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Größenausschluss SEC/GPC

Größenausschlusschromatographie (engl.: Size Exclusion Chromatography, SEC) oder auch Gel-Permeations-Chromatographie (GPC) und Gel-Filtrations-Chromatographie (GFC) genannt, ist ein chromatographisches Verfahren, bei dem die Analyten nach der Größe und Struktur getrennt werden. Anwendung ist die Charakterisierung von natürlichen und synthetischen Polymeren, Biopolymeren, Proteinen und Nanopartikeln.

Die größten Moleküle verlassen die Trennsäule als Erstes. Je kleiner die Moleküle sind, desto besser können sie in die Poren der stationären Phase eindringen und desto später werden sie von der Säule eluiert (Siehe Abbildung).

Säulen für die SEC/GPC
Säulen für die SEC/GPC

Für die Auswahl einer geeigneten Säule, sollten zuerst einige grundlegende Fragestellungen geklärt sein.

1. Wie ist die Polarität des Analyten beschaffen und welche Lösungsmittel sind dafür geeignet?

Für sehr polare Biomoleküle, wie Proteine oder Antikörper, werden oft rein wässrige Puffer als Eluenten verwendet. Als geeignetes Basismaterial hat sich dafür Silika-Gel herausgestellt. Für polare bis mittelpolare Polymere werden wässrige oder polar organische Eluenten oder Mischungen aus beiden verwendet. Das Basismaterial ist dabei oft Polymethacrylat oder Polyvinylalkohol. Für unpolare Polymere für dessen Analytik rein organische Eluenten verwendet werden, dienen meist Styrol-Divinylbenzol-Copolymere (PS/DVB) als stationäre Phasen.

2. Wie groß ist das Molekulargewicht meines Analyten?

Das Molekulargewicht des Analyten bzw. dessen Größe im Lösungsmittel entscheidet über die Porengröße der stationären Phase. Die absoluten Porengrößen erstrecken sich von etwa 25 bis 30.000 Å, wodurch ein Molekulargewichtsbereich von etwa 100 bis > 20.000.000 Dalton abgedeckt wird. Für Proben mit stark unterschiedlichen Molmassen können entweder mehrere Säulen unterschiedlicher Porenweite hintereinander geschaltet werden oder es werden Säulen verwendet, die Teilchen unterschiedlicher Porengröße enthalten. Diese sind oft mit den Bezeichnungen "linear", "Mixed-Gel" oder "Multipore-Gel" gekennzeichnet.

Mit Hilfe der meist sehr umfangreichen Kalibrierungsdaten der Hersteller, lassen sich in vielen Fällen geeignete Porenweiten problemlos ermitteln.

Mehr technische Informationen
Mehr technische Informationen

Stationäre Phasen der SEC

Als stationäre Phase werden entweder poröse Silica– oder Polymer-basierte Materialien verwendet. Um Adsorption oder andere unerwünschte Wechselwirkungen zwischen Analyt und stationärer Phase zu verringern sind diese noch z. T. modifiziert oder unterliegen während des Herstellungsprozess einer speziellen Behandlung. Polymermaterialien für die GFC basieren meist auf Polymethacrylat oder Polyhydroxymethacylat. Styrol-Divinylbenzol-Copolymer (PS-DVB) wird oft für Polymer-basierte GPC-Säulen verwendet.  

Mobile Phasen der SEC

Bei der Gel-Filtrations-Chromatographie (GFC) werden wässrige mobile Phasen verwendet. Die GFC dient als Biotrenntechnik zur Trennung von Proteinen und anderen großen Biomolekülen. Die Gel-Permeations-Chromatographie (GPC) dagegen wird mit organischen mobilen Phasen gefahren, mit der unpolare Polymere (Kunststoffe) getrennt werden.

