. Fig. 2, and Fig. 10 is a calibration curve obtained using the particles shown in Fig. 6.
Vid storleksuteslutande kromatografi användes en sådan 7715892-3 kromatograf, som visas schematiskt i fig. 3. Ett material, som skall separeras, införes i en bärarvätskeström vid en införsel- punkt 12 och tvingas under tryck genom en kromatografisk upp- lösningszon 13 till en detektor 14. Då de passerar genom upp- lösningsàonen, bringas materialen i bärarvätskan i kontakt med packningsmaterialet i upplösningszonen och kvarhålles under en tid, som är karakteristisk för deras molekylvikt (MW). Då en större volym av bärarvätska passerar genom den kromatografiska kolonnen, elueras med tiden det material, som temporärt kvar- hållits av packningsmaterialet, från kolonnen. Detektorn bestäm- mer då varje komponent i materialet lämnar upplösningszonen. Den erhållna informationen från detektorn består karakteristiskt av en topp, såsom visas schematiskt längst ned på fig. 4.In size exclusion chromatography, such a chromatograph is used, which is shown schematically in Fig. 3. A material to be separated is introduced into a carrier liquid stream at an insertion point 12 and forced under pressure through a chromatographic dissolution zone 13 to a detector. 14. As they pass through the dissolution zone, the materials in the carrier liquid are brought into contact with the packing material in the dissolution zone and are retained for a time characteristic of their molecular weight (MW). As a larger volume of carrier liquid passes through the chromatographic column, over time the material temporarily retained by the packing material elutes from the column. The detector then determines each component of the material leaving the dissolution zone. The information obtained from the detector typically consists of a peak, as shown schematically at the bottom of Fig. 4.
De vid storleksuteslutande kromatografi använda upplös- ningszonerna består generellt av kolonner packade med porösa par- tiklar, t.ex. sådana som beskrives i amerikanska patentskrifterna 3 505 785 och 3 855 172, eller på senare tid de makroporösa mikro- sfäroiderna, som beskrives i den amerikanska patentskriften 4 070 286.The dissolution zones used in size exclusion chromatography generally consist of columns packed with porous particles, e.g. such as those described in U.S. Pat. Nos. 3,505,785 and 3,855,172, or more recently the macroporous microspheroids described in U.S. Pat. No. 4,070,286.
Med användning av sådana packningsmaterial visas ett ty- piskt samband mellan log MW (en funktion av den hydrodynamiska radien för upplöst ämne) och retentionsvolymen (VR) genom den enkla heldraqna linjen till vänster i fig. 1. Den begränsande retentions- volymen vid en punkt A är känd som den totala uteslutningsvolymen, vilken bestämmes av den maximala porstorleken, som är tillgänglig för genomtränqning av de upplösta materialen, som fullständigt bortstötes från det i de inre porerna kvarhållna materialet vid denna retentionsvolym, och upplöst material motsvarande denna mo- lekylvikt och större fraktioneras ej av systemet. Punkt B repre- senterar den volym, som är förbunden med substanser, som full- ständigt genomtränger de inre porerna i packningsmaterialet, och benämnes den totala genomträngningsvolymen. Sålunda kan material motsvarande denna MW och mindre icke i någon väsentlig grad frak- tioneras genom detta separationssystem. Skillnaden mellan reten- tionsvolymerna A och B representerar partiell genomträngning av upplöst material, och det är inom detta volymområde som separa- tion inträffar. Skillnaden mellan retentionsvolymen vid B och retentionsvolymen vid A är en funktion av den totala inre por- volymen i packningsmaterialet. Mellan retentionsvolymerna vid A och B ligger ett approximativt linjärt område av log MW/reten- tionsvolymkurvan (punkterna C till D), som beskrives genom föl- jande ekvationer: 7713892-3 6 ll vB 0,1 _ G2 logmw (1) och Mw = :rem-eva (2) G2 är lutningen på den linjära delen av kalibrerings- kurvan (si ml/dekad-MW) och G4 är avskärningen av denna linjära del. För erhållande av molekylviktinformation från denna kalibre- ringskurva utnyttjas experimentella kromatogram och ekvation 2.Using such packing materials, a typical relationship between log MW (a function of the hydrodynamic radius of solute) and the retention volume (VR) is shown by the simple solid line on the left in Fig. 1. The limiting retention volume at a point A is known as the total exclusion volume, which is determined by the maximum pore size available for permeation of the dissolved materials, which is completely rejected from the material retained in the inner pores at this retention volume, and dissolved material corresponding to this molecular weight and larger is not fractionated by the system. Point B represents the volume associated with substances that completely penetrate the inner pores of the packing material, and is called the total penetration volume. Thus, materials corresponding to this MW and less can not be fractionated to any significant degree by this separation system. The difference between retention volumes A and B represents partial penetration of dissolved material, and it is within this volume range that separation occurs. The difference between the retention volume at B and the retention volume at A is a function of the total inner pore volume in the packing material. Between the retention volumes at A and B is an approximately linear range of log MW / retention volume curve (points C to D), which is described by the following equations: 7713892-3 6 ll vB 0.1 _ G2 logmw (1) and Mw =: belt-eva (2) G2 is the slope of the linear part of the calibration curve (si ml / decad-MW) and G4 is the cut-off of this linear part. Experimental chromatograms and Equation 2 are used to obtain molecular weight information from this calibration curve.
D1 avser skärningen för denna linjära del av kalibreringskurvan och D2 avser dess lutning. -Dessa ekvationer är välkända för fack- mannen och-användes generellt för karakterisering av makromolekyler.D1 refers to the intersection of this linear part of the calibration curve and D2 refers to its slope. -These equations are well known to those skilled in the art and were generally used to characterize macromolecules.
De ytterligare egenskaperna för två identiska kolonner, som användes vid storleksuteslutande kromatografi, är välkända.The additional properties of two identical columns used in size exclusion chromatography are well known.
