凝膠滲透色譜

1、凝膠滲透色譜法測定凝膠滲透色譜法測定分子量分布原理分子量分布原理實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握掌握GPC測定物質(zhì)分子量及其分布測定物質(zhì)分子量及其分布的基本原理和儀器的使用方法。的基本原理和儀器的使用方法。2 測定樣品的測定樣品的GPC譜圖，由軟件獲得譜圖，由軟件獲得Mn,Mw,PDI。分類分類 方法方法 固定相固定相 平衡類型平衡類型 氣液色譜氣液色譜 液體吸附液體吸附于于固體固體 氣液間分配氣液間分配 氣固色譜氣固色譜 固體吸附劑固體吸附劑 吸附吸附 氣氣 相相 色色 譜譜 氣相鍵合色譜氣相鍵合色譜 有機(jī)組份鍵合于有機(jī)組份鍵合于固體表面固體表面 液體和鍵合體液體和鍵合體表面間的分配表面間的分配 液

2、液色譜液液色譜 液體吸附液體吸附于于固體固體 不相溶液體間不相溶液體間的分配的分配 液固液固 (吸附吸附)色色譜譜 固體吸附劑固體吸附劑 吸附吸附 液相鍵合色譜液相鍵合色譜 有機(jī)組份鍵合于有機(jī)組份鍵合于固體表面固體表面 液體和鍵合體液體和鍵合體表面間的分配表面間的分配 離子交換色譜離子交換色譜 離子交換樹脂離子交換樹脂 離子交換離子交換 液液 相相 色色 譜譜 凝膠滲透凝膠滲透(尺寸尺寸排阻排阻)色譜色譜 液體附于多孔聚液體附于多孔聚合物合物 分配分配/篩析篩析 超臨界超臨界流體流體 有機(jī)組份鍵合于有機(jī)組份鍵合于固固體表面體表面 超臨界流體和超臨界流體和鍵合相間鍵合相間分配分配 色譜分類色譜分

3、類體積排斥色譜體積排斥色譜 SEC( Size Exclusion Chromatography）的發(fā)展史的發(fā)展史 19531953年年 WheatonWheaton和和BaumanBauman 用多孔離子交換樹脂按用多孔離子交換樹脂按分子量大小分離了苷、多元醇和其它非離子物質(zhì)，分子量大小分離了苷、多元醇和其它非離子物質(zhì)，觀察到分子尺寸排除現(xiàn)象。觀察到分子尺寸排除現(xiàn)象。 19591959年年 PorathPorath和和 FlodinFlodin 用葡聚糖膠聯(lián)制成凝膠用葡聚糖膠聯(lián)制成凝膠來分離水溶液中不同分子量的樣品。來分離水溶液中不同分子量的樣品。 19621962年年 J.C.MooreJ

4、.C.Moore 將高交聯(lián)度聚苯乙烯將高交聯(lián)度聚苯乙烯- -二乙烯基二乙烯基苯樹脂用作柱填料，以連續(xù)式高靈敏度的示差折光苯樹脂用作柱填料，以連續(xù)式高靈敏度的示差折光儀，并以體積計(jì)量方式作圖，制成了快速且自動(dòng)化儀，并以體積計(jì)量方式作圖，制成了快速且自動(dòng)化的高聚物分子量及分子量分布的測定儀，從而創(chuàng)立的高聚物分子量及分子量分布的測定儀，從而創(chuàng)立了液相色譜中的凝膠滲透色譜技術(shù)。了液相色譜中的凝膠滲透色譜技術(shù)。 凝膠色譜的任務(wù)凝膠色譜的任務(wù) 分子量的分布與高分子材料的分子量的分布與高分子材料的所有關(guān)鍵加工特性以及材料性能緊所有關(guān)鍵加工特性以及材料性能緊密相關(guān)密相關(guān)Plastics Technology,

5、 May 1986聚合物的各種平均分子量聚合物的各種平均分子量l用用SEC測得的不同種平均分子量可對(duì)應(yīng)于其他儀器所測得的不同種平均分子量可對(duì)應(yīng)于其他儀器所測的值：測的值：Mn：用滲析計(jì)測出用滲析計(jì)測出( (Osmometry) )Mw：用光散射計(jì)測出用光散射計(jì)測出( (Light Scattering) )Mv：用粘度計(jì)測出用粘度計(jì)測出( (Viscometry)Mz及及Mz+1：用超速離心法測出用超速離心法測出( (Ultracentrifuge) )Mw/Mn：為多分散性為多分散性( (Polydispersity) ) MnMvMwMzMz+1分子量分布分子量分布增加分子量增加分子量PD

