Способ получения полиакриламидного геля Советский патент 1988 года по МПК C08F220/56 

00

со

оо со

Oi

Изобретение относится к получению геля на основе сополимера акрил- амида с N,N-мeтилeн-биc-aкpилaмидoм, который может быть использован для получения хроматографических пластин для тонкослойной хроматографии. Изобретение позволяет получить адгезив для фиксации слоев сорбента на хроматографических пластинках за счет способа получения геля. Гель получают сополимеризацией в воде акрил- с N,N-метилен-бис-акриламидом в присутствии персульфата аммония и третичного аг-шна (3-диметил-амино- пропионитрила или N,N; N N -тетра- метилендиамина). Массовое соотношение акриламид и N ,Ы-метилен-бис- -акриламид равно (2,2-2,5):1. Концентрации реагентов, мас.%: акриламид 1,8-2,0; К,Ы-метилен-бис акриламид 0,8-0,81; третичный амин 0,16-0,22; персульфат аммония 0,05-0,09. После получения гель обрабатывают многократной сменой суспендирования в воде и обработкой осадителем. СО с

см

Изобретение отно.сится к высоко- йолекулярным соединениям, касается Получения гелей на основе акрилами- йа и может быть использовано для по- Лучения хроматографич:еских пластин Для тонкослойной и высокопроизводительной хроматографии, в том числе Для хроматографии под давлением.

Целью изобретения является полу- 14ение адгезива для фиксации слоев Сорбента на хроматографических плас- tинкак.

: П р И м е р 1, А. Получение поли- криламидного адгезива.

,| Растворяют в 1000 мл дистиллиро- 1 анной воды 20 г акрилаьшда и 8 г Я,Ы -метилен-бис-акрилам-ща, добавляют к полученному раствору 3 №т тетра- :« етш1этилендиамин (ТМЭДА), перемеши- ают его при 22,5°С в одном направле- ии и вливают в центр раствора 0,8 г |(NH4)SjOB, растворенного в 3 мл во- Мы. Через 4 мин смесь начинает приобретать опаловую окраску, температура поднимается до , а через 30 ми релербразование заканчивается.

Полученный гель .суспендируют 5 с. В смесителе Варинга и добавляют к 11000 мл раствора опалового цвета |1000 мл ацетона. Раствор декантируют три охлаждении, творожистый осадок собирают вместе с осадком, прилипшим S стенкам емкости, для чего в нее до- Завляют 1000 мл дистиллированной во- ды и проводят суспещгирование 30 с., J( полученному раствору опалового цве- а снова добавляют 1000 мл ацетона И повторяют описанную операцию, т.е. вновь проводят осаждб1ние с помощью ацетона (растворы,-полученные при декантации, отбрасывают).

Содержание полиакриламида в 1000м раствора опалового цвета, полученного на последней стадии, составляет 0,021 г/мл, плотность раствора 1,004 г/мл , вязкость г,,4,65.

Б. Получение слоев адсорбента.

К 44 г силикагешя (средний размер частиц 6 мкм, внутренний диаметр 90 А ) добавляют 57 мп раствора -ад- гезива, разбавленного 87,5 мл воды (концентрация: 2,7% в расчете на си- ликагель). Полученную суспензию осторожно перемешивают, после чего пульцифицируют 60 с в смесителе Ва-- ринга. Приготовленную таким образом суспензию сметанообразной консистенции наносят путем непрерывного разбрызгивания на алюминиевую фольгу толщиной 0,1 мм слоем толщиной 0,2 мм таким образом, чтобы после высушивания толщина нанесенного слоя составляла 0,16 мм. Обрезая края фольги, получают 7 хроматографических пласт кн длиной 20 и шириной 20 см.

В. Однослойная хроматография под давлением.

С трех сторон одной из хроматографических пластин, приготовленных по примеру 1Б, удаляют слой сорбента шириной 5 мм- и из полимерной дисперсии содержащей поливинилацетат и полиак- риламид, формируют полимерную пленку стойкую к действию воды и растворителей. Пятнадцать одинаковых проб цветного контрольного реагента САМА - 11 наносят на расстоянии 3,0 см от пропитанного конца (на расстоянии 9-9 мм друг от друга) „После высьосания пятен нанесенных образцов хроматогра- фическую пластину помещают в ультра- микрокамеру CHROMPRES-10 под давлением с находящейся там пластиной из тефлона, в которой имеются каналы для перемещения растворителя.Давление в ка.мере равно 1,2 мПа, скорость движения растворителя 185 мп/ч вре мя проявления 4,6 мин. В качестве растворителя используется метилен- хлоррщ. На проявленной таким образом хроматограмме отклонение для образца каждого цв ета составляет i1,5%.

