Loading content…
Loading…
Transcript

JEL GEÇİRGENLİK

KROMATOGRAFİSİ

KROMATOGRAFİ

Karışımdaki maddelerin, biri sabit diğeri hareketli faz olmak üzere birbirleriyle karışmayan iki fazlı bir sistemde ayrılması, tanınması ve saflaştırılması yöntemlerinin genel adıdır.

Sabit faz = katı, katı destek üzerine emdirilmiş sıvı tabakası

Hareketli faz = sıvı, gaz olabilmektedir.

KROMATOGRAFİK METOTLARIN SINIFLANDIRILMASI

Ayırma Mekanizmasına Göre

  • Adsorbsiyon Kromatografi
  • Dağılma (Partition) Kromatografi
  • İyon-değiştirme Kromatografi
  • Jel geçirgenlik veya Jel süzme Kromatogtafi
  • Zone elektroforez
  • Afinite (veya Bioafinite) Kromatografi
  • Chiral Kromatografi

Hareketli Faza Göre

  • Sıvı Kromatografisi (LC)
  • Gaz Kromatografisi (GC)

Hareketli Faza Göre

Uygulanan Tekniğe Göre

  • Kolon Kromatografi
  • Düzlem Kromatografi (İnce tabaka kromatografi, TLC; kağıt kromatografi, PC)

Kullanım Amacına Göre

  • Analitik Kromatografi (Kalitatif kromatografi, Kantitatif kromatografi)
  • Preperatif Uygulamalar ( karışımlardan saf madde elde etme)

Elüsyon: Kromatografi işlemi ile bir maddeyi durgun hareket...

Elüsyon: Kromatografi işlemi ile bir maddeyi durgun hareketli fazlar arasında adım adım yürüterek başka maddelerden ayırma işlemi

Elüat: Elüsyon işlemi sonunda toplanan çözelti

Fraksiyon: Elüsyon sonrası toplanan elüatın her bir parçası

JEL GEÇİRGENLİK KROMATOGRAFSİ

Büyüklükçe Ayırma Kromatografisi (SEC) olarak da bilinen, Jel Geçirgenlik Kromatografisi (GPC), molekülleri tanecik boyutlarına göre ayrıştıran bir kromatografi yöntemidir. Bu metot polimerlerin molekül ağırlığı ve molekül ağırlığı dağılımı tayininde hızlı ve kesin sonuç almak için kullanılır.

Duran Faz: Polimer yuvalarına su emdirilip oluşturulan jel

Hareketli Faz: Sıvı çözelti

JEL GEÇİRGENLİK KROMATOGRAFİSİ

JEL GEÇİRGENLİK KROMATOGRAFİSİ

Molekül büyüklüklerine göre proteinleri ayırma...

Molekül büyüklüklerine göre proteinleri ayırmada kullanılan en uygun ve en etkili yöntem, jel geçirgenlik kromatografisidir. Genel adıyla dışarılama kromatografisi olarak da bilinen bu kromatografide duran faz, polimer yuvalarına su emdirilip oluşturulan bir jel, yürüyen faz sıvıdır.

Bu metotta bir kolona kuvvetli hidratize olmuş polimer materyal Sefadeks, Sefaroz gibi bir poliakrilamid türevi olabilir. Jel partikülleri değişik büyüklükte porlara sahip şekilde hazırlanabilir.

PRENSİP

PRENSİP

Dolgu maddesinin porlarından daha büyük moleküller porlara girmeden kolon boyunca ilerleyip çıkar. Daha küçük moleküller büyüklüğü sahip olanlar ise porların içerisine girer ancak kolon sürekli akış sayesinde tekrar pordan çıkar ,tüm kolonda bu şekilde hareket eder.

Kolondan, küçülen molekül büyüklüğüne doğru molekül çıkışı gözlenecektir.

Toplanan fraksiyonlarda da moleküler büyüklüğüne göre giderek daha küçük moleküller toplanacaktır.

Cihazın Bölümleri

Cihazın Bölümleri

Pompa: Çözücüyü sabit bir basınç ve akış

hızında sisteme verir. GPC’de her zaman

izokratik hareketli faz uygulaması yapılır.

Enjeksiyon Valfi: Örnek çözeltisinin hareketli

faza karışmadan sisteme verilmesini sağlar.

