GPC详细资料介绍

GPC详细资料介绍
1、一般地，传统的单一检测器的GPC，例如：由液相色谱仪改造而
来的GPC，只需要进样量20ul（微升）或稍多，而且对浓度没有很精确的
要求，一般只有一个浓度范围。

这个范围对应于柱子的分离能力和检测器
的量程。

而浓度的具体大小，则也与分子量有关系！当分子量越大时，浓
度应该减小；反之，浓度应该增大。

但是浓度太大，则会出现堵柱子，而
且也会使检测器出现平头峰；浓度太小则会出现检测器检测不到信号的情况。

一般都在几毫克/毫升的浓度比较合适。

对于先进的多检测器GPC，则进样量要大很多了，至少也要50ul，甚
至100、200ul也不稀奇。

这样算下来，样品量就不少了。

之所以说可能需要很多样品，是因为与具体方法有关。

如果样品本身
是没有经典的GPC方法，需要摸索、建立一个新方法的话，那么样品需要
量确实会大一些，特别是对一些新合成的样品，你很难确定他用什么溶剂
溶解样品更合适，这时候就需要你去尝试，或者去查文献。

此时样品消耗
是很大的！例如，我在仪器信息网上介绍过的聚乳酸样品的情况就是如此：当样品高度支化甚至成为星形支化时，传统的THF溶剂已经不能用了，需
要换溶剂！而做出这一判断也是非常难的！在这一过程中，样品的消耗是
非常大的，虽然浓度很低。

但是由于进样频繁，所以配制的样品溶液，会
较快消耗。

此外，样品量过少，也会带来样品典型性差的问题。

所以，在工业生
产企业的质量检验中，往往需要较大的样品量来配制成较多的样品溶液以
避免典型性不足的问题，尽管实际进样量很小。

样品量少，往往是由于聚合规模小，实验室的小型合成，或者样品是
昂贵、难得的生化类样品，如：蛋白质、多糖等。

解决这类问题，可以选
择微量GPC，但是价格非常昂贵。

一般地，聚合物都不存在这类问题，无
非是多聚合些样品出来，样品本身不是很值钱。

而对于生化类样品，一般GPC就没办法了，要么多弄些样品，要么买微量GPC。

但是一般也是选择
前者，因为你还需要作重复性和重现性呢，并不是做一次进样就完了！最
起码要进两针啊。

如果遇到柱效有问题，那么你还需要重新做标准曲线。

2、GPC可以改用不同流动相，包括水，DMF，CHCl3，THF等，但是要
配备不同的柱子。

楼主说流动相中要加入少量的三乙胺，主要原因是用THF做流动相时，聚合物出峰不是很好，有时候峰比较宽，PDI就上去了，这种情况往往出现在聚合物中含有很多阳离子或阴离子。

正常的聚合物测GPC是不需要加三乙胺的。

如果楼主做过HPLC就知道了，HPLC中流动相
往往都需要加入三氟乙酸或者氨水，这样有利于出峰的峰型好看，好准确
测定其保留时间。

3、呵呵，难道紫外检测器不是通用型检测器吗？确如你所说，示差
折光检测器存在这样那样的不足，但是由于绝大多数聚合物没有紫外吸收，或者紫外吸收很弱，所以示差折光检测器也就应运而生了，而且在GPC中
得到广泛应用。

目前，示差折光检测器的地位，还是无法替代的，尤其是
随着激光散射检测器的广泛应用，RI更是不可或缺的了，这也是紫外检
测器所无法比拟的。

何况，虽然RI检测器灵敏度稍低些，但是由于激光
散射检测器LS灵敏度远高于紫外检测器，而且一步得到绝对分子量，所
以RI与LS的结合，不仅具有更强大的功能、更多的数据信息量，而且灵
敏度、精度和重现性都更好，于是就把紫外UV远远
甩在身后了。