Г. Много(четырех)слойная хроматография под давлением.

Четыре хроматографических пластины с слоем адсорбента, приготовленным по примеру 1Б, пропитывают с тре сторон дисперсией полимера, содержд- щей поливинилацетат и полиакриламид, после чего вьщерживают обработанные таким образом пластины 10 мин при 100°С. В трех верхних из чет.ырех пластин с пропитанными краями делают прорезь длиной 185 и шириной 2 мм ,на расстоянии 15 мм от непарного края пропитанной части слоя адсорбента.

На три перфорированные пластины с слоем адсорбента, приготовленным описанным образом,, наносят аликвот- ные кол1-гчества лекарства из цветков ромашки (3 X 15 проб) на расстоянии 15 мм от прорези и 9-9 мм друг от друга. После высыхания пятен проб пластины аккуратно укладьшают одна на другую. Виз укладывают неперфорированную пластину, края которой одпако также П1)опитамы и на которую нанесено 15 проб экстракта лекарства из цветков ромашки. Все уложенные таким образом пластины помещают в ультракамеру CHRO№RES-10 под дав- лением. В качестве растворителя- используют бензол. Давление в камере составляет 1,1 мПа, время проявления 16,2 мин. После окончания прояв- ления пластины разбирают, высушивают опрыскивают 90%-ным раствором серной кислоты, содержащим 0,2% ванилина, нагревают в течение 5 мин при и проводят оценку визуально и с по- мощью хроматографического спектрофотометра. Расстояние до пятен и значения Rf одинаковое для всех пластин, стандартное отклонение находитс в пределах допустимого интервала.

Пример 2. Хроматографические пластины с слоем силикагелевого адсорбента, приготовленные по примеру 1, разрезают на образцы размером 20 X 40 см. С противоположных сторон пластин удаляют слой адсорбента шириной 5-5 мм и на этих местах формируют водостойкую и устойчивую к действию растворителей полимерную пленку. Приготовленные таким образом Хроматографические пластины могут быть использованы для двумерной тонкслойной хроматографии под давлением. В центре слоя адсорбента формируют канал щириной 180 мм для растворителя, после чего на пластину нано- сят 15-15 проб гидролизата белка из семян различных сортов пшеницы в эквивалентных количествах. Пробы наносят по обе стороны канала, на расстоянии 15 мм от него, с интервалом в 9 мм. После высыхания пятен проб пластины помещают в ультрамик- рокамеру CHROMPRES-10. Давление в камере равно 1,2 мПа. В качестве злю- ента используют смесь н-бутанола, ледяной уксусной кислоты и воды в соотношении 4:1:1. Время проявления 68 мин.

После окончания проявления сухой слой адсорбента опрыскивают 0,2%-ным раствором нингидрина в смеси метанола и уксусной кислоты, насыщенной се но-кислой медью. Затем пластины нагревают и анализируют цветную хро- матограмму с помощью спктрофотометра .

Пример 3. Готовят следующий слой адсорбента с использованием ад- гезива, получонного по примеру 1.

Q с n

5 ,, 5

0

40 г талька с средним размером частиц 3-4 мкм суспендируют в 40 мл раствора адгезива, разбавленного 40 мл дистиллированной воды, в течение 75 с в смесителе Варинга. Приготовленную таким образом суспензию сметанообразной консистенции наносят слоем толщиной 0,15 мм на полите- рефталатную фольгу толщиной 0,15 мм с таким расчетом, чтобы после высыхания толщина слоя талька равнялась 0,1 мм. Полученную пленку разрезают на 6 ч. размером 20 х 20 см. С трех сторон, пригот.овленных таким образом хроматографических пластин удаляют слой адсорбента шириной 5 ьм и на этих полосках формируют водостойкую и устойчивую к действию растворителей полимерную пленку из дисперсии полимера, содержащей поливинилацетат и полиакриламид. На одну из приготовленных пластин с пропитанными краями наносят в эквивалентных количествах экстракты Digitalis и аутентичные сердечные гликозиды Digitylis, растворенные в смеси метанола и хлороформа , после чего пластину помещают в ультрамикрокамеру CHROMPRES-IO В качестве элюента используют смесь метилэтилкетона и воды в соотношении 18:85. Время проявления 25 мин.

