分子量及分子量分布检测方法

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分子量和分子大小的测量方法研究

分子量和分子大小的测量方法研究

分子量和分子大小的测量方法研究一、引言化学和生物领域中,分子量和分子大小的测定是非常重要的实验技术。

精确地测量分子量和分子大小有助于揭示物质在化学和生物方面的特性和机理。

因此,研究分子量和分子大小的测量方法是化学和生物领域中的一个热门研究课题。

二、传统方法:凝胶电泳凝胶电泳是一种广泛应用的分子量测定方法。

它是通过将待测物分离在电场中,使分子按照大小分布在凝胶中,从而确定其分子量的。

凝胶电泳有许多不同的类型,其中常见的有聚丙烯酰胺凝胶电泳和琼脂糖凝胶电泳。

凝胶电泳的优点是可以测量高分子的分子量和分子大小,同时不需要特别高的仪器设备。

但凝胶电泳也有局限性,比如通常需要大量的样品,测量时间较长等。

三、新兴技术:质谱法质谱法作为一种新兴的分子量测定方法,具有很高的精度和分辨率。

质谱法主要是利用分子在电场中的离子化,利用仪器进行质量分析从而精确地测定分子量。

质谱法分为二次离子质谱法、飞行时间质谱法、四极杆电场离子透析质谱法、时间离子陷波质谱法、离子陷阱质谱法和激光光解/离子化质谱法等多个类型。

与凝胶电泳相比,质谱法测量时间短,并且需要较少的样品,但是质谱法的仪器成本远较凝胶电泳高。

四、动态光散射法:测量分子大小动态光散射法是一种新型分子大小测量技术。

它利用激光器在样品溶液中照射,通过检测散射光的强度,来确定分子的大小和形状。

动态光散射法可广泛应用于聚合物、生物分子、纳米颗粒、胶体等物质的分子大小测定。

动态光散射法的优点是不需要样品预处理、测量范围广、测量时间短,但是它的分辨率受到许多因素的限制,其中包括激光器的光强、散射角度等。

五、结论以上介绍了凝胶电泳、质谱法和动态光散射法三种分子量和分子大小测量的技术。

特点和优缺点不同,各有适用的场合。

未来,随着测量技术、仪器的不断更新,我们相信在不久的将来,会有更加准确、方便的分子量和分子大小测定技术的出现。

聚苯乙烯分子量及分子量分布的测定

聚苯乙烯分子量及分子量分布的测定

聚苯乙烯分子量及分子量分布的测定一、实验目的1. 掌握凝胶渗透色谱(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、实验原理凝胶渗透色谱是一种液相色谱,原理是利用高分子溶液通过一根装填有凝胶的柱子,在柱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。

尺寸不同的高聚物分子,按其分子大小能自由地渗透进和渗透出这些凝胶孔洞。

凝胶孔洞与分子尺寸是相适应的,超过这个尺寸的大分子就不能渗透进去,它们只能随溶剂的流动而在凝胶粒子之间的空间中流动。

因此,大分子比起小分子来说,在柱中的行程就短得多。

根据大小分子不同的行程就可以把混在一起的高聚物分子逐级分离开来,先分离出来的是大分子,较小的聚合物分子受到溶剂分子的排斥也随后分离出来,然后再用一定的方法检知每级中溶质的浓度和分子量。

依照凝胶色谱的特点,在测定聚合物分子量分布曲线时,需要同时测定每个级分的浓度和分子量,因此除了和一般HPLC中所用到的浓度检测器如示差折射、紫外等检测器外,还配有分子量检测器。

分子量的检测方法主要有两大类:一类采用间接测定法,另一类采用直接测定法,如粘度法和光散射法。

光散射法:用此法可以直接测出淋出液中聚合物的重均分子量,是一种测定绝对分子量的方法。

该法所使用的仪器为小角激光光散检测器(low angle laser light scattering, LALLS),其工作原理如下:当光通过高分子溶液时,会产生瑞利散射,散射光强度及其对散射角θ(即入射光与散射光测量方向的夹角)和溶液浓度C的依赖性与聚合物的分子量、分子尺寸、分子形态有关,因此可用光散射的方法研究高分子溶液的分子量等参数。

