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解鎖GPC神操作!凝膠滲透色譜儀高效使用全攻略

更新時(shí)間:2025-09-09瀏覽:372次
  凝膠滲透色譜儀(GPC)是一種基于分子體積差異實(shí)現(xiàn)分離的分析儀器,主要用于高分子物質(zhì)的分子量及其分布測(cè)定。其核心原理是利用多孔性凝膠作為固定相,當(dāng)高分子溶液流經(jīng)色譜柱時(shí),分子體積大于凝膠孔徑的組分無(wú)法進(jìn)入孔隙,直接通過(guò)色譜柱間隙快速流出;中等體積分子部分進(jìn)入孔隙產(chǎn)生滯留效應(yīng);最小分子則完q滲透到所有孔隙中導(dǎo)致最長(zhǎng)保留時(shí)間。這一過(guò)程遵循分子流體力學(xué)體積與保留時(shí)間的反比關(guān)系,從而實(shí)現(xiàn)分子量分級(jí)。
  該儀器主要由泵系統(tǒng)、進(jìn)樣器、色譜柱和檢測(cè)系統(tǒng)組成。泵系統(tǒng)維持恒定流速,壓力上限可達(dá)600bar;檢測(cè)系統(tǒng)支持示差折光、紫外、光散射等多類(lèi)型檢測(cè)器,可測(cè)定相對(duì)分子量、絕對(duì)分子量等參數(shù)。主流設(shè)備如東曹HLC-8420GPC、Polymer Char高溫GPC等均實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作與高精度檢測(cè),部分型號(hào)柱溫可達(dá)250℃,支持高溫溶解后降溫析出樣品的測(cè)試。
  凝膠滲透色譜儀的實(shí)用使用技巧,涵蓋操作、維護(hù)與數(shù)據(jù)分析等方面。
  一、樣品準(zhǔn)備技巧
  充分溶解樣品
  確保樣品完q溶解,避免未溶顆粒堵塞色譜柱。
  溶解時(shí)間要足夠,必要時(shí)加熱或超聲輔助(注意溫度不能破壞樣品結(jié)構(gòu))。
  過(guò)濾:使用0.22μm或0.45μm聚四氟乙烯(PTFE)針頭過(guò)濾器過(guò)濾樣品溶液,防止微粒污染系統(tǒng)。
  控制樣品濃度
  濃度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致粘度效應(yīng)和柱過(guò)載;過(guò)低則信號(hào)弱、誤差大。
  建議濃度范圍:
  聚合物:0.5–2 mg/mL(視檢測(cè)器靈敏度而定)
  蛋白質(zhì):1–5 mg/mL
  高分子量樣品宜用較低濃度,避免聚集。
  避免引入雜質(zhì)
  使用高純?nèi)軇┡渲茦悠贰?/div>
  不使用含顆?;虺恋淼呐f溶液。
  樣品瓶保持清潔,避免交叉污染。
  二、流動(dòng)相(溶劑)使用技巧
  嚴(yán)格脫氣
  所有流動(dòng)相必須預(yù)先脫氣(超聲+在線(xiàn)脫氣),防止氣泡進(jìn)入泵或檢測(cè)器,造成基線(xiàn)波動(dòng)或壓力異常。
  若使用THF、DMF等有機(jī)溶劑,密封保存,防止吸水或揮發(fā)。
  選擇合適的溶劑
  溶劑必須能良好溶解樣品且不破壞色譜柱填料。
  常見(jiàn)有機(jī)體系:THF(聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn))、三氯苯(高溫PE/PP)、DCM等。
  水相體系:緩沖鹽溶液(用于蛋白質(zhì)、多糖等)。
  注意溶劑與柱子的兼容性(如水相柱不可用于有機(jī)溶劑)。
  過(guò)濾流動(dòng)相
  所有溶劑需經(jīng)0.45μm或0.22μm濾膜過(guò)濾,去除微粒和細(xì)菌(尤其水相系統(tǒng)易滋生微生物)。
  三、色譜柱使用與維護(hù)技巧
  正確安裝與保護(hù)
  安裝時(shí)注意流向箭頭,避免反接。
  使用預(yù)柱(Guard Column)保護(hù)主柱,捕獲雜質(zhì),延長(zhǎng)主柱壽命。