6、 = Mw / Mn 增加濃度增加濃度聚合物的分子結(jié)構(gòu)聚合物的分子結(jié)構(gòu)單分散性聚合物單分散性聚合物窄分布聚合物窄分布聚合物中等分布聚合物中等分布聚合物寬分布聚合物寬分布聚合物Mw/Mn = 1.00 Mw/Mn 1.20 Mw/Mn 2.00 分子量分布分子量分布體積排斥色譜（體積排斥色譜（SEC)SEC)工作原理工作原理以多孔樹脂為固定相，用溶劑推動(dòng)分子量大小以多孔樹脂為固定相，用溶劑推動(dòng)分子量大小不同的樣品流過固定相產(chǎn)生大小分子順序流出不同的樣品流過固定相產(chǎn)生大小分子順序流出的分離的分離流出級(jí)份的保留時(shí)間流出級(jí)份的保留時(shí)間（洗脫體積）（洗脫體積）提供其分子提供其分子量量（尺寸）（尺寸）的信

7、息的信息用檢測器得到各流出組分的強(qiáng)度和流出時(shí)間用檢測器得到各流出組分的強(qiáng)度和流出時(shí)間用已知分子量的標(biāo)樣標(biāo)定出流出時(shí)間和分子量用已知分子量的標(biāo)樣標(biāo)定出流出時(shí)間和分子量的關(guān)系的關(guān)系用標(biāo)定好的時(shí)間和分子量的關(guān)系對(duì)未知樣各流用標(biāo)定好的時(shí)間和分子量的關(guān)系對(duì)未知樣各流出級(jí)份的時(shí)間（分子量）和強(qiáng)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算出級(jí)份的時(shí)間（分子量）和強(qiáng)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算得到分子量分布得到分子量分布InOutSR緩沖柱緩沖柱色譜柱色譜柱溶劑輸溶劑輸送系統(tǒng)送系統(tǒng)在線脫氣在線脫氣放空閥放空閥廢液管廢液管示差折光檢測器恒溫區(qū)示差折光檢測器恒溫區(qū)廢廢液液溶溶劑劑進(jìn)樣閥進(jìn)樣閥柱溫箱柱溫箱預(yù)熱板預(yù)熱板自動(dòng)進(jìn)樣器自動(dòng)進(jìn)樣器凝膠滲透色譜凝膠滲透色

8、譜 HLC-8320 GPC生產(chǎn)廠商：日本東曹株式會(huì)社生產(chǎn)廠商：日本東曹株式會(huì)社HLC-8320 GPCHLC-8320 GPC操作規(guī)程操作規(guī)程1 1 打開電腦，點(diǎn)擊打開電腦，點(diǎn)擊EcoSECEcoSEC-WS-WS工作站，輸入密碼，進(jìn)入工作站，輸入密碼，進(jìn)入采集控制應(yīng)用程序。采集控制應(yīng)用程序。2 2 開啟儀器電源，點(diǎn)擊工作站控制系統(tǒng)開啟儀器電源，點(diǎn)擊工作站控制系統(tǒng)PowerPower按鈕，待按鈕，待聯(lián)機(jī)顯示成功后，設(shè)定流速、溫箱溫度和檢測條件。聯(lián)機(jī)顯示成功后，設(shè)定流速、溫箱溫度和檢測條件。3 3 設(shè)定設(shè)定Warm UpWarm Up時(shí)的流速和待機(jī)時(shí)間，并執(zhí)行該程序。時(shí)的流速和待機(jī)時(shí)間，并執(zhí)行

9、該程序。4 4 將待測樣品放入樣品托盤，設(shè)定運(yùn)行時(shí)間、數(shù)據(jù)采將待測樣品放入樣品托盤，設(shè)定運(yùn)行時(shí)間、數(shù)據(jù)采集時(shí)間、樣品測定序列，執(zhí)行集時(shí)間、樣品測定序列，執(zhí)行Analysis Analysis 程序，進(jìn)行標(biāo)程序，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和樣品的測定及數(shù)據(jù)處理。準(zhǔn)物質(zhì)和樣品的測定及數(shù)據(jù)處理。5 5 測試完畢后，執(zhí)行測試完畢后，執(zhí)行Shut DownShut Down程序，待控制面板顯示程序，待控制面板顯示Power Off Power Off 后關(guān)閉儀器電源和電腦。后關(guān)閉儀器電源和電腦。l凝膠滲透色譜凝膠滲透色譜 (GPC: Gel permeation chromatography )主要用于聚合物領(lǐng)域主要