聚合物分子量及分子量分布表征方法——原理及应用

聚合物分子量及分子量分布表征方法——原理及应用

Melacular Weight Error(%)
70
60
50
40
30
20
10
0
0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06
Flow Rate Error(ml/min)
Influence of flow rate on Mw
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23
Waters515 Pump
• 流动相不能腐蚀仪器部件,影响仪器使 用寿命;
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5.4.3 样品制备
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5.4.3.1 干燥
• 样品必须经过完全干燥,除掉水 分、溶剂及其它杂质。
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40
5.4.3.2 溶解时间
• 允许充分的溶解时间使聚合物完 全经过溶胀再溶解的过程,分子 质量越大,所需要的溶解时间越 长。
12
5.4 凝胶渗透色谱(GPC)
• 测定聚合物的相对分子质量
• 聚合物的相对分子质量分布
• 是目前技术发展最完善,适用性最广的 一种方法。
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主要内容
• 一、GPC定义及原理 • 二、仪器配置及流程 • 三、样品制备 • 四、数据处理 • 五、应用
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1/31/2023 8:12 PM
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进样器
• 手动进样器(manual syringe injection) • 自动进样器(Automatic sample)
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Waters717 AutoSample

肽分子量测定和肽分子量分布检测

肽分子量测定和肽分子量分布检测

肽分子量测定和肽分子量分布检测肽分子量测定是对肽的相对分子质量进行测定,肽分子量分布检测是对混合肽中不同大小的肽分子的组成进行检测。

HPLC与质谱联用可以实现肽分子量准确测定和肽分子量分布检测。

百泰派克生物科技提供基于HPLC和质谱的肽分子量测定和肽分子量分布检测。

肽分子量测定肽是由两个至五十个氨基酸组成的分子,可以细分为由两个至二十个氨基酸组成的寡肽,和由二十至五十个氨基酸组成的多肽。

肽分子量测定就是对寡肽或多肽的相对分子质量进行测定。

肽的相对分子质量是肽分子的一个重要属性,可以用于肽分子的鉴定等。

测定肽分子量的方法主要包括有测定肽链长度法、聚丙烯酰氨凝胶电泳、光散射法、超速离心沉降法,以及质谱法等。

对于较纯的肽,我们可以直接对其进行分子量测定,但是对于混合肽样品来说,我们常常先会对其分子量分布进行检测。

肽分子量分布检测肽分子量分布检测是指对混合肽样品中不同大小肽分子的分布进行检测。

具有生物活性的肽称为活性肽,活性肽在有机体中参与多种生命活动的调节,且活性肽的开发利用现已遍布医药、食品、保健和化妆品等行业。

分子量分布是活性肽产品的重要指标,反映了活性肽产品中不同分子量大小的肽类的组成。

检测肽分子量分布的方法可以用聚丙烯酰氨凝胶电泳和质谱法,但是聚丙烯酰氨凝胶电泳不适合测定分子量较小的肽,质谱法可以很准确的测定肽的分子量但是需要先对混合肽进行分离纯化后才能检测,因此不能直接用于分子量分布检测。

高效液相色谱相对于这两种方法来说,在测量肽分子量分布方面较为有效便捷。

多肽样品分子量示意图。

肽分子量分析HPLCHPLC即高效液相色谱,也可以叫凝胶色谱技术,是一种分离分析技术。

HPLC用于多肽分子量分析的基本原理是不同大小的肽分子在HPLC色谱柱中的分布情况不同,较大的分子只能进入孔径较大的孔隙内,较小的分子则可以进入较多的孔隙内,这样不同分子量的分子通过柱子出来的时间就不同,通过这个时间就可以将不同大小的肽分子进行分离。