Som anges i rig. 1, är sammankoppling av två identiska kolonner (samma partiklar, samma längd) med identiska kalibreringskurvor, visade genom de två heldragna linjerna, ekvivalent med fördubbling av längden på en enda kolonn. Därav framgår, att sammankoppling av dessa två kolonner ökar den totala tillgängliga porvolymen, vilket sålunda ökar retentionsvolymomràdet mellan total genomträng- ning och total uteslutning, men med bibehållande av samma molekyl- viktfraktionsomràde. Såsom visas i fig. 1 förblir, då två kolonner är sammankopplade, molekylviktiraktionsområdet ca 5000 - 80 000, även då retentionsvolymen fördubblas. Kalibreringskurvan för kom- binationen av de tvâ kolonnerna visas genom den streckade linjen.As stated in rig. 1, interconnection of two identical columns (same particles, same length) with identical calibration curves, shown by the two solid lines, is equivalent to doubling the length of a single column. It follows that interconnection of these two columns increases the total available pore volume, thus increasing the retention volume range between total penetration and total exclusion, while maintaining the same molecular weight fraction range. As shown in Fig. 1, when two columns are interconnected, the molecular weight reaction range remains about 5000 - 80,000, even when the retention volume is doubled. The calibration curve for the combination of the two columns is shown by the dashed line.
Den ytterligare funktionen, som beskriver detta samband är: 02 =§L (0231, eller (5) 132 * l/š (4) Hittills har generellt polymerfraktioneríng utförts med packningsmaterial med bredast_möjliga porstorleksfördelning. Denna uppnås vanligen genom sammankoppling av flera kolonner med olika porstorlek för erhållande av ett separationssystem, som täcker det intressanta molekylviktområdet. Fig.2 visar en serie av molekyl- viktkalibreringskurvor för sex olika kromatografiska upplösninge- zoner, vardera fyllda med porösa kiseldíoxidpartiklar med olika porstorlekar. Beteckningar och genomsnittlig porvolym för dessa sex partiklar anges i tabell I nedan: 1 7713892-3 7 Tabell I Beteckning Porstorlek (AO) 1 PMS-50 60 2 PMS-300 125 3 PMS~600 195 4 PMs-aoo _ 300 5 PMS-1500 ' 750 6 PMS-4000 3500 Dessa partiklar framställdes sâsom.beskrives i amerikanska patentskrifterna 4 070 286 och 3 782 075.The additional function which describes this relationship is: 02 = §L (0231, or (5) 132 * l / š (4) To date, general polymer fractionation has been carried out with packing material with the widest possible pore size distribution, this is usually achieved by interconnecting several columns with different Pore size to obtain a separation system covering the molecular weight range of interest Fig. 2 shows a series of molecular weight calibration curves for six different chromatographic resolution zones, each filled with porous silicon dioxide particles with different pore sizes.Designs and average pore volumes for table I below: 1 7713892-3 7 Table I Designation Pore size (AO) 1 PMS-50 60 2 PMS-300 125 3 PMS ~ 600 195 4 PMs-aoo _ 300 5 PMS-1500 '750 6 PMS-4000 3500 These particles was prepared as described in U.S. Patent Nos. 4,070,286 and 3,782,075.
Stapelkurvorna till höger av fig. 2 visar det linjära om- râdet för varje kalibreringskurva. För uppnående av en linjär kom- binerad kalibreringskurva, som omfattar ett molekylviktområde av 103 - 106, skulle traditionellt en kombination av sex kolonner an- vändas; vardera sammansatt av de individuella partiklarna, som mot- svarar de sex kurvorna.The bar graphs to the right of Fig. 2 show the linear range for each calibration curve. To achieve a linear combined calibration curve, which includes a molecular weight range of 103 - 106, a combination of six columns would traditionally be used; each composed of the individual particles, which correspond to the six curves.
Vid denna uppfinning har sambandet, som anges i ekvation 3, utnyttjats för förbättring av noggrannhet, flexibilitet och bekväm- lighet vid storleksuteslutningsprocessen. Detta samband förutsäger ett tidigare icke-erkänt fenomen, nämligen att för erhållande av ett brett linjärt log MW/retentionsvolym-samband bör en serie av kolonner med väsentligen överlappande linjära mclekylviktfraktione- ringsområden eller -intervall (dvs linjära delar) icke användas.In this invention, the relationship set forth in Equation 3 has been utilized to improve accuracy, flexibility and convenience in the size exclusion process. This relationship predicts a previously unrecognized phenomenon, namely that to obtain a broad linear log MW / retention volume relationship, a series of columns with substantially overlapping linear molecular weight fractionation ranges or ranges (ie, linear parts) should not be used.
I stället bör man använda kolonner med endast två porstorlekar, val- da sâ att de linjära delarna för molekykvikt/retentionsvolym-kur- vorna icke överlappar. Detta ger ett mycket bredare linjärt område i kalibreringskurvan. Såsom visas exempelvis i fig. 4 ger en på flera områden uppdelad porfördelning i upplösningszonen en smal lin- jär del på molekylviktkalibreringskurvan, och en på två områden uppdelad fördelning ger ett mycket bredare linjärt omrâde. Kalibre- ringskurvan för fördelningen på flera områden omfattar icke hela molekylviktfördelningen för provet inom sitt linjära omrâde, vilket däremot är fallet för kalibreringskurvan för fördelningen på två områden.Instead, use columns with only two pore sizes, chosen so that the linear parts of the molecular weight / retention volume curves do not overlap. This gives a much wider linear range in the calibration curve. As shown, for example, in Fig. 4, a pore distribution divided into several areas in the dissolution zone gives a narrow linear part on the molecular weight calibration curve, and a two-partition distribution gives a much wider linear area. The calibration curve for the distribution in several areas does not include the entire molecular weight distribution of the sample within its linear range, which is the case for the calibration curve for the distribution in two areas.
Fördelen med användning av kromatografiska kolonner med en på två intervall uppdelad porstorleksfördelning, vare sig det är fråga om sammankoppling av kolonner med individuell porstorlek el- ler användning av kolonner innehållande en fysikalisk blandning av 7713892-5 partiklar, som uppvisar två porstorlekar inom partiklarna, kan så- lunda ses i fig. 4. Molekylviktkalibreringskurvor av den visade ty- pen med på två intervall uppdelad porstorleksfördelning föredrages höggradigt, då avsikten är att karakterisera en polymer med den typ av molekylviktfördelning, som illustreras nedtill i figuren.The advantage of using chromatographic columns with a pore size distribution divided into two intervals, whether it is the interconnection of columns with individual pore size or the use of columns containing a physical mixture of particles having two pore sizes within the particles, can be thus seen in Fig. 4. Molecular weight calibration curves of the type shown with pore size distribution divided into two intervals are highly preferred, as the intention is to characterize a polymer with the type of molecular weight distribution illustrated at the bottom of the figure.