10、用于聚合物領(lǐng)域以有機(jī)溶劑為流動(dòng)相以有機(jī)溶劑為流動(dòng)相(氯仿，氯仿，THF，DMF)常用固定相填料：苯乙烯二乙烯基苯共聚物常用固定相填料：苯乙烯二乙烯基苯共聚物l凝膠過濾色譜凝膠過濾色譜 (GFC:Gel filtration chromatography)主要用于生命科學(xué)領(lǐng)域主要用于生命科學(xué)領(lǐng)域以水溶液為流動(dòng)相以水溶液為流動(dòng)相常用固定相填料：親水性有機(jī)凝膠常用固定相填料：親水性有機(jī)凝膠(葡聚糖，葡聚糖， 瓊脂糖，聚丙烯酰胺等瓊脂糖，聚丙烯酰胺等)SEC SEC 分類分類GPCGPC載體的種類：載體的種類：1. 1. 交聯(lián)聚苯乙烯凝膠交聯(lián)聚苯乙烯凝膠2. 2. 多孔性玻璃多孔性玻璃3. 3. 半硬

11、質(zhì)及軟質(zhì)填料包括聚乙酸乙烯半硬質(zhì)及軟質(zhì)填料包括聚乙酸乙烯酯凝膠及聚丙烯酰胺凝膠酯凝膠及聚丙烯酰胺凝膠4. 4. 木質(zhì)素凝膠等木質(zhì)素凝膠等有機(jī)有機(jī) GPC 介質(zhì)介質(zhì) 懸浮聚合產(chǎn)生苯乙烯基二乙基苯聚合物的單體顆粒懸浮聚合產(chǎn)生苯乙烯基二乙基苯聚合物的單體顆粒 開始的小顆粒融合集合成最終的顆粒開始的小顆粒融合集合成最終的顆粒 仔細(xì)控制反應(yīng)環(huán)境產(chǎn)生出合適的單體孔和顆粒的尺寸仔細(xì)控制反應(yīng)環(huán)境產(chǎn)生出合適的單體孔和顆粒的尺寸Pore Structure Defines Resolving RangeSEC 體積排體積排除色譜（除色譜（GPC）不同）不同于于 HPLC,沒有化學(xué)作沒有化學(xué)作用。用。SEC 體積排

12、體積排除色譜（除色譜（GPC）依靠）依靠單純的物理單純的物理分離原理。分離原理。 時(shí)間時(shí)間 順序順序(A) 樣品進(jìn)入樣品進(jìn)入 (B) 尺寸分離尺寸分離 (C) 大尺寸大尺寸溶質(zhì)溶質(zhì)洗提洗提(D) 小尺寸溶質(zhì)小尺寸溶質(zhì)洗提洗提溶劑流動(dòng)溶劑流動(dòng)混合樣品混合樣品多孔性填料多孔性填料色譜圖（濃度淋洗曲線）色譜圖（濃度淋洗曲線）(A)(B)(C)(D)進(jìn)進(jìn)樣樣保留時(shí)間保留時(shí)間示差檢測器示差檢測器凝膠色譜柱的分離凝膠色譜柱的分離參數(shù)參數(shù)色譜柱體積色譜柱體積+填料顆粒尺寸填料顆粒尺寸0+填料顆粒的孔隙率填料顆粒的孔隙率+0+填料顆粒的形狀填料顆粒的形狀000孔的尺寸分布孔的尺寸分布+0+孔的形狀孔的形狀00

13、00 = 可以忽略的因素可以忽略的因素+ = 影響適中的因素影響適中的因素+ = 影響很大的因素影響很大的因素 凝膠柱的分離按照尺寸進(jìn)行凝膠柱的分離按照尺寸進(jìn)行峰的分離峰的分離峰加寬峰加寬分辨率和準(zhǔn)確率分辨率和準(zhǔn)確率色譜柱填料色譜柱填料:色譜柱對(duì)色譜柱對(duì)GPC/SEC色譜分離的色譜分離的影響影響 分子量分子量MW vs. 淋洗體積淋洗體積淋洗體積淋洗體積 (mL)Log (分子量分子量MW) 10.0 15.0 20.0 25.0 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00全部全部滲入滲入排斥排斥極限極限GPC/SEC體積排斥色譜體積排斥色譜l 排阻極限排阻極限-不能進(jìn)入凝膠顆?？籽▋?nèi)部