分子量分布的测定方法

分子量分布的测定方法

分子量分布的测定方法
分子量分布的测定方法:
①凝胶渗透色谱法GPC是常用技术之一通过不同尺寸分子在多孔凝胶中渗滤速度差异实现分离;
②实验前需要选择适当溶剂溶解样品并配置成一定浓度溶液过滤去除杂质颗粒;
③选用适合柱子根据待测聚合物类型确定例如聚苯乙烯基柱适用于大多数非极性聚合物体系;
④进样后样品随流动相进入柱内较大分子因难以进入小孔径而较快流出较小分子则深入孔隙延迟流出;
⑤检测器如示差折光RID紫外UV或蒸发散射ELSD记录各组分洗脱顺序及峰面积大小;
⑥数据处理时将得到洗脱体积转化为相对应分子量绘制分子量对数与累积百分含量曲线分析Mw重均分子量Mn数均分子量及其比值;
⑦对于复杂体系还可结合多检测器串联使用如SEC串联质谱MS 获取更准确分子结构信息;
⑧另一方法为光散射法基于溶液中大分子散射光强度与其分子量呈正相关关系来推算;
⑨实验室中常配合角度依赖性测量和绝对强度标定以提高准确性尤其适合单分散性较好样品;
⑩粘度法也是传统手段之一依据Mark-Houwink方程关联特性
粘度与分子量关系通过乌布洛维奇粘度计实验测定;
⑪除了上述静态技术动态光散射DLS也成为研究高分子溶液动力学性质有效工具尤其擅长分析较窄分布或低聚物;
⑫计算机模拟如分子动力学MD也逐渐成为理论预测分子量分布趋势重要补充尤其是在新体系开发阶段。

分子量及分子量分布检测

分子量及分子量分布检测

分子量及分子量分布检测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。

根据不同材质,选用不同体系的测试方法来做分子量检测,测试材质包括塑料、橡胶、及相关的其他高分子材料,尤其超高分子量聚乙烯的分子量检测。

检测体系要水相体系、四氢呋喃(THF)体系、(DMF体系)。

【具体检测项目】1、数均分子量的测定在一个高聚物体系中,各种分子量的摩尔分数与其相应的分子量的乘积所得的总和。

2、光散射法测定重均相对分子量当一束光通过圆柱形样品管时,光的大部分在透射后继续前进,而此时其它方向也因为溶液中介质的折光而发出散射光。

由于介质的折光取决于介质的介电常数,是介质密度和浓度变化的结果(与渗透压有关),所以可根据Van-Hoff方程及维利展开式知道溶液光散色和聚合物分子量之间的关系。

3、粘度法测定聚合物相对分子量粘度法:由于高分子溶液的粘度与高分子物分子量间有一定的关系,利用粘度来测定出高分子物分子量的方法。

用粘度法所测出的分子量为粘均分子量。

4、凝胶渗透色谱(GPC)利用高分子溶液通过填充有特种凝胶的柱,在柱上按其分子体积(流体力学体积)的大小进行分离的一种方法,是新型的液相色谱。

【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。

GPC-分子量及分子量分布测量

GPC-分子量及分子量分布测量
得到的数据不同,故GPC应有较好的控温系统。
分离系统:包括凝胶色谱柱,是GPC的核心。
色谱柱类型
PS凝胶:适于有机溶剂,可耐高温。
无机硅胶:适于有机溶剂,水。
交联聚乙酸乙烯酯凝胶:适于乙醇、丙酮
等极性溶剂。
多孔玻璃、多孔氧化铝:适于有机溶剂
和水。
GPC载体的种类:
1.交联聚苯乙烯凝胶
2.多孔性玻璃
Diallyl Phthalate
Ethyl Cellulose
Epoxy
Polyester Alkyd
Polybutene(1)
Polybutadiene – Styrene
Phenol – Formaldehyde
Phenol – Furfural
Polymethylmethacrylate
Polypropyleneglycol
Polystyrene
Polysulfone
Polyvinylacetate
Polyvinylbutyral
Polyvinylchloride
Polyvinylchloride – Acetate
Polyvinyldienechloride
Polyvinylformal
Polystyrene Acrylonitrile
各种平均分子量
分子量分布的测定方法
分级、超速离心、GPC
凝胶渗透色谱
(Gel Permeation Chromatography, GPC
or Size Exclusion Chromatography, SEC)
组成:泵系统、
进样系统、分离
系统、检测系统、
温度控制系统和
数据采集与处理