En kvantitativ jämförelse av en på fler intervall uppdelad porstorleksfördelning jämfört med .på tvâ intervall xgapclelad porstorleksför- delning anges i fig. 9. Fig. 9 visar en polystyren-kalibreringskur- va för en flerområdes- och för en tvåområdes-upplösningszon. Uppsätt- ningen av-kolonner, som användes för framställning av den på flera intervall uppdelade fördelningen, är fyllda-med ett packningsmateri- al märkt 1, 2, 4, 5 och 6 i fig. 2. De individuella kolonnerna upp- visar väsentligen överlappande kalibreringskurvor liksom vid den tra- ditionella processen. Det approximativt linjära kalibreringsområdet (streckad linje visar den exakta lineariteten) för denna kombinera- de breda porstorleksfördelningsuppsättning är endast ca 2,5 dekader i molekylvikten. Å andra sidan resulterar den på två intervall uppde- lade fördelningen, som visas i fig. 9, erhållen genom sammankoppling av kolonner med endast två porstorlekar (nämligen av partiklarna 1 och 5 i fig. 2), i en linjär molekylviktkalibreringskurva, som om- fattanmer än fyra dekader av molekylvikten.A quantitative comparison of a pore size distribution divided into several intervals compared with a pore size distribution divided into two intervals is given in Fig. 9. Fig. 9 shows a polystyrene calibration curve for a multi-area and for a two-area resolution zone. The set of columns used to produce the distribution divided into several intervals are filled with a packing material marked 1, 2, 4, 5 and 6 in Fig. 2. The individual columns show substantially overlapping calibration curves as in the traditional process. The approximately linear calibration range (dashed line shows the exact linearity) for this combined wide pore size distribution set is only about 2.5 decades in molecular weight. On the other hand, the division divided into two intervals, shown in Fig. 9, obtained by interconnecting columns with only two pore sizes (namely of particles 1 and 5 in Fig. 2), results in a linear molecular weight calibration curve, which more than four decades of molecular weight.
För erhållande av dessa oväntade och förbättrade resultat får de individuella kalibreringskurvorna för de två porstorlekarna, som användes i tvåintervalls-fördelningen, icke överlappa. Detta uppnås genom val av partiklar med lämplig porstorlek. De genomsnitt- liga porstorlekarna för tvåintervalls-fördelningen bör vara ungefär en storleksordning ifrån varandra. På detta sätt erhålles linjära kalibreringskurvor med upp till femcëkader i molekylviktområdet.To obtain these unexpected and improved results, the individual calibration curves for the two pore sizes used in the two-interval distribution must not overlap. This is achieved by selecting particles with a suitable pore size. The average pore sizes for the two-interval distribution should be about an order of magnitude apart. In this way, linear calibration curves with up to five ccades in the molecular weight range are obtained.
En treintervall-anordning av liknande typ kan resultera i upp till sju dekader linearitet i molekylviktområdet. Förutom icke-överlap- pande molekylviktkalibreringsviktkurvor skall den inre porvolymen för de två områdena vara sådan, att de linjära delarna av kalibre- ringskurvorna är väsentligen parallella. Uttrycket "väsentligen pa- rallell" innebär, att formen på de linjära delarna av kalibrerings- kurvorna icke behöver vara exakt parallella, förutsatt att viss av- vikelse från linearitet kan accepteras. Exempelvis framgår av fig. 9, att den överlappande flerområdes-kalibreringskurvan, som re- presenterar tidigare teknik, är långt ifrån linjär över det förvänta- de området. Då ca 30-60%, företrädesvis 40-60%, speciellt ca 40-55%, och särskilt ca 45-55%, av den totala porvolymen av makropartiklarna 7715892-3 i varje upplösningszon erhålles genom den komponent i den på inter- vall uppdelade porfördelningen, som uppvisar den lägre genomsnittli- ga porstorleken, varvid resten utgöres av komponenten med den större genomsnittliga porstorleken, är de linjära delarna av de individu- ella kalibreringskurvorna väsentligen parallella. I fig. 10 visas avvikelsen från linearitet i kalibreringskuvan, då porvolymförhål- landet är 40:60. I den mest föredragna utföringsformen bör emeller- tid porerna inom vardera intervallet i porfördelningen utgöra ca 50% av den totala porvolymen av makropartikeln i upplösningszonen för reduktion av avvikelsen från linearitet i kalibreringskurvan.A three-range device of a similar type can result in up to seven decades of linearity in the molecular weight range. In addition to non-overlapping molecular weight calibration weight curves, the internal pore volume of the two regions should be such that the linear portions of the calibration curves are substantially parallel. The term "substantially parallel" means that the shape of the linear portions of the calibration curves need not be exactly parallel, provided that some deviation from linearity can be accepted. For example, Fig. 9 shows that the overlapping multi-area calibration curve, which represents prior art, is far from linear over the expected range. When about 30-60%, preferably 40-60%, especially about 40-55%, and especially about 45-55%, of the total pore volume of the macroparticles 7715892-3 in each dissolution zone is obtained by the component in it at intervals divided pore distribution, which has the lower average pore size, the remainder being the component with the larger average pore size, the linear parts of the individual calibration curves are substantially parallel. Fig. 10 shows the deviation from linearity in the calibration curve, when the pore volume ratio is 40:60. In the most preferred embodiment, however, the pores within each range of the pore distribution should constitute about 50% of the total pore volume of the macroparticle in the dissolution zone to reduce the deviation from linearity in the calibration curve.