紫外之所以落后就是因为在LS中，需要一个数据：
dn/dc值，这个数据可以由示差折光检测器得到，而紫外不能！所以，LS
需要与RI结合而可以不需要UV了。

此外，根据样品分子量大小，改变样
品浓度或者进样量，以及配置脱气机，都可以提高GPC系统的灵敏度和分
析效果。

特别是脱气机，对于本体粘度较小的流动相，不配置脱气机，就
会造成气泡影响色谱图基线，从而影响分析效果，那么紫外UV再灵敏也
是没用的！
4、一般来说，GPC的柱子在第一次经过溶剂之后就不能再进行更换，原因在于凝胶在不同的溶剂里面的溶胀率是不一样的，如果大量其他溶剂
进去的话柱子就报销了。

GPC的柱子溶剂有很多可以选，THF，DMF，H2O，CHCl3都是可以的。

如果是在上海的话，我记得华东理工大学是可以测氯
仿的流动相的。

用过DMF的柱子换用氯仿，也是可以做到的；但是，由于DMF体系常
需要加入氯化锂、溴化锂，所以当换用氯仿时，可能这些盐会析出从而堵
塞系统，因此首先需要用中间溶剂淋洗，例如：乙醇，然后再用氯仿洗柱子，而且全用小流速，0.1或者0.2ml/min，顺便连仪器系统也洗了。

这
个过程时间可能挺长的。

但是，用中间溶剂淋洗，容易造成柱效下降——
溶剂对固定相可能会有影响，所以最好还是不换，DMF的柱子就专用吧。

在DMF里不溶，可考虑升高温度、加盐再试一试。

DMF体系难度很大啊，那个盐需要很高纯度的，最好是进口的、色谱纯或者光谱纯的。

但是，如果能用THF或者氯仿溶解，那最好还是用这些溶剂吧，因为DMF太难、太麻烦，柱子损耗太大、色谱图受柱子的柱效下降影响太大，
一般用户很难区分是柱效下降了还是样品分离-分析效果不好。

5、对于多检测器GPC而言，有了光散射、粘度检测器不一定就可以
做出很好的数据。

因为使用者的色谱经验和技能仍然非常重要。

有不少用户，特别是高分子专业的人士，对光散射和粘度比较熟悉，但是对GPC不
是很熟，所以在使用多检测器GPC时仍然效果不是很好。

尤其是对一些复
杂样品的分离、样品溶液制备、分析方法、色谱柱选择等等因素，不是很
熟悉，可能测试结果不令人满意。

因此，液相色谱、GPC的知识和技能仍
然非常重要。

在此之上，才能谈得到多检测器技术的应用效果。

用户自己的学习能力、厂家提供的培训效果，都决定了仪器的使用效果。

我感觉，不少单位有多检测器GPC，但是实际使用效果不佳，有些甚
至不怎么使用，只当个摆设了。

即使是一些检测中心等单位，也是水平参
差不齐。

有的还行，有的就差些。

有些用户，自己就是用过、甚至只是听
说过多角外推法的激光散射仪，基本没有GPC色谱经验，所以他也把多检
测器GPC当成了一个光散射仪来用，那么使用效果就很难说了。

6、如果检测器是示差折光检测器，那么直接出的谱图中横坐标是时间，或者叫保留时间，纵坐标是RI检测器信号强度。

分子量数据，先使
用一系列已知分子量的标准样品（而且一般是单分布的）在色谱图上拟和
出来一条标准曲线，再把待测样品注射入色谱进行分析，其色谱峰落在曲
线上的位置就是这个样品的峰值分子量，简称：Mp。

对于宽分布样品，最
终数据是软件积分得到的。

峰面积只与样品绝对进样量有关，进样进样量大、或者样品浓度高，
峰面积就大；反之，峰面积就小。

有些GPC色谱仪软件具有分峰计算能力，有些则没有。

没有分峰计算
功能的GPC及其软件，就很难处理这类数据了，即使用其它的软件也很难。

7、
UV紫外检测器
DAD二极管阵列检测器FD荧光检测器ECD电化学检测器ELSD蒸发光检测器RID示差折光检测器MSD质谱检测器FLD就是荧光检测器以及MS/MS，NMR等也可以和液相色谱连用
紫外吸收检测器
紫外吸收检测器ultravioletaborptiondetector简称紫外检测器（UV），是基于溶质分子吸收紫外光的原理设计的检测器。