  避免壓力沖擊
  升流速應(yīng)緩慢梯度增加(如從0.1 mL/min逐步升至設(shè)定值),防止柱床擾動(dòng)。
  關(guān)機(jī)前應(yīng)先降流速再停泵。
  控制操作溫度
  使用柱溫箱保持恒溫(如30°C、35°C或更高),提高分離重復(fù)性。
  高溫GPC(如160°C測(cè)聚烯烴)需確保系統(tǒng)耐高溫,升溫/降溫速率不宜過(guò)快。
  避免強(qiáng)溶劑或極dpH
  不要在水相柱中使用高比例有機(jī)溶劑。
  pH應(yīng)控制在柱子允許范圍內(nèi)(通常pH 3–8),防止硅膠基質(zhì)溶解。
  定期清洗與再生
  每次運(yùn)行后用良溶劑沖洗柱子(如THF洗聚合物柱,水/甲醇洗水相柱)。
  長(zhǎng)期不用時(shí),有機(jī)柱保存于THF等溶劑中,水相柱保存于含20%乙醇的水中防霉。
  四、儀器操作技巧
  充分平衡系統(tǒng)
  更換溶劑或重新開(kāi)機(jī)后,需長(zhǎng)時(shí)間平衡系統(tǒng)(至少1–2小時(shí)),直至壓力和基線(xiàn)穩(wěn)定。
  平衡期間可連接旁路或短接柱子,加快溶劑置換。
  合理設(shè)置流速
  通常流速為0.5–1.0 mL/min(以保證最佳分離效率)。
  流速過(guò)高會(huì)降低分辨率,過(guò)低則延長(zhǎng)分析時(shí)間。
  進(jìn)樣技巧
  使用自動(dòng)進(jìn)樣器時(shí),確保樣品瓶無(wú)氣泡。
  手動(dòng)進(jìn)樣時(shí)動(dòng)作平穩(wěn),避免產(chǎn)生氣泡或漏液。
  進(jìn)樣體積一般為20–100μL,過(guò)大影響峰形。
  五、檢測(cè)器使用技巧
  示差折光檢測(cè)器(RID)
  對(duì)溫度敏感,需開(kāi)啟恒溫模塊(通常比柱溫高1–2°C)。
  避免梯度洗脫(只能等度)。
  開(kāi)機(jī)后需長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱(30分鐘以上)至基線(xiàn)穩(wěn)定。
  紫外檢測(cè)器(UV)
  選擇合適波長(zhǎng)(如254 nm或275 nm for PS)。
  確保溶劑在檢測(cè)波長(zhǎng)下無(wú)強(qiáng)吸收。
  多角度光散射檢測(cè)器(MALS)或粘度檢測(cè)器(IV)
  需與RI或UV聯(lián)用,實(shí)現(xiàn)絕對(duì)分子量測(cè)定。
  更需嚴(yán)格脫氣和過(guò)濾,防止光路污染。
  六、數(shù)據(jù)處理技巧
  校準(zhǔn)曲線(xiàn)制作
  使用與待測(cè)樣品化學(xué)結(jié)構(gòu)相似的標(biāo)準(zhǔn)品(如聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)品測(cè)PS樣品)。
  至少使用5–8個(gè)不同分子量的標(biāo)準(zhǔn)品,繪制log(Mw)vs.保留時(shí)間曲線(xiàn)。
  推薦使用窄分布標(biāo)準(zhǔn)品以提高精度。
  選擇合適的計(jì)算模型
  相對(duì)GPC:基于校準(zhǔn)曲線(xiàn)計(jì)算Mn、Mw、PDI。
  絕對(duì)GPC(聯(lián)用MALS/IV):無(wú)需標(biāo)準(zhǔn)品,直接測(cè)定絕對(duì)分子量。
  檢查峰形與基線(xiàn)
  正常峰應(yīng)為對(duì)稱(chēng)或輕微拖尾。
  若出現(xiàn)肩峰、分叉峰,可能提示樣品聚集或多分散性大。
  基線(xiàn)漂移可能源于溶劑不匹配或檢測(cè)器未平衡。

凝膠滲透色譜儀

 

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