Detektoren der SEC

Für die Größenausschlusschromatographie können im Prinzip die gleichen Detektoren wie in der HPLC verwendet werden. Darüber hinaus werden für die Polymeranalytik auch Lichtstreu- und Viskositätsdetektoren verwendet, um an spezifische Molekül- und Strukturinformationen des Analyten zu gelangen. Wenn die SEC mit Lichtstreuung, Viskosimeter und Konzentrationsdetektoren kombiniert wird (als Dreifachdetektion bekannt), kann sie das absolute Molekulargewicht, die Molekulargröße und die intrinsische Viskosität berechnen sowie Informationen zur makromolekularen Struktur, Konformation, Aggregation und Verzweigung liefern.

Referenzmaterialien für SEC
Referenzmaterialien für SEC

Referenzmaterialien und Kalibrierstandards sind für die SEC von großer Bedeutung. MZ-Analysentechnhik GmbH bietet Ihnen ein breites Spektrum unterschiedlicher SEC-Referenzmaterialien von verschiedenen Herstellern, wie Sigma Aldrich, Tosoh, Shodex oder Waters.

Säulen für organische mobile Phasen (GPC)

Säulen für organische mobile Phasen (GPC)

HerstellerSäulenlinienMerkmale
MZ-Analysentechnik GmbHMZ-Gel SDplus(LS)Basismaterial: PS/DVB
Partikelgrößen: 3, 5 & 10 µm
Porengrößen: 50 - 106 Å & linear
Weitere Merkmale: LS für Lichtstreudetektion geeignet
MZ-Analysentechnik GmbHMZ-SuperFGBasismaterial: Silika-Gel
Partikelgrößen: 7µm
Porengrößen: 100 - 4.000 Å & linear
Weitere Merkmale: Für fluorierte Lösungsmittel
Shodex™K-800 Series
KD-800 Series
KF-800 Series
Basismaterial: PS/DVB
Partikelgrößen: 6 - 18 µm
Porengrößen: 50 - 20.000 Å & "mixed-gel"
Weitere Merkmale: Für effiziente GPC Trennungen
Shodex™KF-600 Series
KF-400HQ Series
HK-400 Series
Basismaterial: PS/DVB
Partikelgrößen: 3 - 18 µm
Porengrößen: 50 - 20.000 Å & "mixed-gel"
Weitere Merkmale: Für fast und ultra-fast Anwendungen
Shodex™LF SeriesBasismaterial: PS/DVB
Partikelgrößen: 6 µm
Porengrößen: Multi-pore Gels
Weitere Merkmale: Sehr großer linearer Kalibrationsbereich
Shodex™HT und UT SeriesFür Hochtemperaturanwendungen bis 210 °C
Shodex™HFIP SeriesFür HFIP als Eluent
Tosoh Bioscience™TSKgel Alpha
TSKgel SuperAW
Basismaterial: Hochvernetztes Polymethacrylat
Partikelgrößen: 4 - 13 µm
Porengrößen: 25 - >1.000 Å & "mixed-gel"
Weitere Merkmale: Für polare und unpolare Eluenten
Tosoh Bioscience™TSKgel H SeriesBasismaterial: PS/DVB
Partikelgrößen: 5 & 10 µm
Porengrößen: 15 - >1.000 Å & "multi-pore"
Weitere Merkmale: Hochtemperatur GPC bis zu 220°C
Sepax™Mono GPCBasismaterial: PS/DVB
Partikelgrößen: 5 & 10 µm
Porengrößen: 100 - 1.000 Å & linear
Weitere Merkmale: Hohe Eluentenkompatibilität
Macherey-Nagel™Nucleogel GPCBasismaterial: PS/DVB
Partikelgrößen: 5 & 10 µm
Porengrößen: 50 - 104 Å
Weitere Merkmale: Weiter Applikationsbereich
Waters™Styragel™
Ultrastyragel™
Basismaterial: PS/DVB
Partikelgrößen: 5, 10 & 15-20 µm
Porengrößen: 50 - 107 Å & linear
Weitere Merkmale: HT für Hochtemperatur GPC
SMT™SMTgelBasismaterial: Silika-Gel
Partikelgrößen: 5 & 10 µm
Porengrößen: 100 - 2000 Å & linear
Weitere Merkmale: Verschiedene Oberflächenmodifikationen erhältlich

