GPC等谱图
GPC测试(凝胶渗透色谱)原理流动相选择
GPC测试（凝胶渗透色谱）原理流动相选择GPC（凝胶渗透色谱）是一种分离和测定聚合物分子量分布的技术，通过测量聚合物在流动相中的滞留体积，可以得到聚合物分子量分布曲线。
凝胶渗透色谱的原理是根据聚合物的分子量在凝胶柱中的渗透速率来进行分离，分离和分析的主要原理是聚合物的分子量决定了其在凝胶柱中的滞留时间，从而实现了聚合物的分离和测定。
在凝胶渗透色谱中，聚合物样品首先通过一个高分子量的凝胶柱，凝胶柱通常由交联的聚合物或聚合物微球构成。
聚合物样品在凝胶柱中开始渗透，较大的分子量的聚合物由于其更大的体积，被凝胶柱所限制，以较慢的速度渗透，而较小分子量的聚合物则可以更容易地通过凝胶柱，渗透速度较快。
为了实现凝胶渗透色谱的分离，需要选择适当的流动相。
一般来说，流动相选择要考虑到以下几个方面：1.溶解聚合物：流动相需要能够充分溶解聚合物样品，以保证其能够在凝胶柱中进行渗透。
2.不与凝胶相互溶解：流动相不应与凝胶柱中的凝胶产生相互溶解的现象，以防止凝胶柱的损坏。
3.低粘度：流动相应具有低粘度，以保证样品在凝胶柱中的渗透速度。
4.无吸附性：流动相应具有无吸附性，以防止聚合物在凝胶柱中的吸附过程影响分离效果。
5.运动稳定性：流动相应具有良好的运动稳定性，以保证聚合物在凝胶柱中的渗透速度相对稳定。
根据具体的聚合物样品和分析目的，可以选择不同类型的流动相，常用的包括溶剂、盐溶液、混合溶液等。
此外，还可以添加特定的添加剂来改变流动相的性质，比如增加表面活性剂或有机溶剂来调节流动相的溶解性和吸附性。
总体而言，流动相的选择在凝胶渗透色谱中起着关键的作用，能够影响分离的效果和分析结果的准确性。
因此，在实际应用中需要根据样品的特性和分析要求进行合理的流动相选择，以达到准确、可靠的分析结果。
第2章 凝胶渗透色谱
泵系统:包括一个溶剂贮存器、一套脱气装
置和一个高压泵。它的工作是使流动相(溶 剂)以恒定的流速流入色谱柱。泵的工作状 况好坏直接影响着最终数据的准确性。越 是精密的仪器，要求泵的工作状态越稳定。 要求流量的误差应该低于0.01mL／min。 进样系统:凝胶色谱仪都配备有一个阀环和 一个隔膜进样器，对于粘度较大的试样， 常可通过阀环来进样。
填料（根据所使用的溶剂选择填料，对填料最 基本的要求是填料不能被溶剂溶解）：交联 聚苯乙烯凝胶（适用于有机溶剂，可耐高 温）、交联聚乙酸乙烯酯凝胶（最高100℃， 适用于乙醇、丙酮一类极性溶剂）多孔硅球 （适用于水和有机溶剂）、多孔玻璃、多孔 氧化铝（适用于水和有机溶剂） 柱子：玻璃、不锈钢
溶剂： 选用原则： (a)所用的有机溶剂必须很好地溶解试样。 (b)所用的有机溶剂能够很好地将凝胶溶胀(这
提高而提高，例如，抗张强度、冲击强度、 弹性模量、硬度、抗应力开裂、粘合强度随 之提高。为此我们期望聚合物材料有较高的 分子量。另一方面，太高的分子量又给材料 加工造成困难。兼顾到材料的使用性能与加 工性能两方面的要求，高分子的分子量大小 应控制在一定范围之内。
分子量分布的表示方法
⑴分子量分布曲线 图给出两种宽窄不同的聚合物分子量分布示意图，图中 标出各平均分子量的大概位置。
相对分子质量检测器：间接法和直接法。 间接法即体积指示法：由于凝胶色谱法是按 分子尺寸大小来分离的，对给定的色谱柱而 言，一定大小的分子必然在一定体积时淋出， 如果用已知相对分子质量的标准物质标定好 色谱柱，得到一系列的相对分子质量与淋洗 体积的关系，对未知样品只要测得淋洗体积， 用上述的相对分子质量与淋洗体积的关系， 即可求出该试样的相对分子质量。
二十世纪60年代J.C.Moore在总结了前人经验的基 础上，结合大网状结构离子交换树脂制备的经验， 将高交联度聚苯乙烯凝胶用作柱填料，同时配以连 续式高灵敏度的示差折光仪，制成了快速且自动化 的高聚物分子量及分子量分布的测定仪，从而创立 了液相色谱中的凝胶渗透色谱技术。 不仅可用于小分子物质的分离和鉴定，而且可以用 来分析化学性质相同分子体积不同的高分子同系物。 (聚合物在分离柱上按分子流体力学体积大小被分离 开）
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。
凝胶渗透色谱法
凝胶渗透色谱法（GPC）一、凝胶渗透色谱凝胶渗透色谱Gel Permeation Chromatography（GPC)，一种新型的液体色谱，原理是利用高分子溶液通过一个装填凝胶的柱子，在柱子中按分子大小进行分离。
柱子为玻璃柱或金属柱，内填装有交联度很高的球形凝胶。