14、的最小分子的分不能進(jìn)入凝膠顆?？籽▋?nèi)部的最小分子的分子量。所有大于排阻極限的分子都不能進(jìn)入凝膠子量。所有大于排阻極限的分子都不能進(jìn)入凝膠顆粒內(nèi)部，直接從凝膠顆粒外流出，所以它們同顆粒內(nèi)部，直接從凝膠顆粒外流出，所以它們同時(shí)被最先洗脫出來。排阻極限代表一種凝膠能有時(shí)被最先洗脫出來。排阻極限代表一種凝膠能有效分離的最大分子量，大于這種凝膠的排阻極限效分離的最大分子量，大于這種凝膠的排阻極限的分子用這種凝膠不能得到分離。隨固定相不同，的分子用這種凝膠不能得到分離。隨固定相不同，排阻極限范圍約在排阻極限范圍約在 400400至至6060106106之間。之間。l 滲透極限滲透極限-能夠完全進(jìn)入凝膠顆粒

15、孔穴內(nèi)部的最大分子能夠完全進(jìn)入凝膠顆?？籽▋?nèi)部的最大分子的分子量。在選擇固定相時(shí)，應(yīng)使欲分離樣品粒的分子量。在選擇固定相時(shí)，應(yīng)使欲分離樣品粒子的相對(duì)分子質(zhì)量落在固定相的滲透極限和排阻子的相對(duì)分子質(zhì)量落在固定相的滲透極限和排阻極限之間。極限之間。l使使GPCGPC檢測處在一個(gè)溫度穩(wěn)定的環(huán)境檢測處在一個(gè)溫度穩(wěn)定的環(huán)境l降低流動(dòng)相黏度，使得譜柱內(nèi)部溶劑處于接近理想降低流動(dòng)相黏度，使得譜柱內(nèi)部溶劑處于接近理想的的GPCGPC狀態(tài)（如狀態(tài)（如Polyethylene Polyethylene TerphthalateTerphthalate m-Cresol + 0.05 m LiBr/100 m-Cr

16、esol + 0.05 m LiBr/100 C C）l盡量減輕分子間的弱相互作用（樣品分子間、樣品盡量減輕分子間的弱相互作用（樣品分子間、樣品和溶劑分子間、填料和樣品分子間等）和溶劑分子間、填料和樣品分子間等）l使難于溶解的樣品得以溶解（如聚烯烴使難于溶解的樣品得以溶解（如聚烯烴PEPPPEPP、工程、工程塑料塑料PPSPPS等）等）溶劑（中文）溶劑（中文）溶劑（英文）溶劑（英文）極性極性黏度黏度 （cPcP）沸點(diǎn)沸點(diǎn) （）己烷己烷HexaneHexane7.37.30.330.338686環(huán)己胺環(huán)己胺CyclohexaneCyclohexane8.28.21 18181甲苯甲苯Toluen

17、eToluene8.98.90.590.59110110乙酸乙酯乙酸乙酯Ethyl acetateEthyl acetate9.19.10.450.457777四氫呋喃四氫呋喃EetrahydrofuranEetrahydrofuran9.19.10.550.556666氯仿氯仿ChloroformChloroform9.39.30.570.576161甲乙酮甲乙酮Methyl ethyl Methyl ethyl ketoneketone9.39.30.40.48080二氯甲烷二氯甲烷DichloromethaneDichloromethane9.79.70.390.394040二氯乙烷二氯

18、乙烷DichloroethaneDichloroethane9.89.80.790.798383丙酮丙酮AcetoneAcetone9.99.90.320.325656二氯苯二氯苯DichlorobenzeneDichlorobenzene10101.261.26180180三氯苯三氯苯TrichlorobenzeneTrichlorobenzene10101.891.89213213間甲苯酚間甲苯酚m-Cresolm-Cresol10.210.216.916.9202202臨氯酚臨氯酚o-Chlorophenolo-Chlorophenol10.210.24.114.11175175二甲基乙

19、酰胺二甲基乙酰胺DimethylDimethyl acetamideacetamide10.810.80.770.77166166氮甲基吡咯烷酮氮甲基吡咯烷酮n-Methyl n-Methyl pyrrolidonepyrrolidone11.311.31.651.65202202二甲基亞砜二甲基亞砜DimethylDimethyl sulphoxidesulphoxide12121.11.1189189二甲基甲酰胺二甲基甲酰胺DimethylDimethyl formamideformamide12.112.10.90.9153153六氟乙丙醇六氟乙丙醇Hexafluroisopropano