Verilen örnek miktarı HPLC’ye göre daha

fazla olabilir

Kolon: Molekül büyüklüğüne göre ayırım

yapacak olan sabit fazı içerir. Daha kaliteli bir

ayırım için birden fazla kolon ardarda

bağlanarak kullanılabilir

Dedektör: Çıkan polimerin miktarını belirler.

Kolonlar

GPC kolonları genellikle çapraz bağlı, çözünmeyen stiren ve divinil

benzen kopolimerlerinden oluşur.

Bu kopolimerler çözücü ile deforme olmayacak sert bir yapıya

sahiptir.

Kolon Özellikleri

Kısa kol

  • Uzunluk çap oranı düşük
  • Akış hızı yüksek
  • Türbülans düşük
  • Tamamen homojen örnek uygulaması ve tampon akışını yakalamak zor
  • Karlılık düşük

Uzun kol

  • Uzunluk çap oranı yüksek
  • Lineer akış yakalanır
  • Homojen örnek yüklemesi yapılabilir
  • Kolonun tümünde aynı akış hızı yakalanır
  • Kararlılığı yüksek ayrımı daha fazladır

Dedektörler

Konsantrasyon dedektörleri

• Refraktif indeks

• UV

• Işık saçılımı

• Kütle

• Infrared

Molekül ağırlığına duyarlı dedektörler

• Viskometre

• Işık saçılımı

Veri Analizi

Birbirine yakın molekül ağırlığına

(büyüklüğüne) sahip polimerler

bir pik olarak çıkarlar.

• Ne kadar farklı pik varsa o kadar

farklı zincir uzunluklarına sahip

polimerler var demektir.

• İç standart kullanılarak,

harcanan çözücü hacminden

molekül büyüklüğü de

hesaplanabilir.

Veri analizi (devam)

• Elde edilen pikin keskinliği molekül ağırlığı dağılımının az olduğunu gösterir. Başka bir deyişle, o aralıkta çıkan bütün zincirler eşit uzunlukta demektir.

• Molekül ağırlığı dağılımı fazla olduğunda pik yayvanlaşır.

Amaç, kolon koşullarını ilk haline döndürmek.

Tampon çözeltini ve dolgu malzemeleri arasındaki kalmış olabilecek moleküllerin uzaklaştırılması için kolondan belirli akış hızlarında su ve etanol geçirilir. Her kullanım sonrası rutin temizliğin dışında, kolon ömrünün uzamas için uygun çözücülerle belirli aralıklarda daha kapsamlı temizlik yapılmalıdır.

Dengeleme tampunu, belirli hız ve sürede kolondan geçer. Kolonun dengelendiği, kolon çıkışındaki bir dedektör yardımıyla bilgisayar ekranından kontrol edilir. Bunun dışında kolonun dengelendiği beslenen tampon molaritesiyle, kolondan çıkış molaritesinin karşılaştırılmasıyla da belirlenir.

Sonuç Alımı

Yıkama

Örnek Yüklemesi ve Elüsyon

Kolonun Dengelenmesi

Sonuç Alımı

protein için; Bradford yöntemi ile protein tayini ardından elektroforez uygulaması spesifik absorbans ölçümü...

enzim için; aktive tayini , ardından Bradford yöntemi ile protein tayini, spesifik aktive tayini, elektroforez uygulaması...

Örnek , küçük hacimde kolona yüklenir.Hareketli faz kolondan geçirilmeye başlanır, akış ile birlikte örnek dolgulu kolon içerisinde ilerlerken, kolon porlarına girmeyen büyük moleküler elüsyondan erken çıkacak. Molekül büyüklüğü küçüldükçe kolonda daha çok zaman geçiren moleküller daha geç çıkacaktır.

Örnek PL-GPC-220

Sıcaklık 30°C ve 220°C aralığında otomatik olarak çalışır.

30 cm lik GPC kolonu RI dedektörü ve enjeksiyon vanası içermektedir.

Viskometre dedektörü ve iki açılı 15 ve 90 derece ışık saçılımı dedektörü

Hava fırını ısı değişimindeki farkın 0.05 °C/saat ten az olması kontrol eder

2 ml lik standart kaplar kullanılır, örnekler birbirine karışmadan art arda 40 ölçüm alınabilmektedir.

