氣相色譜與反氣相色譜

摘要：反氣相色譜法（IGC）是一個(gè)獨(dú)特的一個(gè)經(jīng)典的色譜方法細(xì)化了潛在的解鎖的一些衡量藥物的理化性質(zhì)比較困難如粉末表面能材料，酸/堿/官能團(tuán)表面極性，擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)，溶解度濕度參數(shù)，表面的異質(zhì)性和相轉(zhuǎn)變溫度。在IGC的角色固定相（固體）和流動(dòng)性（氣體或蒸汽）階段是從傳統(tǒng)的氣相色譜分析倒（GC）。在IGC，單一氣體或蒸氣（探針）被注入到一個(gè)填充柱與固體樣品調(diào)查而不是一種分析技術(shù)，IGC是材料表征技術(shù)。日益復(fù)雜的藥物和藥物生產(chǎn)技術(shù)對測量廣泛的固體原料藥和制劑的物理化學(xué)性質(zhì)的技術(shù)提出了新的需求。反氣相色譜或IGC是一種高度敏感和多功能的氣相技術(shù)，能夠表征固態(tài)材料的特征。1967發(fā)明的IGC和隨后的IGC的理論和方法，從1976開始，持續(xù)到今天，是材料科學(xué)的興趣日益增加的后果。IGC最初只用于聚合物的合成，而今天，IGC可以用來研究合成聚合物和生物聚合物，共聚物，聚合物混合物，玻璃纖維和碳纖維，煤，和固體食物。在技術(shù)文獻(xiàn)IGC的更高調(diào)的原因包括操作方便和經(jīng)濟(jì)。對IGC的基本工具是廉價(jià)的，堅(jiān)固耐用，廣泛使用，也適合路線實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用，因?yàn)樗鼈兪强量痰幕A(chǔ)研究。IGC的數(shù)據(jù)在擴(kuò)展溫度范圍內(nèi)可以被很快的收集。各種探針可用于在流動(dòng)相探討固定相的特性，否則只能有更多的時(shí)間和金錢去表征。原理1966年Davis提出的，inversegaschromatography，IGC。IGC法是把被測樣品（如聚合物樣品）作為固定相，把某種已知揮發(fā)性的低分子化合物（探針分子）注入汽化室汽化后，用載氣帶入色譜柱中，在氣相－聚合物相兩相中進(jìn)行分配。由于聚合物的組成和結(jié)構(gòu)不同，與探針分子的相互作用也就不同，由此研究聚合物的各種性質(zhì)、聚合物與探針分子之間的相互作用以及聚合物與聚合物之間的相互作用。IGC可以利用普通的氣相色譜儀器。氣相色譜的原理與計(jì)算公式等均適用于反氣相色譜。選擇合適的檢測器，檢測探針分子在色譜柱中的聚合物相中的保留時(shí)間tR，直接計(jì)算或換算成比保留體積Vg。由此推算出聚合物與探針分子以及聚合物之間的相互作用參數(shù)等，依據(jù)Vg隨溫度或載氣流速的變化還可研究聚合物的性能。反氣相色譜（InverseGasChromatography）是利用氣相色譜技術(shù)，研究聚合物聚集狀態(tài)性質(zhì)的一種方法.它是將聚合物樣品涂布在色譜載體表面（或?qū)⒕酆衔锓勰┡c載體混合）,裝入色譜柱,選擇一個(gè)與聚合物有適當(dāng)作用的低分子物質(zhì)（稱為"分子探針"）注入色譜柱中,測定其保留體積.聚合物的分子運(yùn)動(dòng)形式,分子聚集狀態(tài)不同,它和探針分子之間就具有不同的相互作用.相互作用不同,相應(yīng)的保留體積也不一樣.可以通過測量不同溫度下探針分子的保留體積來研究聚合物的玻璃化溫度,結(jié)晶熔融溫度,結(jié)晶速率和結(jié)晶度等性質(zhì).可以通過恒溫下測定保留體積隨載氣流速的變化來計(jì)算探針分子在聚合物中的活度,探針分子與聚合物,聚合物與聚合物之間的相互作用參數(shù),各種低分子物質(zhì)在聚合物中的擴(kuò)散系數(shù),測定齊聚物的分子量等,還可以研究共聚物組成和微相結(jié)構(gòu).色譜柱先用相應(yīng)的固體材料均勻的填充，如粉末，纖維或膜。氣體脈沖或濃度以固定的載氣流量不斷注入色譜柱，并沿著填充柱流動(dòng)，然后由一個(gè)檢測器檢測。通過一系列不同的氣相分子探針，IGC可以測量固體樣品的物理化學(xué)性質(zhì)。IGC是通過探針分子的保留體積來測定其基本性能。固體樣品與探針分子之間具有不同的相互作用.相互作用不同,相應(yīng)的保留體積也不一樣。