凝胶渗透色谱仪原理
SECGPC凝胶渗透色谱分析的工作原理
SEC/GPC凝胶渗透色谱分析的工作原理PS-OBG用作尺寸排除色谱（size exclusion chromatography，又称凝胶渗透，gel permeation chromatography）测量大分子分子量时的标准样品。
首先介绍尺寸排除色谱（SEC/GPC）的工作原理：如图三所示，红色和紫色两种颗粒代表不同尺寸的两种高分子，蓝色月牙形颗粒代表色谱柱内的填料。
通常色谱柱填料是经过设计的具有不同孔径的高分子凝胶珠。
当红色和紫色的高分子进入色谱柱以后，以一定速度流动的流动相在不停地冲洗色谱柱的同时，带动高分子颗粒在色谱柱内的移动。
当高分子与凝胶珠填料接触时，尺寸大的高分子不能进入凝胶珠填料的孔，如图三中红色的大分子。
所以红色的大分子在流动相的冲洗下先流出色谱柱。
而紫色的尺寸较小的高分子可以进入凝胶填料珠的小孔，好像暂时被填料保留住了一样，最后由于流动相不停的冲洗，紫色高分子也会流出色谱柱，但是流出的时间较红色分子长了很多。
图三右下方给出红色高分子和紫色高分子的凝胶色谱图，横坐标为保留时间，可以看出红色高分子的保留时间明显小于紫色高分子，这说明红色高分子分子量较大，比紫色高分子先流出色谱柱。
色谱柱的工作原理告诉我们，尺寸排除色谱可以将尺寸不同的高分子按照保留时间分开。
保留时间越小的高分子（也就是流经色谱柱需要时间越短的高分子）的分子量越大，相反，保留时间越大的高分子（也就是流经色谱柱需要时间越长的高分子）的分子量越小。
懂得了这个原理，我们就可以用SEC/GPC来测分子量了！但是，如何根据保留时间来确定高分子的分子量呢？也就是说，怎么将不同的保留时间与分子量一一对应起来呢？这时我们需要制定一条标准工作曲线。
标准工作曲线的目的是建立保留时间和分子量的关系，当我们用SEC/GPC测定了一个未知的高分子，得到这个高分子的流出时间（保留时间），有了工作曲线，我们就可以很快知道这个未知高分子的分子量。
GPC原理及应用
凝胶渗透色谱法GPC
（三）数据处理
2. 普适校准曲线
普适校准曲线首先 由 Benoit 于 1967 年 发 现并证明。普适校准曲 线显示对于一个非常宽 范围内的高分子结构， 当考虑了特性粘度的信 息后，其洗脱时间都遵 循普适校准曲线的描述。
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凝胶渗透色谱法GPC
（三）数据处理
3. 平均分子量 定义法
乙丙橡胶、丁苯橡胶、丁睛橡胶等。
凝胶渗透色谱法GPC
（二）仪器和实验技术 2.浓度检测器
示差折光和紫外吸收检测器是最常用。还有红外、电导和介电常数等。 示差折光检测器（RI）：利用溶液与溶剂之间折射率之差来测定浓度的。 优点是：通用性强，只要溶质与溶剂有折射率差别就可以应用。 紫外吸收检测器（UV）：有较强的选择性，它要求溶剂不能有紫外吸收， 比如四氢呋喃必须完全除掉阻聚剂2,6—二叔丁基对甲酚后才能使用。测定 时，波长常固定在一个单一值 （如254nm或280nm）。
凝胶渗透色谱法GPC
二、应用
（二）高分子的测定
3. 控制聚合反应终点
用GPC对聚合反应进行中间控制分析，在达到预定的单体／聚合物比后及 时终止反应，以节省生产时间。
凝胶渗透色谱法GPC
二、应用
（二）高分子的测定
4. 聚合反应过程的控制分析
GPC可用于跟踪缩聚过程，确定终止聚合的最佳时间。
聚：
凝胶渗透色谱法GPC
凝胶渗透色谱法GPC
（三）数据处理
如果GPC仪没有连接分子量检测器，则GPC谱图的横坐标不是分 子量，而是保留体积Ve（或时间），纵坐标是浓度检测器讯号H。
凝胶渗透色谱法GPC
（三）数据处理
1. 校准曲线 Ve与分子量M之间有如下线性关系：
凝胶色谱GPC实验步骤
一、实验目的：1. 掌握PL—120型号凝胶渗透色谱（gel permeation chromatography，GPC）的工作原理。
