本文討論了在吸附極限條件下的液相色譜(LC LCA)，LC LCA可提供分子量超過兩個(gè)數(shù)量級(jí)的組成信息，其上限可至1，000，000 D，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他聯(lián)用技術(shù)。
大分子的分子量、立構(gòu)規(guī)整度、組成、官能團(tuán)以及分支度，都是非均勻的，。在稀溶液中，單個(gè)分子團(tuán)的大小受上述因素的影響，因此使其表征變得復(fù)雜。在過去的20多年里，人們已經(jīng)嘗試多種基于聚合物組成和分子量的分離技術(shù)，其中包括使用多檢測(cè)器模式、數(shù)學(xué)去卷積和流動(dòng)相組成對(duì)時(shí)間改變的梯度等方法
[1]。盡管梯度的方法可用于分離一些商品化的聚合物，但重復(fù)性較差
[2]。因此將基于組成或者分子量大小的分離機(jī)理區(qū)分開的挑戰(zhàn)依然存在。目前基于組成的分離卻同時(shí)對(duì)分子量很敏感的方法已確認(rèn)。反之還未發(fā)現(xiàn)，因?yàn)榉肿哟笮∈芩猩鲜鲆蛩氐挠绊憽?p> 在20世紀(jì)70年代中葉，Belenkii及其同事
[3]將體積排阻和液相吸附的分離以薄層色譜的形式結(jié)合起來，通過改變流動(dòng)相組成可使保留體積與摩爾質(zhì)量無關(guān)。此工作及其他凝膠滲透色譜(GPC)的基礎(chǔ)工作
[4]導(dǎo)致處于洗脫閾值點(diǎn)的液相色譜(LC PEAT)出現(xiàn)在該閾值內(nèi)，熵焓相互作用在分子量三個(gè)數(shù)量級(jí)的范圍內(nèi)平衡
[5]。LC PEAT一類方法可表征聚合物中混合物的單個(gè)組分，通過立構(gòu)規(guī)整度來分離均一聚合物
[6?9]。術(shù)語“色譜無法檢測(cè)”被錯(cuò)誤地用來描述分子與固定相和流動(dòng)相相互作用上階惰性，盡管對(duì)于常規(guī)使用的檢測(cè)器不是覺察不到的。
本文討論了在吸附的極限條件下用液相色譜(LC LCA)分離復(fù)雜聚合物。根據(jù)聚苯乙烯和異丁酸甲酯的共聚物化學(xué)組成的差別，LC LCA已被用于分離該聚合五[10，11]。相對(duì)于在純?nèi)軇┲械墓簿畚铮贚C LCA條件下共聚物保留體積的變化可用于測(cè)量共聚物的組成[11]。LC LCA同其他方法相比具有一定優(yōu)勢(shì)，如在溶解度的極限條件下的LC(LC LCS)，減小了峰展寬效應(yīng)以及更多LC LCA可用于分離油溶性和水溶性的大分子[12]。LC LCA的條件穩(wěn)定，可應(yīng)用于均一聚合物立構(gòu)正規(guī)度、低聚物末端基團(tuán)、雙親性聚合物的確定[13]，有關(guān)同時(shí)測(cè)定共聚物分子量和化學(xué)組成分布的進(jìn)展將重點(diǎn)提及。
在LC LCA中，沖洗劑使聚合物稍有吸附[14]，如果樣品溶解并進(jìn)樣到流動(dòng)相中，則大分子吸附在填料上，從而保留在色譜柱上。因此樣品進(jìn)樣到一種可有效抑制吸附的溶劑中。通過改變沖洗劑、固定相、溫度、溶解樣品的溶劑和進(jìn)樣體積，可使不同分子量的大分子同初始溶劑共同洗脫，如圖1所示[13]。
在LC LCA模式下，分離過程為排阻、吸附和脫附共同作用的微梯度過程。由于部分排阻，聚合物從進(jìn)樣區(qū)帶開始分離，由于表面相互作用而被吸附并保留在固定相的表面。當(dāng)DESORLI區(qū)帶趕上溶質(zhì)時(shí)開始脫附，總的效果為聚合物在溶劑峰之前被洗脫出來。圖2顯示LC LCA出現(xiàn)在大分子溶于洗脫劑的區(qū)域中，同極限溶解度相比，此處工作曲線在濁點(diǎn)曲線的上面，LCA的微梯度類似于連續(xù)蒸餾，因此為獲得高分離效率而使用的短柱應(yīng)不會(huì)引起峰展寬。LC LCA的機(jī)理已被廣泛的研究[15]，其他的微梯度方法包括溫度相互作用色譜，它可基線分離混合物，如星型和線性聚合物(圖3)[16]。
1 實(shí)驗(yàn)
1．1 流動(dòng)相和固定相
