Feld-Fluss-Fraktionierung
Bei der Feld - Flussfractionierung (GPC) handelt es sich um eine Art der Flüssigchromatographie ähnlich der GPC. Die Trennung findet hier jedoch nicht in Säulen, sondern in Flusskanälen statt.. Typische Anwendungen sind jegliche Art von Makromolekülen wie synthetische Polymere, Biopolymere (z.B. Polysaccharide) und Proteine. Vorteile aller FFF – Systeme ist das über die Software frei einstellbare Trennfeld. Somit können verschiedene Proben hintereinander ohne Säulenwechsel vermessen werden. In den FFF Systemen treten kaum Wechselwirkungen oder Scherkräfte auf und somit sind die Systeme für schwierigste Proben geeignet. Eine der neusten Entwicklungen ist ein hochtemperatur FFF – System zur Analyse von Polyethylen.
Aufbau eines FFF-Systems
Die wesentlichen Bestandteile eines FFF -Systems sind ein bis 4 Pumpen, Injektionssystem, Trennkanal und verschiedene Detektoren. Die Pumpe saugt das Laufmittel an und erzeugt einen konstanten Fluss durch den gesamte Trennkanal. Häufig wird das Laufmittel durch einen sogenannten Inline-Degasser gesaugt, der gelöste Gase entfernt. Nach der Pumpe steht das Injektionssystem, entweder manuell oder ein Autosampler. Hier findet die Probe Ihren Weg in das System. In den darauf folgenden Trennkanal wird die Probe je nach Trennfeld gemäß ihren Eigenschaften (hydrodynamischen Radius, Molmasse) aufgetrennt. Die verschiedenen Detektoren liefern dann je nach Art bestimmte Aussagen. Letztendlich landet der gesamte Fluss (inklusive Probe) in einem Abfallgefäß. Der Fluss kann aber auch in einzelne Gefäße aufgefangen werden.
Trennsysteme
Grundsätzlich wird zwischen vier Systemen unterschieden.
Symmetrische Feldflussfraktionierung (SF4) Asymmetrische Feldflussfraktionierung (AF4) Sedimentations- Feldflussfraktionierung (SF3) Thermische Feldflussfraktionierung
Detektoren
Als Detektoren finden Brechungsindexdetektoren (Auch RI-Detektor von engl. refractive index), UV-Detektoren, Infrarot-Detektoren (IR), Viskosimeter und Lichtstreudetektoren Einsatz. Generell unterscheidet man bei den Detektoren die so genannten Konzentrationsdetektoren, deren Signal proportional zur Konzentration ist (RI, UV und RI) von den molekulargewichtssensitiven Detektoren (Viskosität, Lichtstreuung).
Konventionelle Kalibrierung
FFF unter Verwendung eines Konzentrationsdetektors (RI oder UV). Zur Kalibrierung werden Polymerstandards mit niedrigen Polydispersitäten eingesetzt. Als Ergebnis erhält man relative Molekulargewichte.
Universelle Kalibrierung
FFF unter Verwendung eines Konzentrationsdetektors (RI oder UV) in Verbindung mit einem Viskositätsdetekor. Zur Kalibrierung werden Polymerstandards mit niedrigen Polydispersitäten eingesetzt und eine Kalibrationskurve Log (Molekulargewicht x Intrinsische Viskosität) aufgestellt. Da das Produkt von (Molekulargewicht x Intrinsische Viskosität) proportional zum hydrodynamischen Radius ist, lassen sich so die realen bzw. absolute Molekulargewichte berechnen.
Lichtstreudetektion
Durch Einsatz eines Lichtstreudetektors entfällt das Aufstellen einer Kalibrationskurve. Der Lichtstreudetektor misst direkt die absoluten Molekulargewichte. Zur Auswertung ist zusätzlich ein Konzentrationsdetektor notwendig. Die Rayleigh- Gleichung ist die zentrale Gleichung die den Zusammenhang zwischen der gestreuten Lichtintensität, die durch das so genannte Rayleigh-Verhältnis R(θ) ausgedrückt wird, der Polymerkonzentration c und dem gewichtsgemittelten Molekulargewicht Mw herstellt. Dabei ist K eine optische Konstante und A2 der zweite Virialkoeffizient.
Automatisierte GPC Systeme
Hersteller FFF Systeme
Postnova Analytics GmbH