凝胶渗透色谱法
凝胶渗透色谱法(英語:Gel Permeation Chromatography,简称GPC)是尺寸排除色谱法(SEC)的一种。它通过多孔非吸附性的凝胶,将有机溶剂中的分析物分子按照分子的尺寸进行分离[1]。1964年道化学公司的J.C. Moore在研究体积排除色谱时发明了GPC。[2]在表征聚合物时,分子量、分子量分布和分散性是很重要的指标。通过结合其它数据,凝胶渗透色谱法可以测定聚合物的数均分子量 (Mn)、重均分子量 (Mw)、Z均分子量(Mz)和粘度分子量(Mv)。故今日的GPC系统经常和其它表征仪器连用,同时进行分离、纯化和测量分子量分布的工作。
工作原理
编辑凝胶渗透色谱法是根据分析物的分子的大小或流体动力学体积(回转半径)来进行分离的,这不同于其他依靠化学或物理相互作用来分离分析物的分离技术。[3]。当溶液中的分析物分子经过填充在柱中的多孔珠时,比较小的分子更容易进入孔隙,因此在这些孔隙中停留的时间更长,增加了它们的保留时间。在用洗脱液洗脱时,这些较小的分子会最后才洗脱出来。相反,较大的分析物分子不会进入小的孔隙,在孔中花费的时间很少,所以洗脱速度很快。
可见,所有色谱柱都具有可分离的分子量范围。如果分析物的分子尺寸太大,没有分子会被保留在色谱柱中;相反,如果分析物尺寸太小,有可能所有的分子都被留在孔隙中无法洗脱。因此应根据待分离分析物的分子量范围来选择填料孔的大小。如果样品的分子量分布范围很广,可能需要串联使用几根GPC色谱柱才能完全分离样品。
应用
编辑凝胶渗透色谱可以将聚合物分子分成多组尺寸相近的样品组。然后根据分子尺寸和聚合物分子量的各种关系,比如尺寸和特性黏度的关系,求得聚合物的分子量和分子量分布。单分散的聚苯乙烯经常用用于校正凝胶渗透色谱[4]但单分散的聚苯乙烯是线性聚合物,只能用于校正对线性聚合物的测量。对于交联类的聚合物,误差范围较大。
参考资料
编辑- ^ 凝胶渗透色谱法. 术语在线. [2022-07-22].
- ^ Moore, J.C. Gel permeation chromatography. I. A new method for molecular weight distribution of high polymers. J. Polym. Sci., 1964, 2, 835-843.[1][失效連結] doi:10.1002/pol.1964.100020220
- ^ Skoog, D.A. Principles of Instrumental Analysis, 6th ed.; Thompson Brooks/Cole: Belmont, California, 2006, Chapter 28.
- ^ Sandler, S.R.; Karo, W.; Bonesteel, J.; Pearce, E.M. Polymer Synthesis and Characterization: A Laboratory Manual; Academic Press: San Diego, 1998.