После высыхания слой адсорбента опрыскивают 20%-ным водным раствором фосфорной кислоты и нагревают пластину в течение 20 мин при 120 С. В результате пятна окрашиваются в желто-зеленый цвет. Окрашенные пятна подвергают качественному и количественному анализу.

Пример4. С помощью раствора адгезива, приготовленного по примеру 1, формируют слой адсорбента с концентрационной зоной, для чего в емкость большего размера с специальной распылительной камерой (с боль- шей поверхностью рас-пьшения) заливают 33 г суспензии силикагеля с средним размером частиц 6 мкм и внутренним диаметром 90 А и 43 мл разбавленного 66 мл дистиллированной воды (концентрация 2,7% в расчете на сили- кагель) раствора адгезива (после его соответствующей пульпификации).В меньшую емкость (с распьтительной камерой меньшей поверхности) заливают 11 г суспензии кремнезема с средним размером частиц 15 мкм и 15 мл раствора адгезива, разбавленного 21,5 мл

5

чопы. Обе суспензии наносят на алюминиевую фольгу толщиной 0,1 мм слоем толщиной 0,1 мм с таким расчетом, чтобы после высыхания толщина слоя адсорбента с концентрационной зоной равнялась 0,08 мм. Приготовленньм таким образом слой адсорбента состоит из полоски инертного кремнезема шириной 4 см и полоски активного мелкодисперсного силикагеля шириной 16 см.

; Полученную фольгу разрезают на 10 I пластин размером 20 х 20 см, края которых пропитьюают по примеру 1. Приготовленные пластины используют для однослойной хроматографии поД давлением. Пробы масла ромашки раЗ- :личного происхождения разделяют на приготовленном слое адсорбента. Ком- поненты проб (полиины, сесквитер- пеновые спирты) разделяются на резко выраженные полосы.

Пример 5. Используя раствор адгезива, полученный по примеру 1, готовят слой адсорбента, состоящий из силикагеля и смолы. Для этого 28 г силикагеля с средним размером частиц 6 мкм и 10 г катнонообменной смолы с средним размером частиц 5-8 мкм суспендируют 60 с в 42,5+ +70 мл дистиллированной воды. Приготовленную суспензию наносят на алю- миниевую фольгу толщиной 0,4 мм сло- |ем толщиной 0,2 мм, в результате чег iобразуется гладкий слой адсорбента бледно-желтого цвета толщиной 0,17 мм Фольгу затем разрезают на 7 ч. размером 20 X 20 см, получая хроматографи ческие пластины.

Для использования этих пластин дл одно- и многослойной хроматографии под давлением края их пропитывают .по примеру 1.

Для проверки эффективности полученых пластин с слоем адсорбента на них наносили пробы хлористоводородны гидролизатов пептидов различных растний и искусственно приготовленные идентичные смеси аминокислот. После высыхания нанесенньп : проб пластины помещали в ультрамикрокамеру CHROMPRES-10.В качестве злюента использовали цитратньй буфер с рН 3,45 а в качестве проявителя 0,2%-ный раствор нингидрина в смеси метанола и уксусной кислоты.

И р и м е р 6„ 20 г акриламида и 8 г N,N -метил-бис-акриламида

О

с 0

5 Q д

0

5

П66

растворяют н ЮОО мл дисти.плироплп- ной воды, nocjre чего добавляют к полученному раствору 2,8 мхг ТМЭДЛ.Температуру раствора поддерживают равной 23°С. Раствор тщательно перемешивают в одном направлении и всыпают в центр перемешиваемого раствора 0,9 г кристаллического (Ш). Через 5 мин раствор начинает приобретать опаловую окраску, а через 30 мин гелеобразование полностью заканчивается.

Полученный гель обрабатывают по примеру 1. В результате получают раствор адгезива опалового цвета с плотностью 1,005 г/мл и вязкостью

пГ у Используя полученный адгезив, готовят слой адсорбента следующим образом.