Bästa resultat erhålles med användning av packningsmaterial, som uppvisar en mycket snäv porstorleksfördelning. Porstorleksfördel- ningar för vardera av intervallen bör vara 1,0 eller mindre (2o§, som visas i konventionella log-normal-kurvor för kvicksilverporosimetri- mätningar. Områden av 0,5 (26) föredrages. Inom dessa områden är por- storleksfördelningen en obetydlig faktor vid bestämning av D2 för kalibreringskurvan, och den inre volymen för partiklarna är domine- rande vid bestämning av D2 för kalibreringskurvan. Om porstorleks- fördelningen är större än de ovan angivna värdena, så bestämmer sam- bandet mellan båda porstorleksfördelningarna plus inre volym lutnin- gen för kalibreringskurvan.Best results are obtained using packing material which exhibits a very narrow pore size distribution. Pore size distributions for each of the ranges should be 1.0 or less (2o§, as shown in conventional log-normal curves for mercury porosimetry measurements. Areas of 0.5 (26) are preferred. Within these ranges, the pore size distribution is a insignificant factor in determining D2 for the calibration curve, and the internal volume of the particles is dominant in determining D2 for the calibration curve. If the pore size distribution is greater than the values given above, the relationship between the two pore size distributions plus internal volume determines the gene for the calibration curve.
Porstorleksfördelningen, som användes vid föreliggande upp- finning, kan uppnås på två olika sätt. Den på två intervall uppdela- de porfördelningen kan åstadkommas genom en mångfald makropartiklar, vardera med en sådan uppdelad porstorleksfördelning. I detta fall kan en enda kolonn, t.ex. såsom visas i den övre delen av fig. 3, använ- das. Alternativt kan den på två intervall uppdelade porstorleksför- delningen åstadkommas genom användning av en mångfald makropartiklar med en porstorleksfördelning och en mångfald makropartiklar med en annan porstorleksfördelning. Även om partiklar med olika porstorleks- fördelningar kan blandas i en enda kolonn, så är packningen av så- dana kolonner mindre bekväm och det är bäst att använda två eller flera kolonner, vardera packade med partiklar av en enda typ.The pore size distribution used in the present invention can be achieved in two different ways. The pore distribution divided into two intervals can be achieved by a plurality of macroparticles, each with such a divided pore size distribution. In this case, a single column, e.g. as shown in the upper part of Fig. 3, is used. Alternatively, the pore size distribution divided into two intervals can be achieved by using a plurality of macroparticles with one pore size distribution and a plurality of macroparticles with a different pore size distribution. Although particles with different pore size distributions can be mixed in a single column, the packing of such columns is less convenient and it is best to use two or more columns, each packed with particles of a single type.
Individuella partiklar av den önskade porstorleken för bild- ning av den uppdelade porstorleksfördelningen kan framställas genom de metoder, som beskrives i ovannämnda patentskrifter. Polymergeler, aluminiumoxid och det stora område av svàrsmälta partiklar, som näm- nes i dessa dokument, kan användas, men kiseldioxid är det föredrag- na materialet, i synnerhet för kromatografiska separationer. 7713892-3 10 Partiklar med en på två intervall uppdelad porstorleksför- delning kan antingen vara fullständigt porösaeller på ytan porösa makropartiklar. Uttrycket "makropartikel“ avser här den sammansatta makropartikeln (antingen fullständigt eller på ytan porös) med en medeldiameter i området ca 0,5 - 500 pm. Den totalt porösa utförings- formen av denna partikel visas i fig. 5, varvid makropartikeln 15 har en genomsnittlig diameter av ca 0,5 - 500 nm.-Föredragna makro- partiklar uppvisar medeldiametrar av ca 5 - S0 pm. Makropartikeln är sammansatt av en mångfald mikropartiklar 16, vardera med en medel- diameter i området ca 0,005 - 1,0, företrädesvis 0,005 - 0,5 pm. De individuella mikropartiklarna är i sin tur sammansatta av en mångfald ultramikropartiklar 17 med en medeldiameter i området ca 1,0 - 30,0 nanometer, varvid 2-20 nm föredrages. Mellan varje mikro- partikel finns en makropor 18, och mellan varje ultramikropartikel finns en mikropor 19. Även om dessa partiklar,generellt kan uppvisa vilken form som helst, föredrages att de är av sfärisk form, så att dmakropartiklarna i själva verket är makrosfärer, mikropartiklarna är mikrosfärer och ultramikropartiklarna är ultramikrosfärer. Den sfä- riska naturen av dessa material förbättrar deras egenskaper i kroma- tografiska kolonner.Individual particles of the desired pore size to form the divided pore size distribution can be prepared by the methods described in the above-mentioned patents. Polymer gels, alumina and the large range of refractory particles mentioned in these documents can be used, but silica is the preferred material, especially for chromatographic separations. Particles with a pore size distribution divided into two intervals can either be completely porous or on the surface porous macroparticles. The term "macroparticle" as used herein refers to the composite macroparticle (either completely or on the surface porous) having an average diameter in the range of about 0.5 to 500 microns. The totally porous embodiment of this particle is shown in Fig. 5, the macroparticle having a average diameter of about 0.5 - 500 nm.-Preferred macroparticles have average diameters of about 5 - 50 μm. The macroparticle is composed of a plurality of microparticles 16, each having an average diameter in the range of about 0.005 - 1.0, preferably 0.005 - 0.5 μm The individual microparticles are in turn composed of a plurality of ultramicroparticles 17 having an average diameter in the range of about 1.0 - 30.0 nanometers, with 2-20 nm being preferred. 18, and between each ultramicroparticle there is a micropore 19. Although these particles, in general, can have any shape, it is preferred that they be of spherical shape, so that the macroparticles are in fact macrospheres, the microparticles are micro spheres and the ultramicroparticles are ultramicrospheres. The spherical nature of these materials enhances their properties in chromatographic columns.
Alternativt kan, såsom visas i fig. 6, den fullständigt po- rösa makropartikeln 15 vara sammansatt av en kärna 20, innefattande en mångfald ultramikropartiklar 21 med en medeldiameter i omrâdet ca 1-30 nanometer, och ett överdrag sammansatt av en mångfald mik- ropartiklar 22, vardera med en diameter i omrâdet av ca 0,1 - 1,0 pm, eller vanligen 0,1 - 0,5 pm. Den fullständigt porösa makropartikeln uppvisar, framställd genom för närvarande kända metoder, företrädes- vis en diameter i området ca 0,5 - 50 pm.Alternatively, as shown in Fig. 6, the completely porous macroparticle 15 may be composed of a core 20, comprising a plurality of ultramicroparticles 21 having an average diameter in the range of about 1-30 nanometers, and a coating composed of a plurality of microparticles 22, each with a diameter in the range of about 0.1 - 1.0 μm, or usually 0.1 - 0.5 μm. The completely porous macroparticle, prepared by currently known methods, preferably has a diameter in the range of about 0.5-50 μm.
