GPC凝膠色譜工作原理及操作手冊

　　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。

　　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。

　　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。

　　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，因而大的組分先被洗提出來。

　　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。溶劑分子因體積小，可進入所有凝膠孔洞，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、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)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常用、快速和有效的技術。

　　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、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

　　樣品分子量應該處在排阻極限和滲透極限范圍內，并且應該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。