Kalibrasyon için polisitiren, polietilen oksit ve polietilen glikol kullanılmaktadır

GPC/SEC SİSTEMİ

Çift pompa teknolojisi

Tüm sistemlerin tek bir kutuda olması

Yüksek solvent dayanımı

Solvent sarfiyatı ve analiz süresini yarıya düşürme gibi yeni özellikler

GPC/SEC SİSTEMİ

Cihazda Kullanılan Jel Türleri

  • Sefadex
  • Çok fazla hidroksil grubu (-OH)
  • Suya ve polar çözeltilere afinitesi yüksek
  • dextrandan elde edilen polimer
  • Kazanım değerine (KD) göre isimlendirilir.

Cihazda Kullanılan Jel Türleri

Agaroz jeli

  • Biojel
  • Büyük moleküllerin, bazı proteinlerin ve virüslerin ayırımında
  • Hidrofilik jeller
  • Sulu istemlerde kullanılır

Biojel

  • Poliakrilamid jel

Ayrılmak istenilen molekülün karakterine ve molek...

Ayrılmak istenilen molekülün karakterine ve molekül büyüklüğüne uygun polimer kullanılmalı !

Malvern - viscotek serisi GPC

Malvern - viscotek serisi GPC

Jel Geçirgenlik Kromatografisi Kullanım Alanları

Jel Geçirgenlik Kromatografisi Kullanım Alanları

Polimer karakterizasyonuna yönelik uygulamalar

  • Molekül ağırlığı tayini
  • Polidispersite indeksi bulunması
  • Viskozite analizi
  • Polimerin katlanma kümelenme ve dallanma oranı bulunması
  • Kopolimer bileşim oranI bulunması
  • Molekül büyüklüğü hesabı

Biyopolimerlere yönelik uygulamalar

  • Saflaştırma
  • Yapısal konformasyon analizi
  • Hidrodinamik hacim bulunması

Örnek Çalışma

Amaç: Jel geçirgenlik kromatografisi; preparatif fraksiyonlamaya dayanan biyo yağ karakterizasyonu için yeni bir yaklaşım.

KOLON: 7.5 x 300 mm, partikül boyutu 3 μm

GPC: Agilent Technologies 1200

Doğrudan sıvılaştırma ile elde edilen biyo yağ analizle...

Doğrudan sıvılaştırma ile elde edilen biyo yağ analizleri, sıvılaştırma çözücüsünün müdahaleleriyle engellenir. Bu nedenle, çözücüyü biyo-yağdan çıkarmak için hazırlayıcı bir jel geçirgenlik kromatografisine (GPC) dayalı yeni bir analitik yaklaşım geliştirmiş ve oluşan biyo-yağ moleküleri boyuta göre birkaç fraksiyona ayrıldı. İncelenen biyo yağlar, guaiacol ve guaiacol / su karışımının reaksiyon ortamı olarak kullanılmasıyla çam ağacının sıvılaştırılmasıyla hazırlandı. Bu biyo yağlar fraksiyon haline getirilmiş ve daha sonra C ve H NMR, FTIR, C: H: O analizi ve karbon kalıntısı gibi çeşitli tekniklerle analiz edilmiştir. Sonuçlar, hidrotermal sıvılaştırma (suda sıvılaşma) ve hızlı piroliz yoluyla üretilen biyo yağlarla karşılaştırılmıştır. Analizler, biyo-yağın ürün dağılımı, bileşimi ve özelliklerinde büyük farklılıklar olduğunu göstermiştir. Örneğin, sıvılaştırma yağları, şeker benzeri bileşenlerde daha yağsız, piroliz yağına göre aromatik moleküllerde daha zengin göründü. Dahası, sıvılaştırma yağlarındaki aromatik içerik, bu tür bileşiklerin oluşturulması için karbonhidratların reaksiyona girdiğini gösterdi. Piroliz ile karşılaştırıldığında, sıvılaşma, oksijen bakımından daha yağsız biyo yağlar verdi, ancak daha çok ağır maddeler içeriklidir. Ağır ürünlerin daha yüksek konsantrasyonu, piroliz yağına kıyasla daha yüksek koklaşma eğilimine sahip sıvılaştırma yağlarına neden oldu. Sıvılaştırma deneyleri için reaksiyon koşullarının şiddet derecesi şu şekilde sıralanmıştır: Guaiacol <Guaiacol / su <Su.

Saflaştırma Hızlı Piroli Ayırma Karakterizasy...