因为大部分常见有机物质和部分无机物质都具有紫外吸收性质，所以该检测器是液相色谱中应用最广泛的检测器，几乎所有液相色谱仪都配置了这种检测器。

示差检测:是通用型检测器，凡具有与流动相折光率不同的样品组分，均可使用示差折光检测器检测。

目前，糖类化合物的检测大多使用此检测系统（当然现在糖类eld很普遍）。

示差检测器
示差检测器（RID）是连续检测样品流路与参比流路间液体折光指数差值的检测器，是根据折射原理设计的，属偏转式类型。

光源通过聚光镜和夹缝在光栏前成像，并作为检测池的入射光，出射光照在反射镜上，光被反射，又入射到检测池上，出射光在经过透射镜照到双光敏电阻上形成夹缝像。

双光敏电阻是测量电桥的两个桥臂，当参比池和测量池流过相同的溶剂时，使照在双光敏电阻的光量相同，此时桥路平衡，输出为零。

当测量池中流过被测样品时，引起折射率变化使照在双光电阻上的光束发生偏转，使双光敏电阻阻值发生变化，此时由电桥输出讯号，即反映了样品浓度的变化情况。

二极管阵列检测器（diode-arraydetector,DAD）：
以光电二极管阵列（或CCD阵列，硅靶摄像管等）作为检测元件的
UV-VIS检测器。

它可构成多通道并行工作，同时检测由光栅分光，再入
射到阵列式接受器上的全部波长的信号，然后，对二极管阵列快速扫描采
集数据，得到的是时间、光强度和波长的三维谱图。

与普通UV-VIS检测
器不同的是，普通UV-VIS检测器是先用单色器分光，只让特定波长的光
进入流动池。

而二极管阵列UV-VIS检测器是先让所有波长的光都通过流
动池，然后通过一系列分光技术，使所有波长的光在接受器上被检测。

荧光检测器
荧光检测器（FD）是高压液相色谱仪常用的一种检测器。

用紫外线照
射色谱馏分，当试样组分具有荧光性能时，即可检出。

其特点是选择性高，只对荧光物质有响应；灵敏度也高，最低检出限可达10-12g/ml，适合于
多环芳烃及各种荧光物质的痕量分析。

也可用于检测不发荧光但经化学反
应后可发荧光的物质。

如在酚类分析中，多数酚类不发荧光，为此先经处
理使其变为荧光物质，而后进行分析。

电化学检测器
电化学检测器（ECD）一般在特殊情况下使用。

主要用来测定化学性
质不稳定的离子，如容易被氧化或还原的离子。

灵敏度极高的电化学(安培)检测器，可用于离子色谱和高效液相色谱。

该检测器的特性是选择性
非常高，只有容易氧化或还原的电活性物质才可被检测。

例如,即便有高
含量的氯化物、硫酸盐共存时，其他离子的检测也不受干扰，因为这两种
离子不被电化学检测器所检测。

蒸发光检测器
蒸发光散射检测器是一种通用型的检测器，可检测挥发性低于流动相的任何样品，而不需要样品含有发色基团。

蒸发光散射检测器灵敏度比示差折光检测器高，对温度变化不敏感，基线稳定，适合与梯度洗脱液相色谱联用。

质谱检测器（相当于在液相后边接了质谱）
质谱分析法是通过对被测样品离子的质荷比的测定来进行分析的一种分析方法。

被分析的样品首先要离子化，然后利用不同离子在电场或磁场的运动行为的不同，把离子按质荷比（m/z）分开而得到质谱，通过样品的质谱和相关信息，可以得到样品的定性定量结果。

示差折光检测器这一系统灵敏度低（检测下限为10-7g／ml），流动相的变化会引起折光率的变化，因此，它既不适用于痕量分析，也不适用于梯度洗脱样品的检测。

UV检测的主要缺点在于紫外不吸收的化合物灵敏度很低。

1.紫外是选择性检测器，示差是通用性检测器；2.紫外检测器灵敏度高，示差检测器灵敏度低；
3.紫外检测器可进行梯度洗脱，示差检测器不能进行梯度洗脱；
4.紫外检测器对压力和温度不敏感，示差检测器很敏感。

