凝胶色谱基础知识
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特点： 1) 可以操作 GPC 与 LC 工作站 2) 对方法和数据文件的统一管理 3) 兼容多个系统和多个检测器 （包括 PDA 检测器） 4) 同时输出色谱图报告和 GPC 计算结果 5) 可以根据控制样品进行保留时 间的校准
该 GPC 可选软件可在 LCsolution 上无缝地运 行。作为 LCsolution 的一部分，此软件扩展 了方法、数据和报告格式文件的功能，并可 使用 LCsolution 的所有功能特性。
4x105(GPC-804), 4x106(GPC-805), 4x107(GPC-
806)，4x107 (mixed gel，GPC-80M),
16
8
GPC色谱柱类型
SEC定义
❖ SEC全称Size Exclusion Chromatography(体 积排阻色谱，或者尺寸排阻色谱）
❖ SEC定义：是利用多孔凝胶固定相的独特特 性，而产生的一种主要依据分子尺寸大小的 差异来分离的液相色谱方法。
1
SEC分类
❖ 凝胶渗透色谱 (GPC)
主要用于聚合物领域
以有机溶剂为流动相(氯仿，THF，DMF)
11
GPC系统配置
进样器 泵
色谱柱 柱温箱
检测器
THF, 氯仿, DMF
示差检测器
需要GPC软件才可计算MW
12
配置实例
No.
产品编号
产品名称
型号
数量
1
228-45011-38
系统控制器
CBM-20Alite
1
2
228-45000-38
输液单元
LC-20AD
1
3
228-45018-32
在线脱气机
Z+1均分子量 Mz+1 =
ΣMi 3Hi S Mi 2Hi
Hi： 峰高 Mi：分子量
7
平均分子量含义
❖ 数均分子量 (Mn)
拉力、抗冲击性
❖ 重均分子量 (Mw)
脆度
❖ Z 均分子量 (Mz)
弹性、硬度
分布宽度指数D(分散度)= Mw/Mn
对于多分散试样 Mn ＜ Mw ＜ Mz
8
高聚物多分散性表征
常用固定相填料：苯乙烯－二乙烯基苯共聚物
❖ 凝胶过滤色谱 (GFC)
主要用于生命科学领域
以水溶液为流动相
常用固定相填料：亲水性有机凝胶(葡聚糖，琼脂
糖，聚丙烯酰胺等)
2
GPC用途
❖ 高聚物的分子量及其分布是高聚物最基本的 参数之一。高聚物的许多性质是与分子量有 关的。例如冲击强度、模量、拉伸强度、耐 热、耐腐蚀性都与高聚物的分子量和分子量 分布有关。
❖ 样品间分子量分布宽度的比较，最直接的方 法是将实验所得到的分子量分布曲线作对比。
❖ 分子量分布曲线有两种形式：
用重量分数W对分子量作图的曲线叫做微分分布 曲线；
用累积重量分布对分子量作图的曲线叫做积分分 布曲线。
❖ 还有一种更一般化且最常用的方法就是重均
数均比，即：Mw/Mn。
9
测定聚合物分子量的方法
分子质量。
10
为什么要用GPC方法
❖ 相对分子量分布(多分散性指数)对聚合物的性 质有重要影响。
❖ 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。
3
❖ 固定相是多孔填G料P，C小分分子离样品原可理以进入孔径内部
❖ 样品与固定相之间无作用力 ❖ 迁移时间不同
样品
填充物颗粒
大
中
孔穴
小
4
MW与RT之间的关系
排阻极限 渗透极限
GPC柱
5
GPC术语
❖ 排阻极限
排阻极限是指不能进入凝胶颗粒孔穴内部的最小分子的分子 量。所有大于排阻极限的分子都不能进入凝胶颗粒内部，直 接从凝胶颗粒外流出，所以它们同时被最先洗脱出来。排阻 极限代表一种凝胶能有效分离的最大分子量，大于这种凝胶 的排阻极限的分子用这种凝胶不能得到分离。随固定相不同， 排阻极限范围约在 400至60×106之间。
