Полистирольные смолы

Нити линейного полимера полистирола, химически «сшитые» мо­лекулами дивинилбензола в жесткую пространственную сетку, вы­пускаются в виде сухих сферических гранул под торговым названием «смол» («resins»).

Структура полистирола

Содержание дивинилбензола варьирует от 2 до 12%, определяя сред­ние размеры пор сетки. Эти размеры обычно малы, так что внутрен­ний объем гранул полистирола доступен только для низкомолеку­лярных соединений (нуклеотидов, аминокислот, коротких пептидов и др.). Впрочем, имеются и «макроретикулярные» типы смол на осно­ве полистирола; при их изготовлении микрогранулы смолы спе­каются в гранулы обычных размеров (30—300 мкм). Внутренний объем таких гранул, представленный свободным пространством, остающимся между микрогранулами, доступен для биологических макромолекул. Немодифицированные полистирольные смолы гидрофобны. Моди­фикация осуществляется присоединением ионогенных групп по остат­кам бензола в пара-положении. Это придает смоле в целом гидрофильность, хотя возможность и склонность к гидрофобным взаимо­действиям с фракционируемым материалом сохраняется. Для хрома­тографии компонентов белков и нуклеиновых кислот в водных элюентах смолы на основе полистирола применяются только в качестве матриц ионообменников. Благодаря частоте расположения в про­странстве остатков бензола эти матрицы отличаются высоким содер­жанием ионогенных групп. Химически они очень устойчивы (можно промывать 4 н. НС1 и 2 н, NaOH) и выдерживают нагревание до 120°C. При замачивании гранулы набухают, связывая (в зависимости от пористости) от 1 до 3 мл воды на 1 г сухой смолы. Макроретикулярные ионообменники на основе полистирола можно, вообще говоря, использовать для хроматографиибелков, но при этом следует опа­саться денатурации за счет гидрофобных взаимодействий белковых глобул с материалом матрицы.

Для липофильных белков мембран такое взаимодействие, по-видимому, опасности не представляет. Наиболее популярные ионообменники на основе полистирола вы­пускаются под торговыми названиями «Dowex» (фирма «Dow Che­mical Со») и «Amberlyte» (фирма «Rohm and Haas») и перепродаются большинством фирм, торгующих биохимическими реактивами. Хоро­ню промытые и отсеянные обменники тина «Dowex» для аналитичес­ких целей поставляет фирма «Bio-Rad» под наименованием «Bio-Rad AG». Повышенные требования, предъявляемые к ионообменникам для современных аминокислотных анализаторов, привели к разра­ботке специальных полистирольных смол («Aminex», «Durrum» и др.) с малым разбросом размеров около номинальных значений порядка 10—20 мкм. Для высокоэффективной хроматографии при высоких давлениях (ЖХВД) производят так называемые «пленочные ионообменники, у которых пленка полистпрольной смолы толщиной около 1 мкм фиксирована на поверхности стеклянных шариков диаметром 4 мкм («Whatman-Pellionex»).