其中的凝胶类型有很多，都是根据具体的要求而确定（常用的有聚苯乙烯凝胶）。
然而，无论哪一种填料，他们都有一个共同点，就是球形凝胶本身都有很多按一定分布的大小不同的孔洞（见图1）。
图1 GPC分离原理不仅可用于小分子物质的分离与鉴定，而且可作为用来分析化学性质相同但分子体积不同的高分子同系物。
可以快速、自动测定高聚物的平均分子量及分子量分布。
现阶段，已经成为最为重要的测定聚合物的分子量与分子量分布的方法。
二、测定原理凝胶色谱法的固定相采用凝胶状多孔性填充剂，是根据样品中各种分子流体力学提及的不同进行分离的。
比凝胶孔径大的分子完全不能进入孔内，随流动相沿凝胶颗粒间流出柱外，而娇小的分子则可或多或少地进入孔内。
因此大分子流程短，保留值小；小分子流程长，保留值大，所以凝胶色谱是按分子流体力学体积的大小，从大到小顺序进行分离的。
（见图2）图2 GPC淋出曲线溶质分子的体积越小，其淋出体积越大，这种解释不考虑溶质与载体间的吸附效应以及溶质在流动相和固定相中的分配效应，其淋出体积仅仅由溶质分子的尺寸和载体的孔径尺寸决定，分离完全是由于体积排除效应所致。
凝胶色谱的特点是样品的保留体积不会超出色谱柱中溶剂的总量，因为保留值的范围是可以推测的，这样可以每隔一定时间连续进样而不会造成谱峰的重叠，提高了仪器的使用率。
三、分子量校正曲线（LogM-V曲线）凝胶色谱图计算样品的分子量分布的关键是把凝胶色谱曲线中的淋洗体积V转化成分子量M，这种分子量的对数值与淋洗体积之间的曲线(LogM-V)称之为分子量校正曲线（见图3）。
图3 分子量校正(LogM-V)曲线➢排阻极限排阻极限是指不能进入凝胶颗粒空穴内部的最小分子的分子量。
凝胶渗透色谱
能够完全进入凝胶颗粒孔穴内部的最大分子的分子量。在 选择固定相时，应使欲分离样品粒子的相对分子质量落在固定 相的渗透极限和排阻极限之间。
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应用GPC峰高法计算平均分子量
Hi： 峰高 Mi：分子量
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三、GPC仪器配置
GPC仪的组成： 泵系统、（自动）进样系统、凝胶色谱柱、 检测系统和数据采集与处理系统。
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四、实验部分
直接法：
◆把激光光散射与凝胶色谱仪联用，在得到浓度谱图的 同时，还可得到散射光强对淋出体积的谱图，从而计 算出分子量分布曲线和整个试样的各种平均分子量。
◆把GPC仪与光散射仪连用，由光散射仪连续测定聚合 物样品中各个级分的相对分子质量，由GPC仪中的浓 度示差检测器检测各个级分的浓度，就可以得到聚合 物的各种平均相对分子质量。
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校正曲线
逐一注入聚合物标样以确定分子量与保留时间的关系
ID
Time
MW
1
14.797
853000
log(M.W.) 6.0 1
2
15.559
380000
5.5
3
16.239
186000
4
16.888
100000
5.0
5
17.476
48000
6
18.032
23700
4.5
7
18.495
12200
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色谱柱：
按照样品所溶解的溶剂来选择柱子所属系列 ◇THF、氯仿、DMF。 ◇必须选择合适的溶剂来溶解聚合物。 按照样品分子量范围来选择柱子型号 ◇样品分子量应处在排阻极限和渗透极限范围内，并且 最好是处在校正曲线线性范围内。 载体是GPC产生分离作用的关键。
gpc 色谱柱 水相
gpc 色谱柱 水相
GPC（凝胶渗透色谱）色谱柱通常用于分离和分析高分子量化合物，如聚合物、蛋白质、多糖等。
水相（GPC（色谱柱是指使用水作为流动相的（GPC（色谱柱。
在水相（GPC（色谱柱中，流动相通常是水或含有少量有机溶剂的水相体系。
这种色谱柱通常使用亲水性交联凝胶作为固定相，如葡聚糖凝胶、琼脂糖凝胶等。
这些凝胶具有一定的孔径大小，能够根据分子量大小对高分子化合物进行分离。
水相（GPC（色谱柱的优点包括分离效果好、柱子寿命长、操作简单等。
但是，水相（GPC（色谱柱也存在一些缺点，如对低分子量化合物的分离效果较差、对柱子的要求较高等。
总之，水相（GPC（色谱柱是一种常用的分离和分析高分子量化合物的色谱柱，其分离效果和柱子寿命取决于柱子的质量和使用条件。
