Size Exclusion Chromatography Has Been Around for Sixty Years

Abstract

Molar mass distribution is one of the most important properties of polymers that has been determined since Staudinger introduced the concept of macromolecules. However, the first methods used to determine this distribution were tedious and difficult to use. This changed in 1964 when J. C. Moore of the Dow Chemical Company published a method he called gel permeation chromatography, now better known as size exclusion chromatography (SEC). The principle was to separate macromolecules by size based on their permeation through a solid stationary phase containing a network of pores of different sizes. The separated molecules diffused only into pores larger than their size. As a result, the smaller molecules permeated into a greater number of pores than the larger molecules and therefore remained in the column longer. The individual polymer molecules then left the column in order from largest to smallest. To scale up this technique, it was necessary to find a manufacturer of a suitable instrument, which was a company owned by J. L. Waters. This was a major achievement for his company, which, thanks to SEC, is now one of the world's largest manufacturers of equipment for liquid chromatography, of which SEC is a part. Distribuce molárních hmotností je jednou z velmi důležitých vlastností polymerů stanovovaných již od doby, kdy Staudinger prosadil koncept makromolekul. První metody používané pro stanovení této distribuce byly však zdlouhavé a náročné na obsluhu. To se změnilo v roce 1964, kdy J. C. Moore, pracovník firmy Dow Chemical Company, zveřejnil metodu jím nazvanou gelová permeační chromatografie (GPC) a dnes známou spíše jako vylučovací chromatografie (size exclusion chromatography, SEC). Její princip spočíval v dělení makromolekul podle velikosti na základě jejich permeace do pevné stacionární fáze, která obsahovala síť pórů různých velikostí. Dělené molekuly difundovaly pouze do pórů, které byly větší, než byla jejich velikost. Takže menší molekuly permeovaly do většího počtu pórů než molekuly velké, a tudíž se zdržely v koloně déle. Jednotlivé polymerní molekuly pak opouštěly kolonu v pořadí od největších po nejmenší. Aby se tato technika mohla rozšířit, bylo potřeba nalézt výrobce odpovídajícího přístroje, kterým se stal podnik vlastněný J. L. Watersem. Byl to důležitý počin pro jeho firmu, z níž se díky SEC stal dnes jeden z největších světových producentů zařízení pro kapalinovou chromatografii, kam SEC také patří.