En utföringsform av en på ytan porös makropartikel visas Ii fig. 7. Denna makropartikel 22 uppvisar en diameter i området ca 0,5 - 500, eller företrädesvis 5 - 50 pm, och innefattar en ogenom- tränglig makrokärna 24 och en beläggning av en mångfald av likadana monoskikt av samma kolloidala oorganiska mikropartiklar 25 förenade med och omgivande kärnan. Varje mikropartikel uppvisar en medeldia- meter i området ca 0,005 - 1,0 pm, företrädesvis 0,1 - 0,5 pm, och utgör ca 0,2 - 25% av den totala volymen av makropartikeln. Mikro- partikeln kan vara likadan som visas i fig. 5, helt sammansatt av ultramikropartiklar, eller den kan vara liknande den i fig. 7 visade mikropartikeln, sammansatt av en ogenomtränglig mikrokärna 27 och ...._..._....í._.._.. .. _ ... ... ._.. 7713892-3 11 en beläggning av en mångfald av likadana monoskikt av samma kolloi- dala oorganiska ultramikropartiklar 28, förenade med och omgivande kärnan. I I båda fallen, för den helt porösa eller på ytan porösa par- tikeln, bör porerna mellan de individuella mikropartiklarna i makro- partikeln benämnas som makroporen 30 och de bildar ett intervall i den på två intervall uppdelade porstorleksfördelningen, och porerna mel- lan de i individuella ultramikropartiklarna bör benämnas mikroporen 31 och bildar det andra intervallet i den uppdelade porstorleksför- delningen. På senare tid använd terminologi definierar ibland porerna av den storlek, som här betecknas som "mikroporer", nu som "mesopo- rer".An embodiment of a surface porous macroparticle is shown in Fig. 7. This macroparticle 22 has a diameter in the range of about 0.5 - 500, or preferably 5 - 50 μm, and comprises an impermeable macro core 24 and a coating of a variety of similar monolayers of the same colloidal inorganic microparticles joined to and surrounding the core. Each microparticle has an average diameter in the range of about 0.005 - 1.0 μm, preferably 0.1 - 0.5 μm, and constitutes about 0.2 - 25% of the total volume of the macroparticle. The microparticle may be the same as shown in Fig. 5, composed entirely of ultramicroparticles, or it may be similar to the microparticle shown in Fig. 7, composed of an impermeable micronucleus 27 and ...._..._... .í ._.._ .. .. _ ... ... ._ .. 7713892-3 11 a coating of a plurality of identical monolayers of the same colloidal inorganic ultramicroparticles 28, joined to and surrounding the core. In both cases, for the completely porous or surface porous particle, the pores between the individual microparticles in the macroparticle should be referred to as the macropore 30 and they form an interval in the two-interval pore size distribution, and the pores between the the individual ultramicroparticles should be called the micropore 31 and form the second range in the divided pore size distribution. Recently used terminology sometimes defines pores of the size referred to herein as "micropores", now as "mesopores".
Exempel I Nedan beskrives framställning av skalförsedda partiklar med en på två intervall uppdelad porstorleksfördelning. En sådan partikel visas i fig. 7. 75 g Zipax<š)(du Pont, kromatografisk bärare) med reglerad porositet, (<37 pm) omrördes försiktigt med 800 ml 0,5%-ig "Lakeseal" laboratorierengöringslösning under 30 minuter. överskottslösningen avlägsnades genom dekantering och man tvättade med destillerat vatten.Example I The preparation of scaled particles with a pore size distribution divided into two intervals is described below. Such a particle is shown in Fig. 7. 75 g of Zipax <š) (du Pont, chromatographic support) with controlled porosity, (<37 μm) was gently stirred with 800 ml of 0.5% "Lakeseal" laboratory cleaning solution for 30 minutes. the excess solution was removed by decantation and washed with distilled water.
Detta upprepades sju gånger och det erhållna pulvret filtrerades på ett grovt sintrat glasfilter och torkades i luft. Det torra pulvret placerades därefter i en tratt med diametern 7 5 cm med grovt sintrat glas och behandlades med 100 ml 0,5%-ig Zelec(š>DX (antistatmedel och släppmedel från du Pont) i lösning under 5 minuter med omröring. De behandlade pärlorna filtrerades, tvättades därefter två gånger med 200 ml destillerat vatten och torkades i tratten med vakuum.This was repeated seven times and the resulting powder was filtered on a coarse sintered glass filter and dried in air. The dry powder was then placed in a 7 cm diameter funnel with coarse sintered glass and treated with 100 ml of 0.5% Zelec (š> DX (du Pont antistatic agent and release agent) in solution for 5 minutes with stirring. the treated beads were filtered, then washed twice with 200 ml of distilled water and dried in the funnel with vacuum.
Pärlorna behandl des därefter med 100 ml 10%-igkiseldioxid- sol, framställd av Ludox<É)AS (kolloidal kiseldioxid från du Pont, ~/140 Å kiseldi xidpartiklar) bestående av 125 g 30 vikt-%-ig kisel- dioxid i Ludox(ï)AS utspädd till 400 g med destillerat vatten. Bland- ningen av pärlor och kiseldioxid fick stå under 15 minuter i tratten med försiktig omröring stundtals. överskott av Ludox filtrerades därefter av och den erhållna våta kakan tvättades fyra gånger genom försiktig uppslamning med ca 400 ml kranvatten och filtrering. Kakan fick därefter lufttorka i filtret under vakuum. Detta material tor- kades därefter vid 150oC under en timme i en cirkulerande luftugn och ett litet prov avlägsnades föíïïtareamätning.The beads were then treated with 100 ml of 10% silica sol, produced by Ludox <É) AS (colloidal silica from du Pont, ~ / 140 Å silica particles) consisting of 125 g of 30% by weight silica in Ludox (ï) AS diluted to 400 g with distilled water. The mixture of beads and silica was allowed to stand for 15 minutes in the funnel with occasional gentle stirring. Excess Ludox was then filtered off and the resulting wet cake was washed four times by gentle slurry with about 400 ml of tap water and filtration. The cake was then allowed to air dry in the filter under vacuum. This material was then dried at 150 ° C for one hour in a circulating air oven and a small sample was removed for filtration.
