色谱方法开发：泊洛沙姆分子量的测定

简述

泊洛沙姆是一种通过水溶液聚合反应生成的两亲性A-B-A型嵌段共聚物，在制药工业里常被用作洗涤剂、分散剂、乳化剂、胶凝剂和增溶剂。通过将泊洛沙姆188和407混合在一起，可以获得一种热可逆的凝胶体系。泊洛沙姆188和407的区别在于组成和分子量分布不同（见图1），而分子量分布一般由两种分子量均值来表征，即数均分子量（M_n）和重均分子量（M_w）。泊洛沙姆188的a值在75-85，b值在25-30。泊洛沙姆407的a值在95-105，b值在54-60。

图1 泊洛沙姆结构和组成示意图

分子量是预测高分子材料最终用途的一个重要属性。药典方法采用滴定法测量泊咯沙姆的分子量，该方法只能测定出平均分子量并且耗时、准确性差。聚合物分子量测量还可采用相对分子量测量方法（尺寸排阻法（SEC-RI）)，但若待测样和标准品之间分子量、构象等结构参数存在差异，则测得分子量与实际分子量将存在较大偏差。而采用多角度激光光散射尺寸排阻色谱（SEC-MALS）联用可以直接测得聚合物的绝对分子量。

AstraZeneca公司科学家开发了一种药典替代方法来测定泊洛沙姆188和407分子量，并将该方法和滴定法以及SEC-MALS-RI法进行了对比。

样品与分析方法

分析样本：泊洛沙姆 188 和 407(BASF, Germany)；分子量在 106-145000 g/mol 的聚乙二醇(PEG)和聚环氧乙烷(PEO)标准品。

分析方法：滴定法、SEC-RI、SEC-MALS-RI (DAWN，Optilab，Wyatt Technology)

结果与讨论

1. SEC-RI法，滴定法和SEC-MALS-RI法测量结果对比

由表1和表2可知，采用滴定法和SEC-MALS-RI法测得的泊洛沙姆188和407分子量结果接近，但SEC-RI法测得的分子量与滴定法和SEC-MALS-RI法测得的分子量相差较大。

表1 SEC-RI法和滴定法测量泊洛沙姆188和407分子量结果对比表

表2 采用SEC-MALS-RI法测量泊洛沙姆188和407分子量结果表

2. SEC-MALS-RI法测量结果分析

由图2可知，这两种泊洛沙姆的色谱峰没有分离较开，若仅根据SEC的分离原理这两种泊洛沙姆的分子量应很接近，但通过MALS测量的分子量数据显示泊洛沙姆407的分子量明显更高。

图2 泊洛沙姆188和407分子量和洗脱体积关系图。备注：泊洛沙姆188（黑色线），泊洛沙姆407（灰色线）

由图3可知，泊洛沙姆188分子量分布主要集中在9000g/mol左右，m约9700g/mol，占样本5%左右的低分子量组分也能被检测到，该组分可能主要由PEO-PPO结构组成（~5100 g/mol）或未反应的PEO链组成（M~3500 g/mol）。泊洛沙姆407的双台阶曲线显示其存在较多低分子量组分，但仍有约70%的组分分子量在12000g/mol以上，这部分应该是三元嵌段共聚物，而约占整个样品20%（分子量在6500g/mol左右）的低分子量部分可能含有PEO-PPO结构。

由SEC-MALS测得的泊洛沙姆407的m是13500g/mol，这明显高于SEC-RI法测得的m。这很可能是PEO标品和泊洛沙姆分子结构上存在差异。采用PEO作为校正物的SEC-RI法存在 “PEO等效化”的问题，因而和绝对法测量结果上存在偏差。

图3  泊洛沙姆188和407的累积分子量分布图

总结

SEC-MALS-RI法可以避免SEC-RI法检测泊洛沙姆188和407时“PEO等效化”带来的偏差，能直接获得泊洛沙姆188和407的绝对分子量。由SEC-MALS法获得的累积分子量分布图，研究人员还可以此进一步研究泊洛沙姆样品中各组分可能的化学组成。因此SEC-MALS-RI法可同时提供分子量、分子尺寸等全方位的表征信息，帮助研发和分析人员获得更准确可靠的实验结果。是可替代传统药典方法的重要分析工具。

编译：-WXN-ZTL

关键词Key words：泊洛沙姆；分子量；SEC-MALS  

分类：SEC-MALS  高分子聚合物

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