 

Säulen für wässrige mobile Phasen (GFC) und wässrig/organische mobile Phasen

Säulen für wässrige mobile Phasen (GFC) und wässrig/organische mobile Phasen

HerstellerSäulenlinienMerkmale
Tosoh BioscienceTSKgel SW SeriesBasismaterial: Silika-Gel
Partikelgrößen: 2 - 17 µm
Porengrößen: 125 - 450 Å & "mixed-gel"
Weitere Merkmale: Industriestandard für die Proteinanalyse
Tosoh BioscienceTSKgel PW SeriesBasismaterial: Polymethacrylat
Partikelgrößen: 3 - 17 µm
Porengrößen: 125 - >1.000 Å & "multi-pore"
Weitere Merkmale: Großer Applikationsbereich für polare Polymere
Shodex™K-800 Series
KD-803 Series
KF-400 Series
Basismaterial: Silika-Gel
Partikelgrößen: 3 - 7 µm
Porengrößen: 400 - 2.000 Å
Weitere Merkmale: Für Proteinanalysen
Shodex™SB-800HQ SeriesBasismaterial: Polyhydroxymethacrylat
Partikelgrößen: 8 - 35 µm
Porengrößen: 100 - 30.000 Å & "mixed-gel"
Weitere Merkmale: Für die Analyse polarer Polymere
Shodex™LB-800 SeriesBasismaterial: Polyhydroxymethacrylat
Partikelgrößen: 6 - 13 µm
Porengrößen: 800 - 15.000 Å
Weitere Merkmale: Für die Lichtstreudetektion
Shodex™GF-HQBasismaterial: Polyvinylalkohol
Partikelgrößen: 5 & 9 µm
Porengrößen: 180 - 10.000 Å
Weitere Merkmale: Für wässrige als auch organische Eluenten
Sepax™Unix
Zenix
SRT
SRT-10
Basismaterial: Silika-Gel
Partikelgrößen: 1.8 - 10 µm
Porengrößen: 80 - 2.000 Å
Weitere Merkmale: Für Proteine, mAb´s, Nucleinsäuren, Virus, u.A.
Sepax™Unix-C
Zenix-C
SRT-C
SRT-10C
Basismaterial: Silika-Gel
Partikelgrößen: 1.8 - 10 µm
Porengrößen: 80 - 2.000 Å
Weitere Merkmale: Für Membranproteine, derivatisierte mAb´s, u.A.
Mitsubishi Chem. Corp.™MCI GEL™ CQP-SeriesBasismaterial: Hydrophiles Polymer
Partikelgrößen: 10 µm
Porengrößen: 120 - 600 Å
Weitere Merkmale: Für polare Polymere, wie Oligosaccharide oder PEG
SupelcoDiscovery® BIO GFCBasismaterial: Silika-Gel
Partikelgrößen: 5 µm
Porengrößen: 100 - 2.000 Å
Weitere Merkmale: Für die Analyse von Biomolekülen
Waters™Ultrahydrogel™Basismaterial: Polyhydroxymethacrylat
Partikelgrößen: 6 - 12 µm
Porengrößen: 120 - >2.000 Å & linear
Weitere Merkmale: Für polare Polymere

 

Über MZ-Analysentechnik GmbH erhalten Sie Zugriff auf ein umfangreiches Sortiment an HPLC-Säulen für die Größenausschlusschromatographie (SEC). Gerne erstellen wir Ihnen ein individuelles Angebot zu Ihrer Fragestellung oder schauen Sie einfach direkt in unserem MZ-Onlineshop vorbei.

Bei sonstigen Fragen zur GPC bzw. GFC kontaktieren Sie uns! Wir beraten Sie gern.

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