20、lHexafluroisopropanol12.212.21.021.025858lPolyisobutylenelPolybutylenelChlorinated RubberlPolybutadienelPolyisoprenelPolydimethylsiloxanelChlorinated PolyethylenelPolyethylene EthylacrylatelPolyethylene VinylacetonelPolyethylene Methacrylic acidlPolyphenyleneoxidelPoly-4-methylpentene(1)lPolyethylen

21、elUltra-high Molecular Weight PolyethylenelPolypropylenelPolyetheretherketonelPolyetherketoneTolueneToluene/75%TCB/135 - 160 CTCB/135 - 160 CPhenol/TCB 1:1/145 ClMelamine FormaldehydelNylon (All types)lPolybutylene Terphthalate(PBT)lPolyethylene Terphthalate(PET)lPoly Acrylonitrile(聚丙烯睛聚丙烯睛)lABS (Ac

22、rylonitrile Butadiene Styrene)lASA (Acrylic Styrene AcrylonitrilelABA (Acrylonitrile Butdiene Acrylate)lCarboxymethyl CelluloselABS/PolycarbonatelPolybutadiene AcrylonitrilelPolyurethanelPolyacetallPolyoxymethylenelPolyimidelPolyamide imidelPolyetherimidelPolyethersulfonelPolyvinyldienefluoridelPoly

23、furan FormaldehydeHexafluoroisopropanol + 0.075 MSodium Trifluoroacetate/55 Corm-Cresol + 0.05 m LiBr/100 CDMF + 0.05 m LiBr/85 CDMF + 0.05 m LiBr/145 CN-Methyl Pyrrolidone+ 0.05 m LiBr/100 CDimethylacetamide/60 ClPolycarbonatelPolyglycolic acidlAcrylonitrile MethylmethacrylatelCellulose AcetatelCel

24、lulose Acetate ButyratelCellulose Acetate ProprionatelCellulose NitratelCellulose ProprionatelCellulose TriacetatelDiallyl PhthalatelEthyl CelluloselEpoxylPolyester AlkydlPolybutene(1)lPolybutadiene StyrenelPhenol FormaldehydelPhenol FurfurallPolymethylmethacrylatelPolypropyleneglycollPolystyrenelPo

25、lysulfonelPolyvinylacetatelPolyvinylbutyrallPolyvinylchloridelPolyvinylchloride AcetatelPolyvinyldienechloridelPolyvinylformallPolystyrene AcrylonitrilelPolystyrene AlphamethylstyrenelPolyester ThermosetlPhenolicslRosin AcidslPolyglycolic AcidMethyl Chloridegamma-Butyl LactoneTHF/40 C參數(shù)參數(shù)溶質(zhì)構(gòu)造溶質(zhì)構(gòu)造+溶劑

26、流速溶劑流速0+溶劑粘度溶劑粘度0+溫度溫度0+0 = 可以忽略的因素可以忽略的因素+ = 影響適中的因素影響適中的因素+ = 影響很大的因素影響很大的因素 峰的分離峰的分離峰加寬峰加寬分辨率和準(zhǔn)確率分辨率和準(zhǔn)確率影響影響 GPC/SEC色譜分離色譜分離操作參數(shù)的因素摘要操作參數(shù)的因素摘要實(shí)驗(yàn)所需時(shí)間可以預(yù)知實(shí)驗(yàn)所需時(shí)間可以預(yù)知整個(gè)洗脫過程用恒定比例的淋洗液，不能用梯整個(gè)洗脫過程用恒定比例的淋洗液，不能用梯度洗脫度洗脫一般情況下一般情況下試樣能溶解就能測定，減少了用于試樣能溶解就能測定，減少了用于摸索實(shí)驗(yàn)條件所需的時(shí)間摸索實(shí)驗(yàn)條件所需的時(shí)間組分的保留時(shí)間提供其分子尺寸的信息組分的保留時(shí)間提供其

27、分子尺寸的信息以時(shí)間順序流出的級(jí)份進(jìn)行分級(jí)收集就得到了以時(shí)間順序流出的級(jí)份進(jìn)行分級(jí)收集就得到了目標(biāo)分子量的樣品可以進(jìn)一步分析（目標(biāo)分子量的樣品可以進(jìn)一步分析（GPC cleanup）Temp.(Deg C)18.519.019.520.0MV-1.000.001.002.00Minutes51015202530354045505560657075實(shí)驗(yàn)室溫度波動(dòng)對(duì)實(shí)驗(yàn)室溫度波動(dòng)對(duì)RI檢測器基線的影響檢測器基線的影響Mobil Phase Methanol 0.25/mL minuteDetector Temp 35 CNo Column Heater UsedRoom TemperatureRI