2. 掌握凝胶渗透色谱仪的基本操作及数据处理方法。
3. 利用凝胶渗透色谱仪测定聚合物的分子量及其分布。
二、基本原理：分子量的多分散性是高聚物的基本特征之一。
聚合物的性能与其分子量和分子量分布密切相关。
凝胶渗透色谱（gel permeation chromatography，GPC）是液相色谱的一个分支，已成为测定聚合物分子量分布和结构的最有效手段。
其还可测定聚合物的支化度，共聚物及共混物的组成。
采用制备型的色谱仪，可将聚合物按分子量的大小分级，制备窄分布试样，供进一步分析和测定其结构。
该方法的优点是：快捷、简便、重视性好、进样量少、自动化程度高。
凝胶色谱的分离机理众说不一，有体积排除、限制扩散、与流动分离等各种解释。
实验证明，体积排除的分离机理起主要作用。
因此，这一技术又被赋予另一个名称：体积排除色谱（size exclusion chromatography，SEC）、图1. GPC分离过程示意图圆球表示颗粒；黑点表示溶质分子在凝胶色谱中会有三种情况，一是分子很小，能进入分子筛全部的内孔隙；二是分子很大，完全不能进入凝胶的任何内孔隙；三是分子大小适中，能进入凝胶的内孔隙中孔径大小相应的部分。
大、中、小三类分子彼此间较易分开，但每种凝胶分离范围之外的分子，在不改变凝胶种类的情况下是很难分离的。
对于分子大小不同，但同属于凝胶分离范围内各种分子，在凝胶床中的分布情况是不同的：分子较大的只能进入孔径较大的那一部分凝胶孔隙内，而分子较小的可进入较多的凝胶颗粒内，这样分子较大的在凝胶床内移动距离较短，分子较小的移动距离较长。
于是分子较大的先通过凝胶床而分子较小的后通过凝胶床，这样就利用分子筛可将分子量不同的物质分离。
另外，凝胶本身具有三维网状结构，大的分子在通过这种网状结构上的孔隙时阻力较大，小分子通过时阻力较小。
凝胶渗透色谱法测高聚物的分子量分布
凝胶渗透色谱法测高聚物的分子量分布聚合物的分子量及分子量分布是聚合物性能的重要参数之一，它对聚合物的物理机械性能影响很大。
在聚合物分子量的测定方法中凝胶渗透色谱法（gel permeation chromatography, GPC）由于其快速方便的特点受到了广泛的应用。
一、实验目的1．了解凝胶渗透色谱法测高聚物分子量分布的原理2．熟悉安捷伦型凝胶渗透色谱仪的简单工作原理和操作。
二、GPC简单原理凝胶渗透色谱（Gel Permeation chromarography 简称GPC）为一种液体色谱，是一种很有效的分离技术。
其分离过程在装填有多种固体的“凝胶”小球的谱柱中进行。
凝胶多为高交联度的聚苯乙烯或多孔硅胶。
这些凝胶孔径的大小要与所分离聚合物的分子尺寸相同。
用待测样品的良溶剂不断淋洗色谱柱，当把用相同溶剂制备的试样稀溶液注入柱前淋洗液中后，待高聚物从柱的尾竿流出时，即得分级。
关于GPC的分离机理，目前尚无一完备的理论，但就目前存在的理论可以分为三大类：平衡排除理论；限制扩散理论；流动分离理论。
其中最常用的，认为起主要作用的是平衡排除理论；流速较低时扩散在分离过程中是不重要的；至于液动分离机理则只在液速很高时才起作用。
按照此理论，GPC是基于大分子尺寸不同而进行分级的。
凝胶孔洞的大小有一定的分布，当溶解的聚合物分子液以多孔小球时，扩散到凝胶孔结构内去的程度依赖于分子的尺寸和凝胶孔径的大小和分布。
尺寸大的分子只能进入凝胶内层的一小部分，或完全被排除在外；而尺寸小的分子则能渗透到大部分的凝胶内层中去，因此分子的尺寸越大，在柱中走的路程越短，相反，分子的尺寸越小，在柱中的路程越长，保留时间也就越长。
这样，当高聚物流经色谱柱时，就按其分子量的大小分开，大分子首先流出，达到分级的目的。
分离过程如图1。