Den ovan beskrivna Zelec R DX kiseldioxidsol-behandlingen 73777113 8192-.3 12 upprepades tre ytterligare gånger för uppbyggnad av ett skal av ki- seldioxidsol-ultramikropartiklarna med diametern 140 Å på ytan av kiseldioxid-mikropartiklarna med diametern 2000 Å, vilka ursprungli- gen utgjorde skalet på Zipax R -partiklarna. De färdiga partiklarna torkades och upphettades vid-650OC under två timmar för bortbränning av det organiska mellanskiktet och sintring av partiklarna till ett mekaniskt stabilt tillstånd. Detta sintrade prov fick därefter stå under tvâ timmar i ett stort överskott av 0,001 M ammoniumhydroxid med omröring stundtals. Partiklarna tvättades därefter två gånger med ett stort överskott av destillerat vatten genom dekantering, filt- rerades på en tratt med grovsintrat glas, lufttorkades och upphetta- des vid 150°C under två timmar i ett cirkulerande luftbad. Det färdi- ga materialet torrsilades med rostfria siktar för erhållande av en fraktion <38 pm med vikten 45 g.The above-described Zelec R DX silica sol treatment 73777113 8192-.3 12 was repeated three more times to build up a shell of the silica ultramicroparticles having a diameter of 140 Å on the surface of the silica microparticles having a diameter of 2000 Å, which originally constituted the shell of the Zipax R particles. The finished particles were dried and heated at 650 DEG C. for two hours to burn off the organic intermediate layer and sinter the particles to a mechanically stable state. This sintered sample was then allowed to stand for two hours in a large excess of 0.001 M ammonium hydroxide with occasional stirring. The particles were then washed twice with a large excess of distilled water by decantation, filtered on a coarse sintered glass funnel, air dried and heated at 150 ° C for two hours in a circulating air bath. The finished material was sieved dry with stainless steel sieves to obtain a fraction <38 μm weighing 45 g.
Ytarean på de erhållna produkterna under framställningsste- gen erhölls genom kväveflödesmetoden med följande resultat: 2 _ Prov Ytareafm /q (I) Utgångsmaterial Zipax 0,89, 0,99 Första behandling med 7 Lua0x®1is _ 2,03, 2,09 Andra behandling med ® i Ludox AS 2,35 2,46 Tred]e.behÉïdling med R) Ludox AS 3,07 3,01 Fjärde behandling med Ludoxßbxs _ 3,33 3,50 Sintrat vid 650°C under _ två timmar 2,67 2,67 Slutligt âterhydratiserat material 2,85 2,36 'En kvicksilver-porosimetrimätning av detta prov visade tre avbrott i kvicksilverinträngningskurvan, ett vid ca 10lpm, re- presenterande inträngning av kvicksilver mellan-de individuella partiklarna, ett avbrott vid ca 0,07 pm (700 Å), som representerar makroporerna mellan sol-mikropartiklarna i skalet på den ursprung- liga Zipaxíg)- strukturen, och ett avbrott vid ca 0,006 pm (60 Å), som representerar porerna mellan 140 Å sol-ultramikropartiklarna, 7713892-3 13 vilka föreligger som flera skikt på den ursprungliga Zipax<š>- struk- turen genom den häri angivna proceduren. De med den på två intervall uppdelade porstorleksfördelningen förbundna volymerna var: Makroporer - (700 Å porer) - 0,011 cm3/g Mikroporer - (60 Å porer) - 0,014 cm3/g Dessa data visar, att de färdiga partiklarna innehöll den önskade porkonfigurationen, med porer ca en dekad i storleksskill- nad, och Ca lika porvolymer för varje porstorlek.The surface area of the products obtained during the manufacturing steps was obtained by the nitrogen flow method with the following results: 2 _ Sample Surface area / q (I) Starting material Zipax 0.89, 0.99 First treatment with 7 Lua0x®1is _ 2.03, 2.09 Second treatment with ® in Ludox AS 2.35 2.46 Tred] e.behÉïdling with R) Ludox AS 3.07 3.01 Fourth treatment with Ludoxßbxs _ 3.33 3.50 Sintered at 650 ° C for _ two hours 2, 67 2.67 Final rehydrated material 2.85 2.36 'A mercury porosimetry measurement of this sample showed three interruptions in the mercury penetration curve, one at about 10lpm, representing the penetration of mercury between the individual particles, an interruption at about 0lpm. 07 μm (700 Å), which represents the macropores between the solar microparticles in the shell of the original Zipaxíg) structure, and a break at about 0.006 μm (60 Å), which represents the pores between the 140 Å solar ultramicroparticles, 7713892- 3 13 which are present as several layers on the original Zipax <š> structure through the n the procedure set forth herein. The volumes associated with the pore size distribution divided into two intervals were: Macropores - (700 Å pores) - 0.011 cm3 / g Micropores - (60 Å pores) - 0.014 cm3 / g These data show that the finished particles contained the desired pore configuration, with pores about a decade in size difference, and about equal pore volumes for each pore size.