色譜級(jí)四氫映喃和正已烷。CGX 500硅膠柱，粒度為10μm，孔徑為500?。
1．2 泥相色譜儀
一臺(tái)L-7100等度泵連有一臺(tái)L-7400UV檢測(cè)器均為日立公司生產(chǎn)，檢測(cè)波長為260nm，7100型進(jìn)樣閥，定量管為20μL，在進(jìn)樣閥和泵之間的連接管的長度為120mm，體積為12μL。數(shù)據(jù)采集通過D-7000 HPLC系統(tǒng)接口和軟件，流速為1．0mL／min，樣品質(zhì)量濃度為0．5g／L，用L-7300柱爐把溫度控制在25℃。
1．3 吸附的極限條件
LC-LCA對(duì)溫度的依賴性不強(qiáng)，并且同其他鍋合技術(shù)如臨界點(diǎn)吸附液相色譜相比對(duì)流動(dòng)相組成和壓力不敏感[3]，因此LC LCA不隨流速、進(jìn)樣體積和濃度而變化，但其依賴焓相互作用，這已被對(duì)沖洗劑固定相所表征[15]。對(duì)于聚苯乙烯在極限條件下四氫呋喃與正已烷的體積比為50：50，而該比值對(duì)于PMMA在裸露的硅膠柱上為74：26[11]。
1．4 操作技巧
LC LCA要求色譜柱能與溶質(zhì)相互作用，從而可使吸附和排阻保持平衡。控制吸附作為有效的方法是使用可促進(jìn)吸附和促進(jìn)脫附的溶劑混合液作為流動(dòng)相。通常流動(dòng)相的配制為體積比，因此要求操作在溫控的條件下進(jìn)行。對(duì)于常規(guī)分析，如無柱控溫裝置，采用質(zhì)量比可提高重復(fù)性。
通常使用紫外檢測(cè)器，盡管基體輔助激光解吸電離飛行時(shí)間質(zhì)譜、13C NMR和蒸發(fā)光散射等檢測(cè)器已被用于實(shí)驗(yàn)中[17]，但后者對(duì)流動(dòng)相的組成非常敏感，使它們很難用于強(qiáng)梯度系統(tǒng)中，雖然它有可能用在微梯度中，包括LC LCA。在一些研究中，質(zhì)譜檢測(cè)器對(duì)多分散性預(yù)測(cè)不夠。
2 結(jié)果與討論
圖4為PMMA的積累的化學(xué)組成分布，曲線采用Sauzedde峰距法在LC LCA下獲得的色譜圖同體積排阻色譜法獲得的色譜圖相比經(jīng)轉(zhuǎn)換而成[13]。在吸附的臨界條件下，聚合物在10?40m01％的苯乙烯組成范圍內(nèi)均可得到分離。有趣的是，通過采用接近極限條件(70：30四氫呋喃對(duì)正己烷的體積比)，校準(zhǔn)曲線可遷移至更高的組成區(qū)(20?60m01％)，為商品化的聚苯乙烯?異丁酸甲酯提供了有價(jià)值的范圍，這具有重要的實(shí)際意義。為了表征共聚物，并不要求精確的極限條件，可節(jié)約方法建立的時(shí)間。
圖5為通過離線LC LCA和SEC聯(lián)用得到的化學(xué)組成和分子量分布曲線。顯然，基于組成的第一維分離后可進(jìn)行基于分子大小的正交接分離實(shí)驗(yàn)。據(jù)作者所知，圖5是第一個(gè)可計(jì)算真正的雙變量的聚合物分布的等度色譜法的實(shí)例。采用13C NMR和光散射進(jìn)行了驗(yàn)證叫，在線LC LCA和SEC聯(lián)用有望在明年得到連續(xù)的雙變量分市圖。
2．1 優(yōu)點(diǎn)
lC LCA可提供摩爾質(zhì)量差別超過兩個(gè)數(shù)量級(jí)的組成信息，LC LCA的上限超過1000，000D，這遠(yuǎn)超過其他聯(lián)用技術(shù)，其它技術(shù)一般在100，000D以內(nèi)[18]，或者回收率很低[19]。除此之外，LCLCA不受樣品回收率或峰分裂的影響，而這對(duì)諸如臨界吸附點(diǎn)[20]和在溶解度極限條件下的液相色譜的影響是非常致命的[21]。
2．2 缺點(diǎn)和展望
LC LCA是一種微梯度方法，其操作條件的確定要比強(qiáng)的梯度方法耗時(shí)長[1]，但微梯度技術(shù)重復(fù)性高，并可分離雙親性分子，而大部分商品化的樣品均為雙親性分子。在未來的5年內(nèi)2-DLC將側(cè)重于基于化學(xué)性質(zhì)采用梯度方法初步分餾然后通過SEC柱進(jìn)行分離，后者采用蒸發(fā)光散射檢測(cè)器是很有利的。