40 г силикагеля с средним размером частиц 3 мкм и внутренним днаО

метром 60 А суспендируют в 56 мл раствора адгезива, разбавленного 90 мл воды, в смесителе Варинга.Приготовленную суспензию наносят на алюминиевую фольгу толщиной О,1 мм слоем толщиной О,1 мм, в результате после высыхания получают слой адсорбента 0,06 мм.После обрезания краев фольги ее разрезают на несколько Х1астей и края полученных хроматографических пластин пропи- тьгоают по примеру 1. Приготовленные пластины используют для проверки цветных реагентов по методу однослойной хроматографии под давлением, наносят на них довольно малые (порядка 5-10 мкг) пробы.

Пример 7. С использованием адгезива в соответствии с примером 6 готовят хроматографические пластины с слоем адсорбента следующим образом.

40 г окиси алюминия с средним размером частиц 10 мкм суспендируют в смеси 28 мл раствора адгезива и 39 мл воды в течение 225 с, после чего полученную суспензию наносят слоем толщиной 0,2 мм на стеклянные пластины размером 20 х 20 см и толщиной 2 мм. После высыхания получают пластины с слоем окиси алюминия толщиной 0,6 мм.

Слоя адсорбента, активированньш при , удаляют с трех сторон хроматографических пластин на ширину 4 мм и наносят на эти полоски полимерную пленку. На полученную таким образом хроматографическую пластину наносят в аликвотных количествах счищенные экстракты алкалоида, приготовленные из мака и растворенные в смеси метанола и хлороформа, взятых в соотношении 1:1. После высыхания пятен проб пластины,снабженные защитньп пластмассовым каркасом (для защиты амортизирующей водной системы в ультрамикрокамере повышенного давления.от расщепляющего действия краев стеклянных пластин), помещают в ультрамикрокамеру CHROMPRES-101г из алюминиевой фольги используют

Давление в камере равно 1,2 мПа. В качестве элюента используют смесь гептана, хлороформа и эфира, взятых в соотношении 40:50:10, а в качестве проявителя для проявления алкалоидов- 20 реактив Драгендорфа, модифицированный Вагуйфалви.

П р и м е р 8. Используя в качестве исходных материалов адгезив в соответствии с примером 6 и сус- 25 пензшо, содержащую 1,8% силиката цинка и УФ-индикатор, активированный марганцем, готовят слой адсорбента, аналогичный силикагелевому адсорбенту по примеру 6.20

П р и м е р 9. Растворяют в 2000мл дистиллированной воды 36 г акриламида и 16,2 N,N -метилен-бис-акриламида, добавляют к полученному раствору 4 мл 3-диметиламинопропилонитрила, температуру раствора устанавливают равной и тщательно перемешивают его в одном направлении. 1,0 г (NH)2S20g быстро растворяют в 3 мл дистиллированной воды и полученный раствор выливают в центр перемешиваемой смеси. Опалесценция начинается через 8 мин, а через 45 мин гелеоб- разование полностью заканчивается.

Полученный таким образом гель обрабатывают по примеру 1. В результате получают раствор адгезива опалового цвета с плотностью 1,006 г/мп и вяз- .костью ч,yl 4,3.

Используя полученный адгезив, готовят следующий слой сорбента 30 г целлюлозы высокой степени чистоты с средним размером частиц 5 мкм смепш- вают с 30 мл адгезива, разбавленного 30 мл воды, и полученную суспензию наносят обычным способом на алю- 2«1ниевую фольгу толщиной 0,9 мм слоем толщиной 0,15 мм. Края фольги обрезают и разрезают ее на отдельные

35

40

45

50

55

адгезив по примеру 9.

20 г обратной фазы порошка сил кагеля С-18 суспендируют 175 с в си ВО мл полиакриламидногр адгези и 60 мл изопропанола. Полученную кую суспензию наносят на лист алю ниевой фольги и толщиной 0,12 мм ем 0,18 мм. Хроматографи кие пластины, полученные путем ра зания листа фольги, пропитки крае высушивания, используют для отдел ния обратной фазы алкалоидов мака ультрамикрокамере CHROMPRES-10. В честве элюента используют смесь а тонитрила и 0,005 ., а в ка стве проявителя - реактив Драгенд фа, содержащий этилацетат.