教案GPC法测定聚合物分子量及分子量分布

教案GPC法测定聚合物分子量及分子量分布

6.指导学生独立完成实验•讲解要点及各部分具体内容一、实验目的1.了解凝胶渗透色谱法(GPC)的基本原理。

2.掌握GPC法测定聚合物的分子量及分子量分布的实验技术。

3.初步掌握Waters 1515-2414型凝胶渗透色谱的进样、数据处理等基本操作。

二、实验原理GPC的工作原理有各种说法,比较流行的是体积排除理论,因此GPC技术乂被赋予另一个名字 ------ 体积排除色谱(size exclusion chromatography, SEC)。

GPC法分离聚合物与沉淀分级法或溶解分解法不同。

聚合物分子在溶液中依据其分子链的柔性及聚合物分子与溶剂的相互作用,可取无规线团、棒状或球体等各种构象,其尺寸大小与其分子量大小有关。

GPC法是利用不同尺寸的聚合物分子在多孔填料中孔内外分布不同而进行分离分级,而沉淀分级法或溶解分级法是依据溶解度与聚合物的分子量相关性分级。

在GPC分离的核心部件色谱柱内装有多孔性填料(称为凝胶或多孔微球),其孔径大小有一定的分布,并与待分离的聚合物分子尺寸可相比拟。

当被分析的样品随着淋洗溶剂(流动相)进入色谱柱后,体积很大的分子不能渗透到凝胶空穴中而受到排阻,最先流出色谱柱;中等体积的分子可以渗透凝胶的一些大孔,而不能进入小孔,产生部分渗透作用,比体积大的分子流出色谱柱的时间稍后;较小的分子能全部渗入凝胶内部的孔穴中,而最后流出色谱柱。

因此,聚合物淋出体积与其分子量有关,分子量越大,淋出体积越小。

色谱柱的总体积Vt包括三部分Vt=Vg+ VO+Vi式中,也为填料的骨架体积;V0为填料微粒紧密堆积后的粒间空隙;Vi为填料孔洞的体积;(VO+Vi)是聚合物分子可利用的空间。

由于聚合物分子在填料孔内、外分布不同,故实际可利用的空间为V= VO+K Vi式中,K为分布系数,其数值0WKW1,与聚合物分子尺寸大小和在填料孔内、外的柱温,40°C:流量,lml/mino即可看到整条校正工作曲线。

试验四体积排除色谱SEC法测定聚合物的分子量及分子量分布

试验四体积排除色谱SEC法测定聚合物的分子量及分子量分布

实验四体积排除色谱(SEC)法测定聚合物的分子量及分子量分布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。

体积排除色谱(size exclusion chromatography,SEC)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。

体积排除色谱在一段时期内常称为凝胶渗透色谱(gel permeation chromatography,GPC)、凝胶过滤色谱(gel filtration chromatography,GFC)、凝胶色谱。

从分离机理看,使用体积排除色谱较为确切。

一、实验目的:1.了解SEC法测定高聚物分子量及分子量分布的原理;2.掌握Waters—510型仪器的操作技术;3.掌握SEC数据处理方法。

二、基本原理:体积排除色谱(SEC)分离机理认为在多孔载体(其孔径大小有一定的分布,并与待分离的聚合物分子尺寸可比拟的凝胶或多孔微球)充填的色谱柱里引入聚合物溶液,用溶剂淋洗,体系是处于扩散平衡的状态。

聚合物分子在柱内流动过程中,不同大小的分子向载体孔洞渗透的程度不同,大分子能渗透进去的孔洞数目比小分子少,有些孔洞即使大小分子都能渗透进去,但大分子能渗透的深度浅。

