GPC凝膠色譜工作原理及操作手冊

　　在對各類食品、農(nóng)產(chǎn)品、水產(chǎn)品中的農(nóng)殘、半揮發(fā)性有機(jī)物分析時，在有機(jī)樣品萃取物中一般會含有大分子物質(zhì)，如果不去除這些物質(zhì),則導(dǎo)致色譜柱分離效率降低、進(jìn)樣口和色譜柱的使用壽命縮短,進(jìn)而影響數(shù)據(jù)分析結(jié)。因此，在農(nóng)殘、半揮發(fā)性有機(jī)物的樣品分析前必須進(jìn)行有效的凈化前處理。而傳統(tǒng)的前處理過程耗時長、溶劑消耗量大，所以，GPC大規(guī)模應(yīng)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(jīng)多孔填料(如多孔硅膠或多孔樹脂) 作為分離介質(zhì)的液相色譜法。

　　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(nèi)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(tǒng)、(自動)進(jìn)樣系統(tǒng)、凝膠色譜柱、檢測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)。

　　GPC的分離機(jī)理通常用“空間排斥效應(yīng)”解釋。

　　圖1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(jìn)行不同程度的作用。與固定相作用強(qiáng)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，使得混合組份終形成各個單組份的“帶(band)”或“區(qū)(zone)”，對依次流出的各個單組份物質(zhì)可分別進(jìn)行定性、定量分析。

　　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(jù)所用凝膠的性質(zhì)，可以分為使用水溶液的凝膠過濾色譜法(GFC)和使用有機(jī)溶劑的凝膠滲透色譜法(GPC)。

　　只依據(jù)尺寸大小分離，大組分先被洗提出

　　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(jìn)入凝膠孔道。大組分不能進(jìn)入凝膠孔洞而被排阻，只能沿著凝膠粒子之間的空隙通過，因而大的組分先被洗提出來。

　　直徑小于孔徑的組分進(jìn)入凝膠孔道

　　小組分可進(jìn)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。溶劑分子因體積小，可進(jìn)入所有凝膠孔洞，因而是后從色譜柱中洗提出。這也是與其他色譜法大的不同。

　　依據(jù)尺寸差異，樣品組分分離

　　適用范圍

　　凝膠過濾色譜適于分析水溶液中的多肽、蛋白質(zhì)、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。

　　為什么要用GPC方法

　　1.相對分子量分布(多分散性指數(shù))對聚合物的性質(zhì)有重要影響。

　　2.在相對分子質(zhì)量分布(多分散性指數(shù))成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)后，經(jīng)典方法卻不能同時測定聚合物的相對分子質(zhì)量分布。凝膠滲透色譜(GPC)的應(yīng)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(zhì)量及其分布的方法，使其成為測定高分子相對分子質(zhì)量及其分布常用、快速和有效的技術(shù)。

　　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(lián)用?

　　在得到濃度譜圖的同時，還可得到散射光強(qiáng)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(zhǔn)備?

　　激光光散射實(shí)驗中必須對樣品嚴(yán)格除塵。溶液除塵是光散射成敗的關(guān)鍵。首先是溶劑除塵，配置測試樣品的溶劑應(yīng)進(jìn)行精餾，并經(jīng)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(qiáng)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、LV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(yīng)該處在排阻極限和滲透極限范圍內(nèi)，并且應(yīng)該處在校正曲線線性范圍內(nèi)

　　5.GPC 儀器對載體的要求

　　(1)良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性;

　　(2)有一定的機(jī)械強(qiáng)度

　　(3)不易變形;

　　(4)流動阻力小

　　(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(jìn)樣體積

　　50-100uL之間(濃度在0.05%-0.5%之間)

　　7.GPC系統(tǒng)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(tǒng)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(shù)次，將氣泡趕出檢測池。

　　關(guān)閉R Flow，等待基線平穩(wěn)。

　　當(dāng)Balance 值高于50，進(jìn)行Balance 調(diào)整。

　　(3)色譜柱平衡

　　等溶劑峰出峰后在經(jīng)過約一次分析時間后基線才能走平。