Piroliz yağı, akışkan yataklı partiküller olarak kum kullanan sürekli bir akışkan yataklı reaktörde üretildi. Oluşan buhar, iki karşı akım sprey kondansatörü ve seri halinde yerleştirilmiş yoğun bir soğutucudan oluşan bir kondenser sistemine yönlendirildi. Yoğunlaşmayan gazlar toplandı ve kütle dengesinin kapatılması için analiz edildi. Üretilen kirlilik, başlangıçtaki kum miktarının toplam katı artıkına çıkarılmasıyla hesaplandı. Hızlı piroliz yağını elde etmek için yoğunlaştırıcılar karıştırıldı.

  • GPC
  • FTIR
  • 13C NMR
  • 1H NMR
  • EA ve MCRT
  • Gaz analizi
  • GC-MS

Saflaştırma Hızlı Piroli Ayırma Karakterizasyon

işlemi

Yağların fraksiyonlanması GPC sistemi ile gerçekleştirildi. Enjeksiyon kapasitesini 1.5 ml'ye çıkarmak için çoklu çekme kiti yerleştirildi. Üç analitik sütunun yerine bir ön sütun ve bir kolon yerleştirildi.Numuneler, gerektiğinde THF içerisinde çözündürüldü (viskozitesini düşürmek için) ve daha sonra bir 0.45 um şırınga filtresi içinden süzüldü. Fraksiyonasyon, oda sıcaklığında 50 dakika boyunca gerçekleştirildi ve fraksiyonlar, bir fraksiyon kolektörü ile otomatik olarak toplandı. Bu elde edilen fraksiyonların THF'si vakumda (10-20 mbar) ve 35 ° C'de buharlaştırılarak izole edilen biyo-yağ fraksiyonları elde edildi

Çam agacı ve sıvılaştırıcı çözücü 45ml'lik otoklavda 300C'ye kadar yarım saat ısıtıldı ve ısıtma işleminden sonra oda sıcaklığında soğutuldu. sıvılaştırma ürünleri geri kazanıldı . ve oluşan bulamaç filtrelenip filtre kek oluşturuldu . filtre kekine kantitatif analiz yapıldı. Filtrelenmiş yıkma çözeltisi döner buharlaştırıcıda saflaştırıldı ve katran fazı elde edildi.HEm sıvı hemde katran fazının kombinine yağ adı verildi.

GPC fraksiyonlaması, moleküler büyüklükte...

GPC fraksiyonlaması, moleküler büyüklükteki farklılıklarına dayanarak çözücünün biyo-yağdan temiz bir şekilde ayrılmasını sağlar. İzolasyondan sonra, biyo-yağ karakterize edilebilir ve diğer yağlarla karşılaştırılabilir. Buna ek olarak, ortaya çıkan biyo-yağ, ayrı ayrı analiz edilebilen, farklı moleküler boyuttaki birkaç fraksiyona ayrılabilir. GPC, biyo-yağ karakterizasyonu için geniş çapta kullanılmasına rağmen , fraksiyonlamasında hemen hemen kullanılmamıştır.

Kaynaklar

Kaynaklar

  • http://web.hitit.edu.tr/dersnotlari/gokcemerey_13.10.2015_1F8Q.pdf ( Erişim tarihi : 06.11.2017/ 23.12)
  • http://www.bayar.edu.tr/besergil/24_BOLUM_7.pdf (Erişim tarihi : 06.11.2017/00.09)
  • http://www.academicfoodjournal.com/archive/2014/issue2/RevArticlePages79-87,ITuranOGYY.pdf (Erişim tarihi :06.11.2017/ 22.47)
  • http://inovatifkimyadergisi.com/jel-gecirgenlik-kromatografisi-gpc (Erişim tarihi : 06.11.2017/22.55)
  • http://www.gelifesciences.com/webapp/wcs/stores/servlet/catalog/en/GELifeSciences/applications/gel-filtration-gf ( Erişim tarihi :07.11.2017/ 20.08)
  • https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S016523701500090X#bbib0045 ( Erişim tarihi: 08.11.2017/ 21.30)
  • https://www.malvern.com/en/products/product-range/viscotek-range/index.html (Erişim tarihi :09.11.2017/ 05.06)
  • https://www.youtube.com/watch?time_continue=4&v=oV5VB5kO3tQ (Erişim tarihi : 07.11.2017/04.10)