溶质分子的体积越小渗透进去的几率越大,随着溶剂流动,它在柱中保留的时间越长。

如果分子的尺寸超过载体孔的尺寸时,则完全不能渗透进孔里,只能随着溶剂从载体的粒间空隙中流过,最先淋出。

当具有一定分子量分布的高聚物溶液从柱中通过时,较小的分子在柱中保留的时间比大分子保留的时间要长,于是整个样品即按分子尺寸由大到小的顺序依次流出。

色谱柱总体积为V t,载体骨架体积为V g,载体中孔洞总体积为V i,载体粒间体积为V0,则V t=V g+V0+V iV0和V i之和构成柱内的空间。

第二部分 凝胶渗透色谱法测定分子量及其分布的标定方法

第二部分 凝胶渗透色谱法测定分子量及其分布的标定方法

凝胶渗透色谱的技术进展及其在高聚物中的应用第二部分凝胶渗透色谱法测定分子量及其分布的标定方法一、凝胶渗透色谱法测定高聚物的分子量及分子量分布高聚物的分子量及分子量分布的,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。

在凝胶色谱技术应用之前,许多经典方法都可以测定高聚物的相对分子质量,如端基测定法、渗透压法、粘度法等,但在测定时都有局限。

在相对分子质量分布(多分散性指数)成为人们关注的热点后,经典方法却不能同时测定聚合物的相对分子质量分布。

凝胶(渗透)色谱(GPC)的应用改善了测试条件,并提供了可以同时测定聚合物的相对分子质量及其分布的方法,使其成为测定高分子相对分子质量及其分布最常用、快速和有效的技术。

而GPC与多检测器的连用技术使得现在的凝胶色谱方法能够提供更丰富的聚合物的结构信息。

就方法本身的性质而论,GPC测定高聚物的分子量及其分子量分布,常用的是一种相对的测定方法,因此,在用GPC 测定高聚物时,首先要解决的问题是建立GPC标定线。

可见,标定线的准确与否将直接影响到测量结果的可靠性。

二、GPC测定高聚物的分子量及其分布的标定方法由于高聚物分子结构的多样性,针对不同类型的高聚物,各国学者对GPC标定方法进行了深入的研究,并提出了多种形式的标定方法。

主要有以下几种标定方法:窄分布标样校正法、窄分布高聚物级分标定法、宽分布标样标定法、渐进校正法法、无扰均方末端距标定法及有扰均方末端距标定法、普适校正法。

1.窄分布标样标定法用一组已知分子量的窄分布标样订定GPC标定线,以此来测定相同化学结构试样的分子量及其分布的方法叫窄分布标样标定法。

所谓窄分布标样,是指高聚物的分子量分布宽度指数D值(/ )小于1.05,当用光散射法、渗透压法(----或蒸汽压法)、粘度法测定标样的分子量时,各种方法测得的分子量必须一致。

聚合物分子量及分子量分布

聚合物分子量及分子量分布
聚合物相对分子质量及相 对分子质量分布
概述 聚合物相对分子质量的测定及应用 聚合物相对分子质量分布的测定及应用
概述
一、聚合物分子量的特点:
1. 分子量非常大:聚合物的分子量比低分子大几个数量级,一 般在103~107之间
2. 多分散性:除了有限的几种蛋白质高分子外,聚合物分子量 是不均一的,具有多分散性。
量的聚合物的端基数目,即可求出其分子数,从而求出聚
合物的相对分子质量。 M m n
(11)
式中,m—试样质量,g
n—聚合物物质的量
试样中所含的端基质的的物量 n 每个分子链所含被的测基定团数
例如:聚己内酰胺的化学结构为
H2N(CH2)5CO[NH(CH2)5CO]nNH(CH2)5COOH 用酸碱滴定法滴定端羧基或氨基即可计算出高聚物的
宏观的聚合物相对分子质量只是所有单个聚合物分子不同 相对分子质量的一个平均值,单个聚合物分子间相对分子质量 的不均一(分散)程度由相对分子质量分布来表达和描述。聚 合物的相对分子质量和相对分子质量分布是聚合物材料的最基 本、最重要的结构参数之一,聚合物的许多独特性质如分子链 的柔顺性、聚合物的熔点、玻璃化温度、粘度以及抗张强度、 冲击强度、高弹性等力学性能等,都与其相对分子质量及其相 对分子质量分布有关。此外,在研究和论证聚合反应机理、老 化和裂解过程的机理、研究高聚物的结构与性能关系等方面, 相对分子质量及其分布的数据也不可缺少。
n
ni
i
2. 测定方法:
称取一定量的聚合物,溶于该聚合物的良溶剂中,然后 用标准的能与聚合物的端基进行反应的化合物溶液滴定, 记录反应终点时所消耗的体积,根据下式可求得被测物的 相对分子质量: Mn 1000mZ
NV 式中: m-试样质量,g ; N-标准溶液物质的量浓度; V- 标准溶液消耗体积,mL ; Z-每个分子中所含端基数。