常规HPLC有多种检测器可选
❖ 梯度
GPC系统是等度系统，并且用并联泵
常规HPLC可以是等度或者梯度
❖ 管路
GPC系统采用全不锈钢流路
常规HPLC用PEEK或者不锈钢流路
❖ 自动进样器针密封
GPC系统采用Vespel针密封，适用THF、氯仿、DMF等
常规HPLC用PEEK针密封
14
LCsolution GPC软件
DGU-20A3
1Fra Baidu bibliotek
4
228-45041-91
容器盘
-
1
5
228-45006-38
自动进样器
SIL-20A
1
6
228-46606-96 自动进样器用GPC对应组件
-
1
7
228-45009-38
柱温箱
CTO-20A
1
8
228-45095-38
示差折光检测器
RID-10A
1
9
228-20810-91
色谱柱
GPC-80M
1
10 228-20812-91 11 223-05671-92
保护柱 LC工作站
GPC-800P
1
LCsolution Single 1
12 223-05655-92
GPC软件
LCsolution GPC
1
13
GPC系统与常规HPLC系统区别
❖ 检测器
GPC系统标配示差折光检测器
❖ 渗透极限
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。
6
平均分子量计算公式
数均分子量
Mn =
S Hi S (Hi / Mi)
重均分子量 Mw = Z均分子量 Mz =
S Mi Hi S Hi ΣMi 2Hi S Mi Hi
❖ 直接方法
渗透压方法 (for Mn) 光散射方法 (for Mw) 粘度方法 (for Mv) 超速离心方法 (for Mz)
❖ 间接方法
GPC (for Mn, Mw and Mz)
用标准品进样得到分子量校正曲线，间接算出聚
合物样品的相对分子量。如和标准品结构不同，
还需进行相应的计算才能得到聚合物样品自身的
15
GPC色谱柱系列
❖ Shim-pack GPC-80X for THF ❖ Shim-pack GPC-80XC for 氯仿 ❖ Shim-pack GPC-80XD for DMF
❖ 排阻极限 (聚苯乙烯)
1.5x103(GPC-801), 5x103(GPC-802),
2x104(GPC-8025), 7x104(GPC-803),
该 GPC 可选软件可在 LCsolution 上无缝地运 行。作为 LCsolution 的一部分，此软件扩展 了方法、数据和报告格式文件的功能，并可 使用 LCsolution 的所有功能特性。
4x105(GPC-804), 4x106(GPC-805), 4x107(GPC-
806)，4x107 (mixed gel，GPC-80M),
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8
GPC色谱柱类型
SEC定义
❖ SEC全称Size Exclusion Chromatography(体 积排阻色谱，或者尺寸排阻色谱）
❖ SEC定义：是利用多孔凝胶固定相的独特特 性，而产生的一种主要依据分子尺寸大小的 差异来分离的液相色谱方法。
1
SEC分类
❖ 凝胶渗透色谱 (GPC)
主要用于聚合物领域
以有机溶剂为流动相(氯仿，THF，DMF)
11
GPC系统配置
进样器 泵
色谱柱 柱温箱
检测器
THF, 氯仿, DMF
示差检测器
需要GPC软件才可计算MW
12
配置实例
No.