Exempel II Partiklar av den i fig. 6 visade typen kan framställas en- ligt följande: 15 g porösa kiseldioxid-mikrosfärer (PSM-40, 47 Å po- rer) framställda i enlighet med amerikanska patentskrifterna 3 782 075 och 3 855 172, behandlades med 200 ml 0,001 M ammoniumhydroxid, fick stå under 10 minuter med omröring ibland och centrifugerades i en 250 ml polyetylenkolv under två minuter (från starten) vid ca 2000 varv peåminut. Den klara överliggande vätskan dekanterades av och till den våta kakan sattes 100 ml O,5%-ig lösning av Selec DX (från du Pont de Nemours and Co.), vilken hade reglerats till pH 7 med ammoniumhydroxid. Systemet uppslammades omsorgsfullt och fick därefter stå under 10 minuter med försiktig omröring ibland. Den er- hållna blandningen centrifugerades under en minut med användning av ovanstående metod och överskottet av Zelec DX-lösning dekanterades av. Den våta kakan tvättades två gånger med 200 ml destillerat vat- ten (reglerat till pH 7 med ammoniumhydroxid) genom omsorgsfull uppslamning, centrifugering under en minut och dekantering.Example II Particles of the type shown in Fig. 6 can be prepared as follows: 15 g of porous silica microspheres (PSM-40, 47 Å pores) prepared according to U.S. Patents 3,782,075 and 3,855,172 were treated. with 200 ml of 0.001 M ammonium hydroxide, allowed to stand for 10 minutes with occasional stirring and centrifuged in a 250 ml polyethylene flask for two minutes (from the start) at about 2000 rpm. The clear supernatant was decanted off and to the wet cake was added 100 ml of 0.5% solution of Selec DX (from du Pont de Nemours and Co.), which had been adjusted to pH 7 with ammonium hydroxide. The system was carefully slurried and then allowed to stand for 10 minutes with gentle stirring occasionally. The resulting mixture was centrifuged for one minute using the above method and the excess Zelec DX solution was decanted off. The wet cake was washed twice with 200 ml of distilled water (adjusted to pH 7 with ammonium hydroxide) by careful slurrying, centrifugation for one minute and decantation.
Till dessa behandlade partiklar sattes 50 ml 5 vikt-%-ig 2000 Å kiseldioxidsol-blandning reglerad till pH 8 (solen kan fram- ställas genom procedurer beskrivna i W. Stober, A. Fink och E. Bohn, J. Colloid, Inter. Sci., gg, 62 (1968)) och blandningen uppslamma- des omsorgsfullt och omrördes ibland under 10 minuter. Denna bland- ning centrifugerades som ovan, dekanterades och överskott av sol be- hölls. De överdragna pärlorna tvättades därefter två gånger med 200 ml destillerat vatten (pH 7) genom uppslamning, centrifugering och dekantering. Det andra tvättvattnet från dekanteringen var klart.To these treated particles was added 50 ml of 5% by weight 2000 Å silica sol mixture adjusted to pH 8 (the sol can be prepared by procedures described in W. Stober, A. Fink and E. Bohn, J. Colloid, Inter. Sci., Gg, 62 (1968)) and the mixture was carefully slurried and sometimes stirred for 10 minutes. This mixture was centrifuged as above, decanted and excess sun was retained. The coated beads were then washed twice with 200 ml of distilled water (pH 7) by slurry, centrifugation and decantation. The second wash water from the decantation was ready.
Den våta kakan filtrerades därefter på ett 3 pm "Nuclepore" filter och torkades i en cirkulerande luftugn vid 150°C under två timmar.The wet cake was then filtered on a 3 μm "Nuclepore" filter and dried in a circulating air oven at 150 ° C for two hours.
Provet glödgades därefter vid 700°C under en timme i en muffelugn. 77130892-3 14 En liten del av detta material utsattes för svepelektronmikroanalys, som visade en utmärkt övertäckning av ytan på de ursprungliga pär- lorna med 2000 Å kiseldioxidsolen. Inga bara fläckar kunde ses på partiklarna. 7 Ett andra skikt av 2000 Å kiseldioxidsol placerades på PSM- partiklarna med användning av den ovan beskrivna tekniken, efter att de glödgade kiseldioxidpartiklarna först hydrolyserats i 0,01 M saltsyra över natten och eliminering av syran genom tvättning med destillerat vatten. Materialet behandlades återigen med Zelec R DX, följt av 2000 Å sol (25 ml ny substans plus det utvunna sol-överskot- tet från den första behandlingen) på ovan beskrivet sätt. Undersök- ning av detta material genom svepelektronmikroskopi visade, att det andra skiktet var överdraget såsom önskades. Mycket få fläckar kunde ses på pärlorna, och en mycket liten mängd av partikelöverbryggning kunde noteras.The sample was then annealed at 700 ° C for one hour in a muffle furnace. 77130892-3 14 A small part of this material was subjected to scanning electron microanalysis, which showed an excellent coverage of the surface of the original beads with the 2000 Å silica sol. No bare spots could be seen on the particles. A second layer of 2000 Å of silica sol was placed on the PSM particles using the technique described above, after the annealed silica particles were first hydrolyzed in 0.01 M hydrochloric acid overnight and elimination of the acid by washing with distilled water. The material was again treated with Zelec R DX, followed by 2000 Å of sol (25 ml of new substance plus the recovered sol excess from the first treatment) as described above. Examination of this material by scanning electron microscopy showed that the second layer was coated as desired. Very few stains could be seen on the beads, and a very small amount of particle bridging could be noted.
En tredje, fjärde, femte och sjätte behandling av pärlorna utfördes på väsentligen samma sätt enligt ovan för uppbyggnad av det önskade skalet av 2000 Å kiseldioxidsol-partiklar på partiklarna.A third, fourth, fifth and sixth treatment of the beads was performed in substantially the same manner as above to build up the desired shell of 2000 Å of silica sol particles on the particles.
Dessa behandlade pärlor glödgades vid 75000 under en timme och åter- hydrolyserades genom behandling med utspädd syra, såsom ovan. SEM- undersökning av de färdiga pärlorna visade god övertäckning, men det var icke möjligt att iakttaga den exakta tjockleken på det önskade, på ytan porösa skalet.These treated beads were annealed at 75,000 for one hour and hydrolyzed again by treatment with dilute acid, as above. SEM examination of the finished beads showed good coverage, but it was not possible to observe the exact thickness of the desired, surface-porous shell.
Kvicksilverinträngningsmätningar (se kurvan i fig. 8) visar, att porvolymen för de större porerna för dessa partiklar är ca 40% av den totala porvolymen, och porvolymen för de mindre porerna är ca 60% av den totala volymen. Log-molekylvikt/retentionsvolym-kali- breringskurva för en 25 x 0,62 cm i.d.-kolonn av dessa partiklar vi- sas i fig. 10. På grund av skillnaderna i inre volymer, som är för- bundna med de två områdena, föreligger en viss avvikelse från linea- ritet.Mercury penetration measurements (see curve in Fig. 8) show that the pore volume of the larger pores for these particles is about 40% of the total pore volume, and the pore volume of the smaller pores is about 60% of the total volume. Log molecular weight / retention volume calibration curve for a 25 x 0.62 cm id column of these particles is shown in Fig. 10. Due to the differences in internal volumes associated with the two regions, a certain deviation from linearity.