图1 GPC 的分离原理柱子的总体积可分为三部分：凝胶粒间体积V 0，凝胶骨架体积V GM ，凝胶总孔洞体积V i ；如果柱子的总体积为V t则： V t ＝V 0＋V i ＋V GM （1）如果某种尺寸的大分子可进入的孔洞体积为V i acc ，则其淋出体积V c 应为：我们定义分配系数为：i i d V acc V /K ⋅= （2） i d c V K V V +=0 （3）如果K d ＝1，则该分子可进入全部孔洞，此时V c ＝V 0＋V i ；如果K d ＝0则该分子完全被排斥在孔洞之外，此时V ＝V 0。
凝胶渗透色谱法的原理
凝胶渗透色谱法的原理
凝胶渗透色谱法（Gel Permeation Chromatography, GPC），也称为分子筛色谱法，是一种基于溶液中分子大小分离的技术。
该技术被广泛应用于生化、制药、
食品、环境等领域中，用于分离、纯化、鉴定高分子化合物。
凝胶渗透色谱法的原理是利用一系列具有不同孔径大小的凝胶颗粒（Gel）填
充在柱中，样品在柱内由于凝胶颗粒的孔径大小不同而被分离。
样品分子大小与孔径大小相似的凝胶颗粒被卡在凝胶层内部，而分子大小较小的样品则能够进入凝
胶颗粒内部，从而在凝胶层内通过相互作用分离出来。
分子大小大的化合物被挡住，难以进入凝胶颗粒，所以在柱头出现较早的峰；分子大小小的化合物可以进入凝胶颗粒内部，所以在柱头出现较晚的峰。
凝胶渗透色谱法通常使用列柱层析法进行，样品在柱内通过输送溶液、柱内平衡等步骤，实现分离纯化。
在进行凝胶渗透色谱分析时，需要根据样品分子大小的不同选择合适的凝胶颗粒，以获得最佳的分离效果。
同时，在样品分析时还需要注意样品的稳定性、浓度等因素，以避免对分析结果的干扰。
凝胶渗透色谱法具有分离效率高、重复性好、分析速度快等优点，广泛应用于高分子材料的研究与生产领域。
凝胶渗透色谱
凝胶渗透色谱目录一、基本原理 (2)1.1 凝胶的特性 (2)1.2 色谱的分离原理 (3)1.3 凝胶渗透色谱在分离技术中的应用 (5)二、仪器设备 (6)2.1 凝胶渗透色谱仪的主要组成部分 (7)2.2 主要性能指标及选择 (9)2.3 仪器设备的清洁与维护 (9)三、样品前处理 (11)3.1 样品的选择与制备 (11)3.2 样品浓缩与净化 (12)3.3 样品检测方法的建立 (13)四、实验操作流程 (14)4.1 样品进样 (16)4.2 柱塞泵的设置与调节 (17)4.3 检测器的选择与校准 (18)4.4 数据处理与结果分析 (19)五、理论基础与数学模型 (20)5.1 凝胶渗透色谱的理论基础 (22)5.2 数学模型在凝胶渗透色谱中的应用 (23)5.3 实验数据的解释与处理 (24)六、应用领域 (26)6.1 在化学领域中的应用 (28)6.2 在生物医学领域中的应用 (29)6.3 在环境科学领域中的应用 (30)七、常见问题与解决方案 (31)7.1 常见问题及原因分析 (32)7.2 预防措施与解决策略 (33)八、实验安全与防护 (34)8.1 实验室安全规程 (36)8.2 个人防护装备的使用 (37)8.3 应急处理措施 (38)九、最新研究进展 (39)9.1 新型凝胶材料的研究与应用 (40)9.2 色谱技术的创新与发展 (41)9.3 聚合物凝胶渗透色谱法的探索 (43)一、基本原理它的基本原理是利用具有不同孔径大小的多孔凝胶颗粒作为固定相，将待分离的混合物通过凝胶柱进行分离。
在色谱过程中，待分离的混合物会与凝胶颗粒发生相互作用，从而导致不同成分在凝胶颗粒之间的分配系数和扩散速率的差异。
根据这些差异，混合物中的各个成分可以通过不同的时间顺序依次通过凝胶柱，从而实现对混合物中各组分的高效分离。
GPC的关键参数包括：凝胶颗粒的大小和形状；溶液流速；压力；洗脱剂的选择和浓度。
凝胶色谱的基本原理
凝胶色谱的基本原理
凝胶色谱是一种分离和分析生物大分子的常用方法。
其基本原理是利用凝胶材料的孔隙作为分离介质，通过分子在孔隙中的迁移速度和扩散系数的差异来分离目标物质。
在凝胶色谱中，通常使用的凝胶材料包括聚丙烯酰胺凝胶（polyacrylamide gel）和琼脂糖凝胶（agarose gel）。
