Kokoekskluusiokromatografian hyödyntäminen polymeerianalytiikassa
Salmi, Milla (2025-05-21)
Kokoekskluusiokromatografian hyödyntäminen polymeerianalytiikassa
(21.05.2025)
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
avoin
Julkaisun pysyvä osoite on:
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025052150805
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025052150805
Tiivistelmä
Kokoekskluusiokromatografia (engl. size exclusion chromatography, SEC) on jo 1960-luvun alussa kehitetty nestekromatografinen erotusmenetelmä. Menetelmän avulla yhdisteen komponentit saadaan eroteltua, jonka jälkeen voidaan määrittää esimerkiksi molekyylin koko, molekyylipaino ja kokojakauma. SEC:ssä erottelu perustuu molekyylien hydrodynaamiseen tilavuuteen eli niiden kokoon liuoksessa. Isommat molekyylit eluoituvat ennen pienempiä, sillä pienemmät molekyylit tarttuvat kolonnin huokosiin, joihin isommat molekyylit eivät mahdu. SEC-laitteisto koostuu liuottimen syöttöpumpusta, injektorista, kolonnista, detektorista ja tietokoneesta, jossa on ohjelmisto datan analysointiin ja kalibrointiin. SEC:ssä käytettäviä kolonneja ja detektoreita on useita erilaisia ja niitä voidaan kytkeä laitteistoon yksi tai useampia.
Polymeerit muodostavat laajan ryhmän materiaaleja, kuten muoveja ja pinnoitteita. Polymeerien rakenne määrää polymeerimateriaalien ominaisuudet ja sen myötä materiaalin kysynnän, minkä takia niiden rakenteiden selvittäminen on tärkeää. SEC:n avulla pystytään kehittämään uusia materiaaleja, valvomaan olemassa olevien tuotteiden laatua sekä havaitsemaan valmistusprosessin aikana tapahtuvat muutokset. Polymeerit ovat rakenteeltaan erittäin monimutkaisia yhdisteitä, minkä takia niiden erottamiseen tarvitaan kehittyneitä erotusmenetelmiä kuten SEC.
SEC on menetelmänä helppokäyttöinen ja se mahdollistaa molekyylipainon ja molekyylien kokojakauman määrityksen yhdellä analyysillä. Eri detektorien käyttö SEC-analyysissä mahdollistaa useita erilaisia määrityksiä. Useimmiten käytetään detektoria, joka ei tuhoa näytettä, joten näyte on mahdollista kerätä talteen, jolloin näytettä voidaan analysoida lisää. SEC-analyysi on suhteellisen nopea ja helposti toistettavissa. Haaroittuneiden ja erittäin suuren molekyylipainon polymeerien analysointi on kuitenkin haastavaa SEC:llä.
Edistyksellinen polymeerikromatografia (engl. advanced polymer chromatography, APC) ja poikittaisvirtauskenttävirtausfraktiointi (engl. flow field flow fractination, FFF) ovat uudenlaisia innovaatioita SEC:stä. Nämä menetelmät tarjoavat etuja, joita SEC:ssä ei ole, mutta eivät ainakaan vielä ole pystyneet korvaamaan SEC:tä. APC-analyysi on nopeampi ja tuloksena saadaan parempi resoluutio kuin SEC-analyysillä. Yleisin FFF-tekniikka on epäsymmetrinen poikittaisvirtauskenttävirtausfraktiointi (engl. asymmetrical flow field flow fractination, AF4), joka mahdollistaa suurten polymeerien analysoinnin, mikä ei APC:llä onnistu ja on SEC:lläkin haastavaa.
Polymeerit muodostavat laajan ryhmän materiaaleja, kuten muoveja ja pinnoitteita. Polymeerien rakenne määrää polymeerimateriaalien ominaisuudet ja sen myötä materiaalin kysynnän, minkä takia niiden rakenteiden selvittäminen on tärkeää. SEC:n avulla pystytään kehittämään uusia materiaaleja, valvomaan olemassa olevien tuotteiden laatua sekä havaitsemaan valmistusprosessin aikana tapahtuvat muutokset. Polymeerit ovat rakenteeltaan erittäin monimutkaisia yhdisteitä, minkä takia niiden erottamiseen tarvitaan kehittyneitä erotusmenetelmiä kuten SEC.
SEC on menetelmänä helppokäyttöinen ja se mahdollistaa molekyylipainon ja molekyylien kokojakauman määrityksen yhdellä analyysillä. Eri detektorien käyttö SEC-analyysissä mahdollistaa useita erilaisia määrityksiä. Useimmiten käytetään detektoria, joka ei tuhoa näytettä, joten näyte on mahdollista kerätä talteen, jolloin näytettä voidaan analysoida lisää. SEC-analyysi on suhteellisen nopea ja helposti toistettavissa. Haaroittuneiden ja erittäin suuren molekyylipainon polymeerien analysointi on kuitenkin haastavaa SEC:llä.
Edistyksellinen polymeerikromatografia (engl. advanced polymer chromatography, APC) ja poikittaisvirtauskenttävirtausfraktiointi (engl. flow field flow fractination, FFF) ovat uudenlaisia innovaatioita SEC:stä. Nämä menetelmät tarjoavat etuja, joita SEC:ssä ei ole, mutta eivät ainakaan vielä ole pystyneet korvaamaan SEC:tä. APC-analyysi on nopeampi ja tuloksena saadaan parempi resoluutio kuin SEC-analyysillä. Yleisin FFF-tekniikka on epäsymmetrinen poikittaisvirtauskenttävirtausfraktiointi (engl. asymmetrical flow field flow fractination, AF4), joka mahdollistaa suurten polymeerien analysoinnin, mikä ei APC:llä onnistu ja on SEC:lläkin haastavaa.