GPC法测定聚合物分子量和分子量分布

GPC法测定聚合物分子量和分子量分布
18.00 19.00 20.00 21.00 22.00 23.00 24.00 25.00 26.00 27.00 28.00 29.00 30.00 Minutes
图8 样品旳GPC曲线
MV
167745
思索题
色谱柱是怎样将高聚物分级旳?影响柱效旳 原因有哪些?
本试验中校准曲线旳线性关系,在色谱柱重 装或换色谱柱时能否再使用?
试验原理
聚合物分子量旳测定措施:
端基分析法 渗透压法 光散射法 粘度法 超速离心法 GPC法 聚合物分子量分布旳测定措施: GPC法
试验原理
凝胶渗透色谱(GPC)法是一种液相色谱法, 是利用聚合物溶液经过填充有微孔凝胶旳柱子把 聚合物按照流体力学体积旳不同进行分离旳措施。
试验原理
4. 学会用Breeze软件分析聚合物旳分子量和 分子量分布。
试验原理
聚合物旳分子量旳特点: 大且具有不均一性 (多分散性)。
根据统计措施不同,可分为: 数均分子量 (M n)
重均分子量( M w ) Z 均分子量( M Z) 粘均分子量(Mη)
聚合物分子量分布情况由多分散性系数表达:
PDI = M w / M n
检测器旳响应信号: R=Z(n-n0)
式中,Z为仪器常数,n为溶 液旳折射率,n0为溶剂旳折 射率。
图2 示差折光检测原理图
试验原理
校正曲线旳测定:
用一系列已知分子量旳单分散原则样对色谱柱进系如下:
log M = A – BVe log M = b0+b1t+b2t2+b3t3
试验仪器
仪器构造
进样器 泵
色谱柱 柱温箱
检测器
四氢呋喃THF
示差检测器 废液瓶
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分子量及分子量分布检测方法1 范围本标准规定了用高效体积排阻色谱法(HPSEC)测定可溶性聚乳酸平均分子量(Mw)和分子量分布的方法。

本标准适用于外科植入物用,能被三氯甲烷(或其他溶剂)完全溶解的包括聚(L-乳酸)树脂(或缩写PLLA)、聚(D-乳酸)树脂(或缩写PDLA)、任何比率的DL型共聚体以及丙交酯(或缩写PLA)和丙交酯-乙交酯共聚物(或缩写PLGA)的材料。

注1:本方法不是绝对的方法,要求使用市售窄分子量分布聚苯乙烯标准物质进行校正。

注2:由于聚乳酸产品在生产加工及灭菌过程中(特别是辐照灭菌),会影响材料本身的分子量及分子量分布,因此在评价产品时,宜采用成品进行检测。

2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T 2035-2008 塑料术语及定义3 术语、定义GB/T 2035-2008界定的以及下列术语和定义适用于本文件3.1聚乳酸 polylactic acid,PLA包括聚(L-乳酸)树脂(或缩写PLLA)、聚(D-乳酸)树脂(或缩写PDLA)。

3.2丙交酯-乙交脂共聚物 polylactic acid- polyglycolide acid copolymer,PLGA由丙交酯及乙交脂按一定比例共聚得到的高分子化合物。