示差检测在原理上虽然是通用型检测器，但是它的灵敏度低，和梯度脱洗不相容，因此它对于HPLC来说不是理想的检测器。

而紫外检测器既可用于等度洗脱，也可用于梯度洗脱.
9、动态光散射基本原理及其在纳米科技中的应用——粒径测量
动态光散射DynamicLightScattering(DLS)，也称光子相关光谱PhotonCorrelationSpectrocopy(PCS)，准弹性光散射quai-elaticcattering，测量光强的波动随时间的变化。

DLS技术测量粒子粒
径，具有准确、快速、可重复性好等优点，已经成为纳米科技中比较常规
的一种表征方法。

随着仪器的更新和数据处理技术的发展，现在的动态光
散射仪器不仅具备测量粒径的功能，还具有测量Zeta电位、大分子的分
子量等的能力。

（一）动态光散射的基本原理
1.粒子的布朗运动Brownianmotion导致光强的波动微小粒子悬浮在
液体中会无规则地运动
布朗运动的速度依赖于粒子的大小和媒体粘度，粒子越小，媒体粘度
越小，布朗运动越快。

2.光信号与粒径的关系
光通过胶体时，粒子会将光散射，在一定角度下可以检测到光信号，
所检测到的信号是多个散射光子叠加后的结果，具有统计意义（见附件一）。

瞬间光强不是固定值，在某一平均值下波动，但波动振幅与粒子粒
径有关（见附件二）。

某一时间的光强与另一时间的光强相比，在极短时
间内，可以认识是相同的，我们可以认为相关度为1,在稍长时间后，光
强相似度下降，时间无穷长时，光强完全与之前的不同，认为相关度为0（此原理见附件三）。