28、 Baselinel紫外檢測器（濃度型）紫外檢測器（濃度型）l粘度檢測器（分子量型）粘度檢測器（分子量型）l多角激光光散射檢測器（分子量型）多角激光光散射檢測器（分子量型）l紅外接口（特征基團(tuán)型為測量短鏈支化）紅外接口（特征基團(tuán)型為測量短鏈支化）l輸液系統(tǒng)輸液系統(tǒng)l樣品制備樣品制備l進(jìn)樣系統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng)l柱溫變化柱溫變化l色譜柱性能色譜柱性能l檢測器檢測器l流動(dòng)相流動(dòng)相l(xiāng)標(biāo)樣類型的選擇和分子量范圍的選定標(biāo)樣類型的選擇和分子量范圍的選定l高流速精度是獲得高流速精度是獲得重現(xiàn)性重現(xiàn)性GPC結(jié)果的結(jié)果的基礎(chǔ)基礎(chǔ)l微小的流速誤差會(huì)微小的流速誤差會(huì)導(dǎo)致分子量計(jì)算的導(dǎo)致分子量計(jì)算的很大誤差很大誤差l使用參考峰

29、使用參考峰( (Flow Markers) )的技術(shù)可的技術(shù)可校正流速誤差校正流速誤差固態(tài)固態(tài) ( (半結(jié)晶半結(jié)晶) )液態(tài)液態(tài) ( (稀溶液稀溶液) )l溶劑必須聚合物鏈打開成最放松的狀態(tài)溶劑必須聚合物鏈打開成最放松的狀態(tài)l允許充分的時(shí)間讓鏈展開允許充分的時(shí)間讓鏈展開有些聚合物需要大于有些聚合物需要大于3小時(shí)小時(shí)l分子量及結(jié)晶度愈大，所需真正溶解的時(shí)間就分子量及結(jié)晶度愈大，所需真正溶解的時(shí)間就越多越多l(xiāng)某些結(jié)晶的聚合物需要加熱某些結(jié)晶的聚合物需要加熱l除非該樣品可能會(huì)有剪切效應(yīng)發(fā)生，聚合物溶除非該樣品可能會(huì)有剪切效應(yīng)發(fā)生，聚合物溶液必須過濾液必須過濾l為了增加樣品的溶解，可輕微擾動(dòng)（不要?jiǎng)×?/p>

30、為了增加樣品的溶解，可輕微擾動(dòng)（不要?jiǎng)×覔u動(dòng)或用超聲）搖動(dòng)或用超聲）l窄分布標(biāo)樣不必過濾，高分子量標(biāo)樣也不要?jiǎng)≌植紭?biāo)樣不必過濾，高分子量標(biāo)樣也不要?jiǎng)×覔u動(dòng)烈搖動(dòng)l可使用在線過濾器，但是不推薦使用保護(hù)柱可使用在線過濾器，但是不推薦使用保護(hù)柱 由于凝膠色譜中濃度檢測通常使用示差折光檢測由于凝膠色譜中濃度檢測通常使用示差折光檢測器，其靈敏度不太高，所以試樣的濃度不能配置器，其靈敏度不太高，所以試樣的濃度不能配置得太稀。但另一方面色譜柱的負(fù)荷量是有限的，得太稀。但另一方面色譜柱的負(fù)荷量是有限的，濃度太大易發(fā)生濃度太大易發(fā)生“超載超載”現(xiàn)象。現(xiàn)象。一般情況下，進(jìn)樣濃度按分子質(zhì)量大小的不同在一般情況下，

31、進(jìn)樣濃度按分子質(zhì)量大小的不同在0.050.050.5%0.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）范圍內(nèi)配置。分子質(zhì)量范圍內(nèi)配置。分子質(zhì)量越大，溶液濃度越低。越大，溶液濃度越低。標(biāo)樣配制應(yīng)該嚴(yán)格按照標(biāo)樣說明書進(jìn)行。通常室標(biāo)樣配制應(yīng)該嚴(yán)格按照標(biāo)樣說明書進(jìn)行。通常室溫靜置溫靜置1212小時(shí)以上，然后輕輕混勻。絕對(duì)不能超小時(shí)以上，然后輕輕混勻。絕對(duì)不能超聲或者劇烈振蕩來加速溶解。聲或者劇烈振蕩來加速溶解。溶液進(jìn)樣前應(yīng)先經(jīng)過溶液進(jìn)樣前應(yīng)先經(jīng)過過濾過濾，以防止固體顆粒進(jìn)入，以防止固體顆粒進(jìn)入色譜柱內(nèi)，引起柱內(nèi)堵塞，損壞色譜柱。色譜柱內(nèi)，引起柱內(nèi)堵塞，損壞色譜柱。l40 瓶位樣品盤瓶位樣品盤l2ml 玻璃瓶卷邊壓緊鋁