4 方法概要溶解于溶剂的聚乳酸样品注入填有固体基质的色谱柱,按照溶液中聚合物分子大小顺序分离。

自进样开始检测器持续监测从柱中出来的洗脱时间,从柱中流出分子按照尺寸分离,并按照其浓度分离的分子量被检测和记录。

通过校正曲线,洗脱时间可以转为分子量,样品的各种分子量参数可由分子量/浓度数据计算得出。

5 试剂和材料5.1 溶剂:本方法推荐使用三氯甲烷(CHCl3)。

任何与HPSEC系统组分和柱填料相容的溶剂,并且可溶解聚乳酸样品的溶剂均可以考虑使用。

选择溶剂应考虑试剂的纯度和一致性,例如四氢呋喃易与氧气发生氧化反应,因此四氢呋喃应添加抗氧剂(含量为0.025%~0.1%的2,6-二叔丁基对甲苯酚)或持续搅拌或用惰性气体防止氧化发生。

5.2 聚合物标准物质:单分散、已知分子量的窄分子量分布聚苯乙烯标准品(分子量分布M w/M n小于1.1)用于校正。

5.3 聚合物标准溶液:配制2~4个混合标准溶液,含有2~3种基线分离的标准品、至少5种窄尺寸分布的聚苯乙烯标准品,每种成分的质量浓度参考所用标准品的说明书中建议的浓度进行配置。

标准品在室温下溶解(至多3天),聚合物标准品溶液配制后可在常温中使用1个月。

稳定的聚苯乙烯溶液室温时可储存数月。

6 仪器6.1 凝胶渗透色谱仪:主要组件有溶剂储存器、泵、溶剂脱气装置、进样器、填充柱和溶质检测器。

6.2 磁力搅拌器或类似仪器。

7 分析步骤7.1 仪器性能要求7.2 塔板数塔板数N是无量纲,与柱效和色谱系统中分散过程相关。

多种程序和方法用于估算塔板数N。

HPSEC 色谱柱要求等于或超过10000塔板数/m。

塔板数应定期检测,及时更换不符合性能要求的色谱柱。

本方法建议使用与测试方法接近的方法,例如:检测器:示差折光检测器溶剂:三氯甲烷(CHCl3)温度:35℃流速:1mL·min-1测试溶质:约10000g·mol-1的聚苯乙烯标准品浓度:1.0g·L-1进样体积:20μL对于近似高斯分布的溶质峰,式(1)可用于计算塔板数N(或由数据处理系统计算给出):N/L=16(V R/W)2/L (1)式中:N———塔板数,单位为个;L———总柱长,单位为米(m);V R———峰淋洗体积,单位为毫升(mL)或时间,单位为分(min);W———峰底宽度,体积,单位为毫升(mL)或时间,单位为分(min),色谱峰两侧的拐点所作的切线在基线上的截距。

7.3 分离度分离度(R)代表色谱柱的分离能力,本方法规定R s值不小于2.0。

两种分子量不同且因数是10的两种聚合物标准品(分散性小于1.1)进样质量浓度不大于0.03%,进样量20μL。

按照式(2)计算分离度(或由数据处理系统计算给出):R S=2×(V r2-V r1)/(W1+W2 ) (2)式中:R S——分离度,无量纲;V r1——标准品1的峰淋洗体积,单位为毫升(mL)或时间,单位为分(min);V r2——标准品2的峰淋洗体积,单位为毫升(mL)或时间,单位为分(min);W1——标准品1的峰底宽度,体积,单位为毫升(mL)或时间,单位为分(min);W2——标准品2的峰底宽度,体积,单位为毫升(mL)或时间,单位为分(min)。