Claims (26)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US74876976A | 1976-12-08 | 1976-12-08 | |
US05/826,171 US4160728A (en) | 1976-12-08 | 1977-08-22 | Bimodal chromatographic resolving zone |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE7713892L SE7713892L (en) | 1978-06-09 |
SE442591B true SE442591B (en) | 1986-01-20 |
Family
ID=27114997
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE7713892A SE442591B (en) | 1976-12-08 | 1977-12-07 | SET UP CHROMATOGRAPHIC SEPARATION AND CHROMATOGRAPHY FOR THIS SEPARATION |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5371899A (en) |
CA (1) | CA1101827A (en) |
CH (1) | CH634661A5 (en) |
DE (1) | DE2754252A1 (en) |
DK (1) | DK544977A (en) |
FR (1) | FR2373316B1 (en) |
GB (1) | GB1592885A (en) |
IE (1) | IE45932B1 (en) |
IT (1) | IT1089344B (en) |
LU (1) | LU78658A1 (en) |
NL (1) | NL7713517A (en) |
SE (1) | SE442591B (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2506166B (en) * | 2012-09-24 | 2014-12-17 | Thermo Electron Mfg Ltd | Improvements in and relating to chromatography columns |
GB2506165B (en) * | 2012-09-24 | 2017-04-12 | Thermo Electron Mfg Ltd | Improvements in and relating to chromatography columns |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3505785A (en) * | 1967-06-20 | 1970-04-14 | Du Pont | Superficially porous supports for chromatography |
-
1977
- 1977-12-06 CA CA292,467A patent/CA1101827A/en not_active Expired
- 1977-12-06 DE DE19772754252 patent/DE2754252A1/en active Granted
- 1977-12-07 FR FR7736829A patent/FR2373316B1/en not_active Expired
- 1977-12-07 IE IE248377A patent/IE45932B1/en unknown
- 1977-12-07 GB GB5102277A patent/GB1592885A/en not_active Expired
- 1977-12-07 NL NL7713517A patent/NL7713517A/en not_active Application Discontinuation
- 1977-12-07 SE SE7713892A patent/SE442591B/en not_active IP Right Cessation
- 1977-12-07 IT IT3052077A patent/IT1089344B/en active
- 1977-12-07 DK DK544977A patent/DK544977A/en not_active Application Discontinuation
- 1977-12-08 JP JP14770777A patent/JPS5371899A/en active Granted
- 1977-12-08 LU LU78658A patent/LU78658A1/xx unknown
- 1977-12-08 CH CH1508077A patent/CH634661A5/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA1101827A (en) | 1981-05-26 |
DK544977A (en) | 1978-06-09 |
DE2754252A1 (en) | 1978-06-15 |
JPS6410779B2 (en) | 1989-02-22 |
LU78658A1 (en) | 1978-07-11 |
NL7713517A (en) | 1978-06-12 |
IT1089344B (en) | 1985-06-18 |
IE45932L (en) | 1978-06-08 |
JPS5371899A (en) | 1978-06-26 |
CH634661A5 (en) | 1983-02-15 |
GB1592885A (en) | 1981-07-08 |
IE45932B1 (en) | 1982-12-29 |
FR2373316A1 (en) | 1978-07-07 |
FR2373316B1 (en) | 1985-07-19 |
SE7713892L (en) | 1978-06-09 |
DE2754252C2 (en) | 1989-03-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4160728A (en) | Bimodal chromatographic resolving zone | |
GB1584730A (en) | Controlled surface porosity particles and a method for their production | |
CA1215704A (en) | Process for preparing superficially porous supports for chromatography and catalysts | |
US3505785A (en) | Superficially porous supports for chromatography | |
EP2829873B1 (en) | Porous silica powder | |
JP2003524403A (en) | Foam filled with internal material | |
CN110026138A (en) | Polysaccharide microsphere and preparation method thereof | |
US9504936B2 (en) | Method of packing chromatographic columns | |
JPH11108913A (en) | Composition and column used in hplc, preparation of composition as well as separation method for various chemical substances in sample | |
US20140329673A1 (en) | Porous particles for liquid chromatography and processes for the preparation thereof | |
Qu et al. | Dendritic core-shell silica spheres with large pore size for separation of biomolecules | |
EP3672723B1 (en) | Method for making improved hlb copolymers | |
SE442591B (en) | SET UP CHROMATOGRAPHIC SEPARATION AND CHROMATOGRAPHY FOR THIS SEPARATION | |
JP5771312B2 (en) | Ceramic particles for chromatography filler and method for producing the same | |
Qu et al. | Rods-on-sphere silica particles for high performance liquid chromatography | |
US10507408B2 (en) | Superficially porous particles with precisely controlled particle density, and methods of preparation and use thereof | |
Lin et al. | Template-directed preparation of three-dimensionally ordered macroporous molecularly imprinted microspheres for selective recognition and separation of quinine from cinchona extract | |
Gierak et al. | Topography and morphology of the carbon deposit obtained by pyrolysis of methylene chloride on a silica gel surface | |
US5360878A (en) | Highly crosslinked silicon polymers for gas chromatography columns | |
Chamieh et al. | A simple cladding process to apply monolithic silica rods in high performance liquid chromatography | |
US20070221500A1 (en) | Electrophoretic Method for the Production of Ceramic Structures | |
Janak et al. | Electron Microscopic Investigation of Gas Chromatographic Support Materials | |
dos Santos et al. | Quantification of Hydroxyl Groups from Alumina in Aluminosilicate Materials by Adsorption Isotherms | |
Tsydendambaev et al. | Preparation of plates with a permanent adsorbent layer and their application in the analytical thin-layer chromatography of lipids | |
JPH0524083B2 (en) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NAL | Patent in force |
Ref document number: 7713892-3 Format of ref document f/p: F |
|
NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 7713892-3 Format of ref document f/p: F |