32、瓶蓋玻璃瓶卷邊壓緊鋁瓶蓋l優(yōu)先進(jìn)樣的樣品緩慢攪拌優(yōu)先進(jìn)樣的樣品緩慢攪拌l雙溫區(qū)設(shè)計(jì)是降解風(fēng)險(xiǎn)降至最低雙溫區(qū)設(shè)計(jì)是降解風(fēng)險(xiǎn)降至最低 進(jìn)樣點(diǎn)進(jìn)樣點(diǎn)熱區(qū)熱區(qū)溫區(qū)溫區(qū)50 100 200 溫度溫度 (C)-20 -10 0 10 20 瓶位瓶位Carousel Motion進(jìn)樣點(diǎn)進(jìn)樣點(diǎn)Agitatedl在柱溫箱中平衡的進(jìn)樣在柱溫箱中平衡的進(jìn)樣瓶可編程瓶可編程lExcess solution returned to viallInjection precision RSD 1% with no cross contaminationlNew Multiple Injection capability u

33、p to 3 injections per vial.柱溫箱柱溫箱進(jìn)樣閥進(jìn)樣閥 MIXED bed columns give extended range over individual pore size Manufactured to give no discontinuities Combine individual pore size columns to extend range Can cause peak shape variation due to mismatch in pore volumel 色譜柱對(duì)數(shù)據(jù)的影響色譜柱對(duì)數(shù)據(jù)的影響 GPC色譜柱選擇色譜柱選擇l按照樣品所溶解

34、的溶劑來選擇柱子所屬系列按照樣品所溶解的溶劑來選擇柱子所屬系列-溶劑一般為溶劑一般為THF、氯仿、氯仿、DMF等，必須選擇等，必須選擇合適的溶劑來溶解聚合物。合適的溶劑來溶解聚合物。l按照樣品分子量范圍來選擇柱子型號(hào)按照樣品分子量范圍來選擇柱子型號(hào)-樣品分子量應(yīng)該處在排阻極限和滲透極限范樣品分子量應(yīng)該處在排阻極限和滲透極限范圍內(nèi)，并且最好是處在校正曲線線性范圍內(nèi)圍內(nèi)，并且最好是處在校正曲線線性范圍內(nèi)l柱效率柱效率N和分離度和分離度R -色譜柱的效率可借用色譜柱的效率可借用“理論塔板數(shù)理論塔板數(shù)”N進(jìn)行描進(jìn)行描述。述。兩個(gè)樣品達(dá)到完全分離，兩個(gè)樣品達(dá)到完全分離，R應(yīng)等于或大于應(yīng)等于或大于1，如果

35、，如果R小小于于1，則分離是不完全的。，則分離是不完全的。l聚苯乙烯聚苯乙烯(PS，溶于各種有機(jī)溶劑，溶于各種有機(jī)溶劑)l聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)l聚環(huán)氧乙烷聚環(huán)氧乙烷 (PEO，也叫聚氧化乙烯，溶于水，也叫聚氧化乙烯，溶于水)l聚乙二醇聚乙二醇(PEG，溶于水，溶于水)(PEO與與PEG的碳鏈骨架相同，但是的碳鏈骨架相同，但是其合成原料其合成原料和封端不同，由于原料的性質(zhì)，使其產(chǎn)物的分和封端不同，由于原料的性質(zhì)，使其產(chǎn)物的分子量和結(jié)構(gòu)都有一定的區(qū)別。子量和結(jié)構(gòu)都有一定的區(qū)別。PEO常是指一端常是指一端為甲基封端，一端為羥基封端的聚環(huán)氧乙烷，為甲基封端，一端為羥基封端的聚環(huán)