根据光学理论可得出光强相关议程（见附件四）。

之前提到，正在做布朗运动的粒子速度，与粒径（粒子大小）相关
（Stoke-Eintein方程）。

大颗粒运动缓慢，小粒子运动快速。

如果测量
大颗粒，那么由于它们运动缓慢，散射光斑的强度也将缓慢波动。

类似地，如果测量小粒子，那么由于它们运动快速，散射光斑的密度也将快速波动。

附件五显示了大颗粒和小粒子的相关关系函数。

可以看到，相关关系函数
衰减的速度与粒径相关，小粒子的衰减速度大大快于大颗粒的。

最后通过
光强波动变化和光强相关函数计算出粒径及其分布（见附件
六）。

3.分布系数(particlediperioninde某,PDI)
分布系数体现了粒子粒径均一程度，是粒径表征的一个重要指标。

<0.05单分散体系，如一些乳液的标样。

<0.08近单分散体系，但动态光散射只能用一个单指数衰减的方法来
分析，不能提供更高的分辨率。

0.08-0.7适中分散度的体系。

运算法则的最佳适用范围。

>0.7尺寸分布非常宽的体系，很可能不适合光散射的方法分析。

4.
光强分布、体积分布和数量分布的关系
说明光强、体积和数量分布之间差异的简单方式，是考虑只含两种粒
径（5nm和10nm）、但每种粒子数量相等的样品。

附件七显示了数量分布
结果。

可以预期有两个同样粒径（1:1）的峰，因为有相等数量的粒子。

第二个图显示体积分布的结果。

50nm粒子的峰区比5nm（1:1000比值）
的峰区大1000倍。

这是因为，50nm粒子的体积比5nm粒子的体积（球体
的体积等于4/3π（r）3）大1000倍。

第三个图显示光强度分布的结果。

50nm粒子的峰区比5nm（1:1000比值）的峰区大1,000,000倍（比值
1:1000000）。

这是因为大颗粒比小粒子散射更多的光（粒子散射光强与
其直径的6次方成正比—（得自瑞利近似）。

（二）动态光散射样品要求
基本要求
样品应该较好的分散在液体媒体中理想条件下，分散剂应具备以下条件:透明
和溶质粒子有不同的折光指数
应和溶质粒子相匹配（也就是：不会导致溶胀,解析或者缔合）掌握准确的折光指数和粘度，误差小于0.5%干净且可以被过滤粒径下限依赖于：
粒子相对于溶剂产生的剩余光散射强度溶质和溶剂折光指数差样品浓度仪器敏感度
激光强度和波长
检测器敏感度-雪崩式光电二极管仪器的光学构造粒径上限
动态光散射测量粒子无规则的热运动/布朗运动
若粒子不进行无规则运动，动态光散射无法提供准确粒径信息粒子尺寸的上限定义于沉淀行为的开始
因此上限取决于样品–应考虑粒子和分散剂的密度样品浓度上限
对于高浓度样品，由动态光散射测得的表观尺寸可能会受到不同因素的影响多重光散射–检测到的散射光经过多个粒子散射扩散受限–其他粒子的存在使得自由扩散受到限制聚集效应–依赖于浓度的聚集效应应电力作用–带电粒子的双电层相互重叠，因而粒子间有不可忽视的相互作用。

这种相互作用将影响平移扩散
10、以前做过GPC，GPC一般都是洗脱液等度洗脱，理论上你的基线从头到尾应该是平的，但是会出峰，可能原因在于：1、你的溶剂中存在杂质、
或者2、你的GPC凝胶柱在上一次运行完后没有冲洗干净，
建议你用流动相多运行几次再看看，在我们做农残中，一般用GPC净化样品的，所有样品运行结束后一般再冲洗半个小时左右，避免杂质残存看你用THF，好像是合成分离方向的？还是别的，大家探讨一下吧
11、一条是分布线（开口向下的抛物线的那条）：不同粘度/分子量组分的量
一条是积分线：纵坐标值表示横坐标值对应的粘度/分子量以下组分的百分含量Mn:数均分子量
这个图是已经处理后得到的分子量分布图。

这两条线应该对应着看，类似抛物线的是积分线，另一条线是不同分子量所占的百分含量，例如，从图上可看出，分子量logMw<5.2的大分子的含量是55%左右，分子量
<5.4的大分子的含量是90%左右。

12、楼主，GPC实际上就是尺寸排除色谱，其原理就是分子量大的物质很快就可以从柱子里跑出来，其保留时间较短，因此分子量较大。

如果分子量较小，他将在柱子的很多空隙中流走，是其保留时间增长，相应测定出来的分子量也较小。

由于楼主的聚合物在水中会聚集，那么其尺寸就将变大，因此出来的时间就变短了，测定出来的分子量会比其实际分子量大的。

从楼上仁兄说法来看，是不是被测物在溶剂中分散的越好，最后测出来的平均分子量越准确些？
另外我还想问问，如果同一种物质在不同溶剂中溶解度差不多，（比如在THFDMF)，那么我分别用这两种溶剂做GPC，测出的平均分子量会差很多么？也就是说会不会由于溶剂的原因导致最后测出来的分子量偏差很大呢？测定GPC是，溶剂的影响也是比较大，我做过很多次。

正常在THF
中的分子量相对小一点，而在DMF中都比较大。

有几次我的样品在THF中
测定的分子量约为1万多，但是在DMF中测出来就是7~8万了，可信度不
是很高。

至于具体的原因我也不是很清楚，文献报道说在DMF中测定分子
量更加准确，可是我们课题组发现在DMF中聚合物的分子量都是很大，现
在都不知道具体的原因。

溶解样品是非常重要的，找个合适的溶剂非常关键，与柱子配合，就
基本上组成了GPC方法。

因此，最好把你的样品说一说，否则这么简单地说，恐怕很难帮助你了。

在DMF中溶解不好，可以加些盐、酸来解蒂合/聚集，同样在水相中
也可以加入酸、盐来解聚集/蒂合，或者调解pH值等等。

还可以升高温度
以增进溶解。

总之还是有办法的。

但是摸索方法非常不容易。

另外，也可以寻找新的溶剂/流动相。

这些都跟具体应用有关。

我发现，在小木虫上有不少网友都提出类似的问题。

其实，这是很不
容易回答的问题。

就GPC柱子而言，有通用型的，也有专用型的，因此方
法就很多了。

效果也是千差万别。

并不是所有的样品都适合GPC分析，因
为实际上涉及的问题很多！要开发出好的方法是很难的，需要大量的时间
和精力、成本。

例如：聚酯PET的GPC方法，就是经过很长时间才找到的，而且是随着化工科技的进步，在美国杜邦公司合成了六氟异丙醇之后，又
有厂家研制出相应的强极性的GPC柱子，才解决了这个问题，可以做出非
常漂亮的GPC谱图，此前的方法实际上是错的。