这些凝胶材料具有不同的孔隙大小和形状，可以选择合适的凝胶进行分离。
分离过程中，待测样品被施加在凝胶上，然后通过电场、重力或化学力等外界驱动力作用下，分子在凝胶孔隙中进行迁移。
由于分子尺寸和形状的不同，它们会因为孔隙的限制而以不同的速度通过凝胶。
较小的分子可以更快地穿过孔隙，而较大的分子则会被孔隙阻碍，速度较慢。
在凝胶色谱中，通常需要加入参考物质，如蓝色染料或特定大小的分子，以确定孔隙的大小和形状，并根据参考物质的迁移位置来确定待测分子的相对大小。
此外，还可以通过改变凝胶材料的浓度、孔隙大小或pH值等条件，调整分离效果以满足实验需求。
凝胶色谱广泛应用于生物大分子的分离和分析，如蛋白质的分离、核酸的分离以及多肽和多糖的分离等。
它具有操作简单、成本低廉、分辨率较高等优点，在生物科学研究和药物开发等领域有重要的应用价值。
凝胶渗透色谱仪(gpc)试验工作原理
凝胶渗透色谱仪(GPC)试验工作原理凝胶渗透色谱(GelPermeationChromatography)也称为体积排除色谱或尺寸排除色谱，是液相色谱的一个分支，是高聚物表征的重要方法之一，可用于小分子物质的分离和鉴定，测定高聚物分子量及其分子量分布情况等。
和高效液相色谱HPLC一样，主要配置有输液泵、进样器、色谱柱、浓度检测器和计算机数据处理系统。
固定相是表面和内部有着各种各样、大小不同的孔洞和通道的微球，可由交联度很高的聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、葡萄糖和琼脂糖的凝胶以及多孔硅胶、多孔玻璃等来制备。
当被分析的聚合物试样随着溶剂引入柱子后，由于浓度的差别，所用溶质分子都力图向填料内部孔洞渗透。
较小的分子除了能进入较大的孔外，还能进入较小的孔；较大的分子就只能进入较大的孔；而比最大的孔还要大的分子就只能停留在填料颗粒之间的空隙中。
随着溶剂洗提过程的进行，经过多次渗透扩散平衡，最大的聚合物分子从载体的粒间首先流出，依次流出的是尺寸较小的分子，最小的分子最后被洗提出来，从而达到依高分子体积进行分离的目的。
最终得出高分子尺寸大小随保留时间(或保留体积V、淋出体积V)变化的曲线，即分子量分布的色谱图。
从聚合物的GPC曲线的形状（对称、不对称、单峰、双峰等）可以粗略地得知该聚合物样品的分子量分布情况，GPC峰的峰宽则可大致反映聚合物的多分散度。
通过计算处理，可以得到聚合物的数均分子量Mn、粘均分子量Mv、重均分子量Mw和z-均分子量Mz，进而得到聚合物的多分散系数d，由此可以获得关于聚合物的多种定性信息。
GPC凝胶渗透色谱常温流动相:水相、THF、DMF、DMSO、三氯甲烷、六氟异丙醇、a-氯奈；高温流动相：DMF（（80℃），三氯苯；可以测相对分子量的流动相：水相、THF、DMF、DMSO、三氯甲烷、六氟异丙醇、a-氯奈、三氯苯；可以测绝对分子量的流动相：水相、THF、DMF、三氯苯。
GPC凝胶渗透色谱测定是高分子相对分子质量及其分布最常用、快速和有效的技术。
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凝胶渗透色谱仪原理
凝胶渗透色谱仪的原理主要是体积排阻的分离机理。
这种分离技术利用具有分子筛性质的固定相，分离相对分子质量较小的物质。
在凝胶渗透色谱中，样品溶液通过色谱柱，其中的不同组分因流体力学体积大小不同而得到分离。
在分离过程中，小分子可以扩散进入凝胶孔内，而大分子则被排阻在外，因此可以按照分子大小进行分离。
凝胶渗透色谱仪的分离过程是在装有多孔物质为填料的色谱柱中进行的，这种色谱柱中的填料颗粒包含许多不同尺寸的小孔，这些小孔对于溶剂分子来说是很大的，可以自由地扩散出入。
此外，凝胶渗透色谱仪还采用了立体排斥理论、有限扩散理论、流动分离理论等分离机理进行分离。
这些理论能够解释凝胶渗透色谱中的各种分离现象与事实，使得凝胶渗透色谱成为一种有效的分离技术。