36、氧乙烷，而而PEG一般是兩端都是羥基封端的聚乙二醇。一般是兩端都是羥基封端的聚乙二醇。) l 標(biāo)標(biāo) 樣樣樣品分子量應(yīng)該處在標(biāo)樣分子量范圍以內(nèi)。樣品分子量應(yīng)該處在標(biāo)樣分子量范圍以內(nèi)。LogMmin345676.008.0010.00分子量校準(zhǔn)曲線分子量校準(zhǔn)曲線l多檢測器的應(yīng)用多檢測器的應(yīng)用l快速快速GPC技術(shù)技術(shù)l微流量微流量GPC技術(shù)技術(shù)l新型色譜柱技術(shù)新型色譜柱技術(shù)配置方法配置方法分子量分子量支化支化回轉(zhuǎn)半徑回轉(zhuǎn)半徑傳統(tǒng)傳統(tǒng)GPCGPC相對(duì)于標(biāo)樣的色譜柱校正，得相對(duì)于標(biāo)樣的色譜柱校正，得到相對(duì)分子量到相對(duì)分子量不能不能不能不能使用普適校使用普適校正的傳統(tǒng)正的傳統(tǒng)GPCGPC需從文獻(xiàn)上得到需從

37、文獻(xiàn)上得到準(zhǔn)確準(zhǔn)確的的K/aK/a值，值，對(duì)相對(duì)分子量進(jìn)行的色譜柱普對(duì)相對(duì)分子量進(jìn)行的色譜柱普適校正得到絕對(duì)分子量適校正得到絕對(duì)分子量不能不能不能不能配了黏度檢配了黏度檢測器的測器的GPCGPC測出特性黏數(shù)，得到測出特性黏數(shù)，得到K/aK/a值的值的普適校正普適校正能，直接從能，直接從特性黏數(shù)測特性黏數(shù)測出出能，但是間接得能，但是間接得到到配了多角激配了多角激光檢測器的光檢測器的GPCGPC絕對(duì)測出，無需色譜柱校正絕對(duì)測出，無需色譜柱校正能，但要符能，但要符合一些假設(shè)合一些假設(shè)能，當(dāng)有兩個(gè)測能，當(dāng)有兩個(gè)測量角以上量角以上三檢測器聯(lián)三檢測器聯(lián)用的用的GPCGPC準(zhǔn)確結(jié)果準(zhǔn)確結(jié)果能能能能The M

38、WDs indicate the samples to be extremely heterogeneous and gave multi-modal distributions. The Mark-Houwink plots show that although two of the samples (grey traces) were similar in structure, the third (black trace) gave lower values of intrinsic viscosity at any given molecular weight, indicative

39、of the more dense polymer structure which accompanies an increase in the level of polymer branching.l 聚合物色譜中的檢測器聚合物色譜中的檢測器l濃度濃度響應(yīng)值正比于濃度響應(yīng)值正比于濃度C實(shí)例：示差實(shí)例：示差( (refractometer) )檢測器檢測器 N = ( (dn/dc) ) C紫外檢測器紫外檢測器蒸發(fā)光散射檢測器蒸發(fā)光散射檢測器l使用單一濃度型檢測器的體積排除分離模式色使用單一濃度型檢測器的體積排除分離模式色譜被稱作譜被稱作 傳統(tǒng)傳統(tǒng)GPCl濃度濃度示差，紫外，蒸發(fā)光散射示差，紫

40、外，蒸發(fā)光散射( (ELSD) )，l分子量敏感分子量敏感 粘度，光散射粘度，光散射l組成組成 多波長紫外，示差多波長紫外，示差+紫外，紫外，質(zhì)譜質(zhì)譜( (MS) )，付里付里葉變換紅外葉變換紅外( (FTIR) )， “絕對(duì)絕對(duì)”分子量分布的測定分子量分布的測定lRI/V 檢測器結(jié)合使用檢測器結(jié)合使用lVI的響應(yīng)值正比于的響應(yīng)值正比于 C H / M = C H，大分子的尺寸；流體力學(xué)體積大分子的尺寸；流體力學(xué)體積 = VI / RI，特征粘度特征粘度( (intrinsic viscosity) ) l普適校正的假設(shè)普適校正的假設(shè)：具有同樣大小具有同樣大小( (H) )的大分子應(yīng)有同樣的洗脫體積，的大分子應(yīng)有同樣的洗脫體積，即依賴性即依賴性在給定的流動(dòng)相、色譜柱組及溫度下，在給定的流動(dòng)相、色譜柱組及溫度下，H = H( (V) )是通用的是通用的Log H246810Elution volume V, mL16182022242628RI/V 檢測器結(jié)合使用，第一步：用檢測器結(jié)合使用，第一步：用任何任何 窄分布標(biāo)樣窄分布標(biāo)樣( (化學(xué)結(jié)構(gòu)不重要化學(xué)結(jié)構(gòu)不重要) )建立普適校正曲線建立普適校正曲線 ST = VI / RI for each standard H = MST ST for each standard Polynomial fit to