7.4 检测器响应选择HPSEC操作条件和设定最优化检测器响应,使用者可参考ASTM E685第5部分和第7部分测试液相色谱检测器的性能。

如果测试方法是有效的,聚合物检测峰髙或所有峰面积积分值应直接与进样聚合物质量成比例,可进样不同浓度的相同的聚苯乙烯确认。

7.5 基线稳定性所选仪器条件应保证最小的基线噪声。

噪声分为短噪声、长噪声和漂移。

短噪声为频率大于1循环/分钟时检测器信号随机变异的最大峰峰振幅,不应超过2%的最大聚合物信号。

长噪声为频率在0.1循环/min~1循环/min时检测器信号的所有随机变异的最大振幅,不应超过5%的最大聚合物信号。

漂移为在超过1h测量噪声的平均斜率,如果漂移超过2%的最大聚合物峰信号而且没有校正可能导致错误结果。

7.6 流速流速应定期核查。

建议采用(1±0.1)mL·min-1,流速精密度应小于0.3%。

当流速变化超过0.3%,更换或检修泵、加装流速监测器或使用流速内标物,如甲苯。

7.7 凝胶渗透色谱仪工作条件使用凝胶渗透色谱仪测定样品溶液。

由于测试结果取决于所使用的仪器,因此不能给出分析的通用参数,实验表明下列的条件参数是适用的。

1)检测器:示差折光检测器2)色谱柱:采用排阻极限为7×104及1×107的凝胶渗透色谱柱串联,或符合要求的同类产品。

3)温度:35 ℃4)溶剂:三氯甲烷5)溶剂流速:1mL·min-16)进样体积:20μL7)聚合物样品溶质浓度:2.0g·L-1~10g·L-17.8 校正7.9 校正步骤待测样品需在分析前估算分子量范围,以便选择合适的聚苯乙烯校正标准溶液。

使用三氯甲烷配制聚苯乙烯校正标准系列溶液。

进样量应与样品进样量一致,可根据使用柱子的直径,选择合适的进样量。

7.10 校正曲线HPSEC的校正曲线以测量峰洗脱时间t R,对校正标准物质分子量值的对数作图,lgM w=a+bt R。

在实际的HPSEC分离机制,校正曲线一般假设为S型(见图1),高于溶质A分子量的和低于溶质D分子量的是无效量。

数据处理可以使用不同方法处理校正数据。

图1 HPSEC校正曲线7.11 测定过程7.12 样品溶液进样进样前可在每个样品溶液中加入内标。

进样体积应与校正时使用的体积相同。

聚合物进样质量一般在0.05mg~0.5mg之间。

当分子量分布较窄或分子量较大,应降低进样量。

如样品进样量过大,可能影响峰洗脱体积与色谱峰形,可重新对未知样品或标准品用一半起始浓度进样,确保洗脱曲线是可重复的。

如果变化较大,应按照低浓度重复进样。

7.13 样品溶液测定按7.2规定的条件分析样品溶液。

7.14 基线检测7.1.4讨论了符合要求的基线标准。

基线为线性,识别聚合物色谱的起始和结束的基线噪声,直线连接这两部分。

如果漂移导致真实基线偏离所产生的直线,应放弃分析结果。

7.15 积分限和数据处理建议积分限应落在校正曲线的标准溶液最大和最小的洗脱时间范围之间。

不建议对分子量低于500g·mol-1的色谱峰进行积分。

由凝胶渗透色谱仪数据处理系统采集和处理数据。

7.16 流速校正流速变化应在0.3%之内,如果HPSEC系统没有连续流速监测器或这些装置,如阻尼泵(可以自动和精确监测洗脱体积增量),可以使用内标进行校正。

如使用内标校正,样品洗脱时间t i'与校正值有以下关系,见式(3):校正t i=t i'.(t is)/(t is)' (3)式中:(t is) ------在校正时,每次进样内标平均洗脱量和时间;(t is)' ------在进样分析时,每次进样内标平均洗脱量和时间。

8 结果计算8.1 数据列表记录色谱峰出峰时间。

从校正曲线得出洗脱体积的适当的分子量值。

8.2 平均分子量及分子量分布计算采用凝胶渗透色谱仪所配的数据处理系统进行处理,可得出数均分子量(M n)、重均分子量(M w)、z均分子量(M z)及分子量分布M w/M n。

9 精密度在重复条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值不得超过算术平均值的10%。

10 报告10.1 仪器10.2 系统类型和型号10.3 色谱柱类型,尺寸和生产商10.4 柱温,℃10.5 溶剂10.6 溶剂流速,mL·min-110.7 内标或流速监测(如用)10.8 进样量,μL10.9 校正标准物质信息及标准系列溶液配置10.10 塔板数和分离度10.11 标准曲线10.12 样品溶液配置10.13 计算平均分子量及分子量分布系数。

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