产品编号
产品名称
型号
数量
1
228-45011-38
系统控制器
CBM-20Alite
1
2
228-45000-38
输液单元
LC-20AD
1
3
228-45018-32
在线脱气机
Z+1均分子量 Mz+1 =
ΣMi 3Hi S Mi 2Hi
Hi： 峰高 Mi：分子量
7
平均分子量含义
❖ 数均分子量 (Mn)
拉力、抗冲击性
❖ 重均分子量 (Mw)
脆度
❖ Z 均分子量 (Mz)
弹性、硬度
分布宽度指数D(分散度)= Mw/Mn
对于多分散试样 Mn ＜ Mw ＜ Mz
8
高聚物多分散性表征
常用固定相填料：苯乙烯－二乙烯基苯共聚物
❖ 凝胶过滤色谱 (GFC)
主要用于生命科学领域
以水溶液为流动相
常用固定相填料：亲水性有机凝胶(葡聚糖，琼脂
糖，聚丙烯酰胺等)
2
GPC用途
❖ 高聚物的分子量及其分布是高聚物最基本的 参数之一。高聚物的许多性质是与分子量有 关的。例如冲击强度、模量、拉伸强度、耐 热、耐腐蚀性都与高聚物的分子量和分子量 分布有关。
❖ 样品间分子量分布宽度的比较，最直接的方 法是将实验所得到的分子量分布曲线作对比。
❖ 分子量分布曲线有两种形式：
用重量分数W对分子量作图的曲线叫做微分分布 曲线；
用累积重量分布对分子量作图的曲线叫做积分分 布曲线。
❖ 还有一种更一般化且最常用的方法就是重均
数均比，即：Mw/Mn。
9
测定聚合物分子量的方法
分子质量。
10
为什么要用GPC方法
❖ 相对分子量分布(多分散性指数)对聚合物的性 质有重要影响。
❖ 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。
3
❖ 固定相是多孔填G料P，C小分分子离样品原可理以进入孔径内部
❖ 样品与固定相之间无作用力 ❖ 迁移时间不同
样品
填充物颗粒
大
中
孔穴
小
4
MW与RT之间的关系
排阻极限 渗透极限
GPC柱
5
GPC术语
❖ 排阻极限
排阻极限是指不能进入凝胶颗粒孔穴内部的最小分子的分子 量。所有大于排阻极限的分子都不能进入凝胶颗粒内部，直 接从凝胶颗粒外流出，所以它们同时被最先洗脱出来。排阻 极限代表一种凝胶能有效分离的最大分子量，大于这种凝胶 的排阻极限的分子用这种凝胶不能得到分离。随固定相不同， 排阻极限范围约在 400至60×106之间。
常规HPLC有多种检测器可选
❖ 梯度
GPC系统是等度系统，并且用并联泵
常规HPLC可以是等度或者梯度
❖ 管路
GPC系统采用全不锈钢流路
常规HPLC用PEEK或者不锈钢流路
❖ 自动进样器针密封
GPC系统采用Vespel针密封，适用THF、氯仿、DMF等
常规HPLC用PEEK针密封
14
LCsolution GPC软件
DGU-20A3
1Fra Baidu bibliotek
4
228-45041-91
容器盘
-
1
5
228-45006-38
自动进样器
SIL-20A
1
6
228-46606-96 自动进样器用GPC对应组件
-
1
7
228-45009-38
柱温箱
CTO-20A
1
8
228-45095-38
示差折光检测器
RID-10A
1
9
228-20810-91
色谱柱
GPC-80M
1
10 228-20812-91 11 223-05671-92
保护柱 LC工作站
GPC-800P
1
LCsolution Single 1
12 223-05655-92
GPC软件
LCsolution GPC
1
13
GPC系统与常规HPLC系统区别
❖ 检测器
GPC系统标配示差折光检测器
❖ 渗透极限
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。
6
平均分子量计算公式
数均分子量
Mn =
S Hi S (Hi / Mi)
重均分子量 Mw = Z均分子量 Mz =
S Mi Hi S Hi ΣMi 2Hi S Mi Hi
❖ 直接方法
渗透压方法 (for Mn) 光散射方法 (for Mw) 粘度方法 (for Mv) 超速离心方法 (for Mz)
❖ 间接方法
GPC (for Mn, Mw and Mz)
用标准品进样得到分子量校正曲线，间接算出聚
合物样品的相对分子量。如和标准品结构不同，
还需进行相应的计算才能得到聚合物样品自身的
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GPC色谱柱系列
❖ Shim-pack GPC-80X for THF ❖ Shim-pack GPC-80XC for 氯仿 ❖ Shim-pack GPC-80XD for DMF
❖ 排阻极限 (聚苯乙烯)
1.5x103(GPC-801), 5x103(GPC-802),
2x104(GPC-8025), 7x104(GPC-803),