凝胶渗透色谱概述
1. 凝胶渗透色谱的简单回顾凝胶渗透色谱[GPC（Gel Permeation Chromatography）][也称作体积排斥色谱(Size Exclusion Chromatography)]是三十年前才发展起来的一种新型液相色谱，是色谱中较新的分离技术之一。
利用多孔性物质按分子体积大小进行分离，在六十年前就已有报道。
Mc Bain用人造沸石成功地分离了气体和低分子量的有机化合物，1953年Wheaton和Bauman用离子交换树脂按分子量大小分离了苷、多元醇和其它非离子物质。
1959年Porath和Flodin 用交联的缩聚葡糖制成凝胶来分离水溶液中不同分子量的样品。
而对于有机溶剂体系的凝胶渗透色谱来说，首先需要解决的是制备出适用于有机溶剂的凝胶。
二十世纪60年代J.C.Moore在总结了前人经验的基础上，结合大网状结构离子交换树脂制备的经验，将高交联度聚苯乙烯凝胶用作柱填料，同时配以连续式高灵敏度的示差折光仪，制成了快速且自动化的高聚物分子量及分子量分布的测定仪，从而创立了液相色谱中的凝胶渗透色谱技术。
2. 凝胶渗透色谱的应用三十多年来，凝胶渗透色谱的理论、实验技术和仪器的性能等方面有了突飞猛进的发展。
尤其是随着新型柱填料的诞生、高效填充柱的出现(目前其理论塔板数已超过10000/米)以及计算机的普及，凝胶渗透色谱在工业、农业、医药、卫生、国防、宇航以及日常生活的各个领域得到了广泛的应用。
特别是近年来，随着各种高分子材料的问世，人们对高分子科学的不断探索，高聚物的分子量及其分布的测定显得尤为重要，成为科研和生产中不可缺少的测试项目之一。
例如：常见的聚苯乙烯塑料制品，其分子量为十几万，如果聚苯乙烯的分子量低至几千，就不能成型；相反，当分子量大到几百万，甚至几千万，它又难以加工，失去了实用意义。
科研和生产上通过控制高聚物的分子量及其分布宽度指数D(D=Mw/Mn)、分子量微分分布曲线、分子量积分分布曲线来生产出性能最佳的高聚物产品。
GPC测试分子量指标
GPC全称Gel Permeation Chromatography，翻译成中文为凝胶渗透，也称作体积排斥色谱(Size Exclusion Chromatography)，该法不需要有机溶剂，对高分子物质有很高的分离效果，所以主要用于高聚物的相对分子质量分级分析以及相对分子质量分布测试。今天我们主要来看一下它有哪些分子量指标。
色谱图(Chromatogram) : 色谱柱流出物通过检测器时所产生的响应信号对时间的曲线图,其纵坐标为信号强度,横坐标为时间。 色谱峰(Peak):色谱柱流出组分通过检测器时产生的响应信号。 峰底(Peak Base):峰的起点与终点之间连接的直线。 峰高(Peak Height):峰最大值到峰底的距离。 峰面积(Peak Area):峰与峰底之间的面积,又称响应值。 基线(Baseline):在正常操作条件下,仅由流动相所产生的响应信号。 基线飘移(Baseline Drift):基线随时间定向的缓慢变化。 基线噪声(N)N)(Baseline Noise):由各种因素所引起的基线波动。 谱带扩展(Band Broadening):由于纵向扩散,传质阻力等因素的影响，使组分在色谱柱内移动过程中谱带宽度增加的现象。 保留时间(tR)(Retention time):组分从进样到出现峰最大值所需的时间。 死时间(t0)(Dead time):不被固定相滞留的组分,从进样到出现峰最大值所需的时间。
保留体积(VR)(Retention volume):组分从进样到出现峰最大值所需的流动相体积。 死体积(V0)(Dead volume):不被固定相滞留的组分,从进样到出现峰最大值所需的流动相体积。 等度：在整个运行过程中溶剂组成保持不变，如(60:40 甲醇/水)。 梯度：在运行过程中溶剂组成变化，渐变或台阶式变化，如100%的 H20/ 0%的MeOH到0%的H2O/100%的MeOH。 分离度：用于评价待测物质与被分离物质之间的分离程度，是衡量色谱系统分离效能的关键指标。除另有规定外，待测物质色谱峰与相邻色谱峰之间的分离度应大1.5 。 上海博焱检测技术服务有限公司从事专业的分子量测试、分子量检测，可提供重均，数均，Z均，分散系数，分布曲线图以及原始数据。测试方法是凝胶渗透色谱，即GPC测试。测试体系包括THF体系，DMF体系，DMSO体系，氯仿体系，水相体系，以及高温三氯苯体系。拥有多台进口GPC仪器，提供各种聚合物及其它各种产品的分子量测试，分子量检测服务。