根據(jù)一系列的保留體積，各種各樣的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)可以很容易地計(jì)算測量在固定相是固體形式的情況下，該技術(shù)被稱為反氣-固色譜（IGSC）,而逆氣-液相色譜（IGLC）是指液體樣品或固定液。根據(jù)戴維斯和彼得森，IGLC是一個(gè)有價(jià)值的“指紋”的瀝青的方法色譜法原理：不同物質(zhì)在兩相——固定相和流動(dòng)相之間具有不同的分配系數(shù)，這些物質(zhì)同流動(dòng)相一起運(yùn)動(dòng)時(shí)，在兩相間進(jìn)行反復(fù)多次的分配，使分配系數(shù)不同的物質(zhì)在移動(dòng)速度上產(chǎn)生顯著差別，從而使各組分達(dá)到完全分離。如果再配上適當(dāng)?shù)臋z測器對分離物進(jìn)行定性定量鑒定，就成為色譜分析法，簡稱色譜法。氣相色譜只能用于分析氣體和在一定溫度下能汽化的蒸氣樣品，因此氣相色譜在高分子研究中的應(yīng)用可分成兩類：一類是樣品可直接進(jìn)行氣相色譜分析的，例如單體、溶劑和各種添加劑純度的測定，以及通過測定反應(yīng)過程中單體組成的變化來研究某些聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過程。另一類是樣品不能直接應(yīng)用氣相色譜方法而需要和其它技術(shù)相結(jié)合。也可以對聚合物樣品進(jìn)行一些處理再行分析。反氣相色譜法可直接又廣泛地用于高聚物研究中。例如測定某些低聚物的分子量，研究聚合物的熱轉(zhuǎn)變溫度與分子量的關(guān)系，測量聚合物之間、聚合物與溶劑之間的相互作用參數(shù)以及結(jié)晶聚合物的結(jié)晶度和結(jié)晶動(dòng)力學(xué)曲線，此外，還可以測定低分子溶劑在聚合物中的擴(kuò)散系數(shù)、擴(kuò)散活化能等。裝置：與傳統(tǒng)的氣相色譜柱，其線圈，IGC柱直玻璃管；在一些研究中，不銹鋼，銅，和聚四氟乙烯柱也被使用。這兩個(gè)機(jī)構(gòu)之間的主要區(qū)別是固定和流動(dòng)相的性質(zhì)。在IGC,樣品的利益置于柱為固定相。固定相可以是結(jié)晶性粉末，無定形化合物，纖維成分，或粘性液體。這種方法的一個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn)是不需要特殊的樣品制備。事實(shí)上，IGC方法需要最小的樣品制備與其他表面能分析技術(shù)。因此，各種形式的固體和半固體可以快速和有效地表征。普通的氣相色譜是將被研究的物質(zhì)作為流動(dòng)相,而固定液涂于載體表面作為固定相.在本實(shí)驗(yàn)中的"反相"是將需要研究的對象（聚合物樣品）作為固定相,而探針分子隨載氣作為流動(dòng)相,而稱之為"反相氣相色譜"微晶纖維素藥物粉體的表面能影響其加工性能包括流動(dòng)性和與其他粉體的相容性。傳統(tǒng)上，表面能由液體潤濕角技術(shù)測量，然而這些在實(shí)施可重復(fù)上自由流動(dòng)的粉末很難實(shí)現(xiàn)。IGC作為一個(gè)衡量粉體表面能技術(shù)因?yàn)樗簧婕耙后w潤濕，因此不需要顆粒壓縮。此外，IGC儀器還首次允許的表面能的測量作為濕度功能。用IGC測量固體材料的表面能，一系列脈沖注射是通過填充樣品柱采用不同的探針氣體分子。這些測量是在無限稀釋，只有極少數(shù)的探針分子可以與表面的進(jìn)行相互作用。出于這個(gè)原因，只有最高能量的網(wǎng)站表面上覆蓋了測量參數(shù)的靈敏度最高。在的表面能的分散分量的情況下（'￥）），這些探針分子將一系列不同碳鏈長度的數(shù)據(jù)證明烷。從它們的探測氣體的表面張力在固-液相的保留行為樣品，固體材料的表面能然后計(jì)算。上面的數(shù)字顯示保留行為的一系列烷烴的探討在0%RH300K微晶纖維素70%相對濕度使用IGC測定儀。的計(jì)算s的微晶纖維素［5］的價(jià)57MJ/米2,在相對濕度0%和44.6MJ/米2，在相對濕度70%。減少表面能量色散濕度可通過物理吸附的解釋水moleculeon表面。實(shí)際的影響，粉末可能是將具有不同的流動(dòng)和混合性能聚合物樣品的制備一般是將聚合物樣品作為固定液溶解后涂在合適的載體上，再填充到色譜柱中。也可以直接把薄膜狀、纖維狀、粉