Приме р11. С помощью адге ва по примеру 9 готовят следующий слой сорбента.

88 г силикагеля с средним разм частиц 5 мкм и диаметром пор 60 А суспендируют 85 с в 135 мл адгези разбавленного 175 мл воды, в смес теле Варинга. Полученную суспензи наносят на лист обезжиренной алюм евой фольги толщиной 11 мм слоем 0,65 мм с таким расчетом чтобы получить слой силикагеля то ной 0,5 мм.

На приготовленном таким образо слое адсорбента проводят разделен N -метилированных лизинов, Образу щихся при самопроизвольном метили вании и формилировании при взаимо ствии L-лизина с формальдегидом, давлении 1,3 мПа. В качестве элюе та используют дистиллированную во

Формула изобретен

Способ получения полиакрштамид го геля сополимеризацией акрилами с Ы,Н-метилен-бис-акрш1амидом в в

13933168

куски. Края их пропитывают и полученные таким образом пластины используют для однослойной хроматографии под давлением аминокислот. В качестве элюента используют смесь метил- этилкетона, ацетонитрила, уксусной

кислоты и воды, взятых в соотношении 3:4:1:2. Давление в камере сос- .тавляет 1,5 мПа, время проявления 59 мин (при перепроявлении).

Пример 10. Для. фиксации -оили- кагеля RP-18, химически связанного с стационарной фазой, на пластинах

0

5 0

5

0

5

0

5

адгезив по примеру 9.

20 г обратной фазы порошка сили- кагеля С-18 суспендируют 175 с в смеси ВО мл полиакриламидногр адгезива и 60 мл изопропанола. Полученную тонкую суспензию наносят на лист алюминиевой фольги и толщиной 0,12 мм слоем 0,18 мм. Хроматографичес- кие пластины, полученные путем разрезания листа фольги, пропитки краев и высушивания, используют для отделения обратной фазы алкалоидов мака в ультрамикрокамере CHROMPRES-10. В качестве элюента используют смесь ацетонитрила и 0,005 ., а в качестве проявителя - реактив Драгендорфа, содержащий этилацетат.

Приме р11. С помощью адгезива по примеру 9 готовят следующий слой сорбента.

88 г силикагеля с средним размером частиц 5 мкм и диаметром пор 60 А суспендируют 85 с в 135 мл адгезива, разбавленного 175 мл воды, в смесителе Варинга. Полученную суспензию наносят на лист обезжиренной алюминиевой фольги толщиной 11 мм слоем 0,65 мм с таким расчетом, чтобы получить слой силикагеля толщиной 0,5 мм.

На приготовленном таким образом v слое адсорбента проводят разделение N -метилированных лизинов, Образующихся при самопроизвольном метилировании и формилировании при взаимодействии L-лизина с формальдегидом, при давлении 1,3 мПа. В качестве элюента используют дистиллированную воду.

Формула изобретения

Способ получения полиакрштамидно- го геля сополимеризацией акриламида . с Ы,Н-метилен-бис-акрш1амидом в вод9

йой среде в присутствии третичного амина и персульфата аммония с последующей отмывкой геля от низкомолекулярных примесей, отличающийся тем, что, с целью получения адгеэива для: фиксации слоев Сорбента на хроматографических пластинках, в качестве третичного амина Используют 3-диметиламинопропш1онит- п ркл или N,NN ,Ы -тетраметилендиамин И сополимеризацию проводят при массо- ром соотношении акрил:амида и N, |гилен-бис-акриламвда (2,2-2,5);1

139331610Акриламид 1,8-2,0 М,Ы-метилен- -бис-акриламид 0,8-0,81 3-диметилами- нопропилонит- рил или N,NN ,N -TeT- , раметилендиа- мин 0,16-0,22 Персульфат аммония

0,05-0,09 при этом отмьшку геля осуще многократным чередованием с

/ii следующем содержании реагентов,мае.%:| дирования. и обработки осадителем.

Акриламид 1,8-2,0 М,Ы-метилен- -бис-акриламид 0,8-0,81 3-диметилами- нопропилонит- рил или N,NN ,N -TeT- , раметилендиа- мин 0,16-0,22 Персульфат аммония

0,05-0,09 при этом отмьшку геля осуществляю многократным чередованием суспен