GPC是排阻色譜法中非常最要的應用,今天小析姐就接著和大家詳細聊一聊這個GPC。
說到底,GPC應該是液相色譜的一個分支,是一款在處理大分子物質以及高聚物的理想設備之一。在對各類食品、農產品、水產品中的農殘、半揮發性有機物分析時,在有機樣品萃取物中一般會含有大分子物質,如果不去除這些物質,則導致色譜柱分離效率降低、進樣口和色譜柱的使用壽命縮短,進而影響數據分析結。因此,在農殘、半揮發性有機物的樣品分析前必須進行有效的凈化前處理。而傳統的前處理過程耗時長、溶劑消耗量大,所以,GPC大規模應用是一個必然趨勢。
凝膠滲透色譜GPC(Gel Permeation Chromatography)也稱作體積排斥色譜[SEC(Size Exclusion Chromatography)]是用溶劑作流動相,流經多孔填料(如多孔硅膠或多孔樹脂) 作為分離介質的液相色譜法。
一、分離機理
GPC是液相色譜的一個分支,其分離部件是一個以多孔性凝膠作為載體的色譜柱,凝膠的表面與內部含有大量彼此貫穿的大小不等的空洞。GPC儀的組成:泵系統、(自動)進樣系統、凝膠色譜柱、檢測系統和數據采集與處理系統。
GPC的分離機理通常用“空間排斥效應”解釋。
分離原理簡圖
使用外力使含有樣品的流動相(氣體、液體或超臨界流體)通過一固定于柱或平板上、與流動相互不相溶的固定相表面。樣品中各組份在兩相中進行不同程度的作用。與固定相作用強的組份隨流動相流出的速度慢,反之,與固定相作用弱的組份隨流動相流出的速度快。由于流出的速度的差異,使得混合組份最終形成各個單組份的“帶(band)”或“區(zone)”,對依次流出的各個單組份物質可分別進行定性、定量分析。
二、操作指南
譜圖的表示方法:柱后流出物濃度隨保留值的變化。
提供的信息:高聚物的平均分子量及其分布。根據所用凝膠的性質,可以分為使用水溶液的凝膠過濾色譜法(GFC)和使用有機溶劑的凝膠滲透色譜法(GPC)。
只依據尺寸大小分離,大組分最先被洗提出
色譜固定相是多孔性凝膠,只有直徑小于孔徑的組分可以進入凝膠孔道。大組分不能進入凝膠孔洞而被排阻,只能沿著凝膠粒子之間的空隙通過,因而最大的組分最先被洗提出來。
直徑小于孔徑的組分進入凝膠孔道
小組分可進入大部分凝膠孔洞,在色譜柱中滯留時間長,會更慢被洗提出來。溶劑分子因體積最小,可進入所有凝膠孔洞,因而是最后從色譜柱中洗提出。這也是與其他色譜法最大的不同。
依據尺寸差異,樣品組分分離
三、適用范圍
凝膠過濾色譜適于分析水溶液中的多肽、蛋白質、生物酶等生物分子;凝膠滲透色譜主要用于高聚物(如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯)的分子量測定。
四、為什么要用GPC方法
1、相對分子量分布(多分散性指數)對聚合物的性質有重要影響。
2、在相對分子質量分布(多分散性指數)成為人們關注的熱點后,經典方法卻不能同時測定聚合物的相對分子質量分布。凝膠滲透色譜(GPC)的應用改善了測試條件,并提供了可以同時測定聚合物的相對分子質量及其分布的方法,使其成為測定高分子相對分子質量及其分布最常用、快速和有效的技術。
五、常見問題解答
1、溶劑的選擇?
能溶解多種聚合物;不能腐蝕儀器部件;與檢測器相匹配。
2、把激光光散射與凝膠色譜儀聯用?
在得到濃度譜圖的同時,還可得到散射光強對淋出體積的譜圖,從而計算出分子量分布曲線和整個試樣的各種平均分子量。
3、樣本的準備?
激光光散射實驗中必須對樣品嚴格除塵。溶液除塵是光散射成敗的關鍵。首先是溶劑除塵,配置測試樣品的溶劑應進行精餾,并經過0.2μm超濾膜過濾后方可使用。配好的溶液也要用0.2μm的超濾膜過濾。另外,測試中所用的器械,如:注射器等,使用前要用洗液浸泡,清水強力沖洗。
4、GPC色譜柱選擇
(1)按照樣品所溶解的溶劑來選擇柱子所屬系列THF、氯仿、DMF必須選擇合適的溶劑來溶解聚合物。
(2)按照樣品分子量范圍來選擇柱子型號
樣品分子量應該處在排阻極限和滲透極限范圍內,并且最好是處在校正曲線線性范圍內
5、GPC儀器對載體的要求
(1)良好的化學穩定性和熱穩定性;
(2)有一定的機械強度;
(3)不易變形;
(4)流動阻力;
(5)對試樣沒有吸附作用;
(6)分離范圍越大越好(取決于孔徑分布)等;
(7)載體的粒度愈小,愈均勻,堆積的愈緊密,色譜柱分離效率愈高。
6、進樣體積
50-100uL之間(濃度在0.05%-0.5%之間)。
7、GPC系統如何平衡
(1)安裝色譜柱之前,用兩通管連接管路,用流動相替換系統后換上GPC柱子。(注意溶劑互溶情況)。
(2)RID平衡操作
分析開始前,用流動相沖洗檢測器流路。流動相流速1ml/min,切換到R Flow,使流動相通過檢測池的樣品池和參比池,沖洗20min左右。
然后切換R Flow 流路數次,將氣泡趕出檢測池。
關閉R Flow,等待基線平穩。當Balance 值高于50,進行Balance 調整。
(3)色譜柱平衡
等溶劑峰出峰后在經過約一次分析時間后基線才能走平。