具体到你的应用，在DMF体系中，常加入溴化锂、氯化锂，但是需要
脱水！在水相体系下，加入的酸、盐可就多了，不胜枚数了。

一般是用来分离用的。

比如说你在普通的gpc上看到了有双峰或是有
时有些肩峰之类的，想把他们分离出来，一般的gpc柱子很细，每次注射
也就几十个微升，所以分出来也没有什么意义。

但是那个
preparativegpc的柱子很粗，据说一次可以分出几十个个毫克到一百毫
克不等的样品来，根据流出时间的不通来分离，收集不通时间出来的样品。

原理和一般的gpc是一样的。

THF与DMSO是两种不同性质的溶剂，前者是弱极性，后者极性较强。

因此，对柱子是有一定区别的。

当然，如果你都用非极性柱也可以，但是DMSO/DMF/DMAC这类溶剂使用时要加溴化锂或者氯化锂（进口的光谱纯试剂）都会对柱子有腐蚀，造成色谱峰拖尾！同时柱子也会缩短寿命。

如果你的样品在DMSO中溶解好，那么还是用其溶解并淋洗，楼上两
位说得都对。

选择DMSO/DMF/DMAC体系时，可以选择VISCOTEK等厂家的专用的耐
腐蚀极性柱就可以了。

单根柱子一般的在5分钟之后吧，我们的GPC一般以开就是一整天，
只是晚上把流速降下来，很少关机~~~~
对，楼上的说的跟我做的差不多，我们的柱子可以开两三天，就是晚
上的时候把流速降到0.1就行，要想保护柱子最好还是买个预保护柱!
单根柱子分离效果肯定是差一些，柱子的测试范围肯定也比较宽，测
试的精度相对较低，最好是配3根测试范围不同的柱子，这样分离效果好，测试精度高。

当然流出时间也长，差不多的三四十分钟。

至于柱子保护，最好是一直用溶剂冲洗。

也就是说，做完实验后，保
持流速不变，再走半个小时到一个小时，然后把流速降到0.1，再把仪器
打到冲洗（purge）状态，把冲洗液流出管插到溶剂瓶里走循环就可以了，还不浪费溶剂，一直开着也不要紧，整个系统也比较稳定，便于下一次实
验走基线。

分离效果主要与柱子的精度有关，与时间没有关系。

现在新出的柱子，流速快，压力高，分离效果也很不错。

还有我晚上也都是1.0的流速，只
是打在purge状态，第二天早上来了直接就可以做。

14、高聚物的分子量及分子量分布，是研究聚合物及高分子材料性能
的最基本数据之一。

它涉及到高分子材料及其制品的力学性能，高聚物的
流变性质，聚合物加工性能和加工条件的选择。

也是在高分子化学、高分
子物理领域对具体聚合反应，具体聚合物的结构研究所需的基本数据之一。

表征方法及原理
1.粘度法测相对分子量（粘均分子量Mη）
用乌式粘度计，测高分子稀释溶液的特性粘数[η]，根据Mark-Houwink公式[η]＝kMα，从文献或有关手册查出k、α值，计算出高分
子的分子量。

其中，k、α值因所用溶剂的不同及实验温度的不同而具有
不同数值。

2.小角激光光散射法测重均分子量（Mw）
当入射光电磁波通过介质时，使介质中的小粒子（如高分子）中的电
子产生强迫振动，从而产生二次波源向各方向发射与振荡电场（入射光电
磁波）同样频率的散射光波。

这种散射波的强弱和小粒子（高分子）中的
偶极子数量相关，即和该高分子的质量或摩尔质量有关。

根据上述原理，
使用激光光散射仪对高分子稀溶液测定和入射光呈小角度（2℃－7℃）时
的散射光强度，从而计算出稀溶液中高分子的绝对重均分子量（MW）值。