凝胶渗透色谱(2014)
凝胶渗透色谱实验报告
凝胶渗透色谱实验报告《凝胶渗透色谱实验报告》实验目的：通过凝胶渗透色谱技术分析样品中的蛋白质组成，了解其分子量分布和纯度。
实验原理：凝胶渗透色谱是一种分离生物大分子的技术，其原理是利用凝胶的孔隙大小对分子进行分离。
大分子在凝胶中的孔隙内滞留时间长，小分子则穿过凝胶孔隙，因此可以实现对分子的分离。
实验步骤：1. 准备样品：将待测样品溶解在适当的缓冲液中，使其浓度适当。
2. 样品加载：将样品加载到色谱柱上，通过压力或离心力使其进入色谱柱内。
3. 色谱分离：在缓冲液的作用下，样品中的蛋白质分子根据其大小在色谱柱中进行分离。
4. 检测分离结果：通过检测器检测样品在色谱柱中的分离情况，得到蛋白质的分子量分布和纯度信息。
实验结果：通过凝胶渗透色谱实验，我们成功地分离出了样品中的蛋白质组成，并得到了它们的分子量分布和纯度信息。
根据实验结果，我们可以进一步了解样品中蛋白质的组成和结构，为后续的研究提供重要的参考数据。
实验结论：凝胶渗透色谱技术是一种有效的生物大分子分离方法，可以用于分析样品中蛋白质的组成和纯度。
通过本次实验，我们成功地应用了该技术，并得到了有意义的实验结果，为后续的研究工作奠定了基础。
总结：凝胶渗透色谱技术是一种重要的分离技术，对于生物大分子的分析具有重要意义。
通过本次实验，我们对该技术有了更深入的了解，并为今后的实验工作提供了宝贵的经验。
通过凝胶渗透色谱实验报告，我们对该技术的原理、步骤、结果和结论有了更清晰的认识，为今后的科研工作提供了重要的参考。
希望通过不断的实验探索和研究，能够更好地应用这一技术，为科学研究做出更大的贡献。
【江苏省自然科学基金】_凝胶渗透色谱_期刊发文热词逐年推荐_20140815
科研热词 推荐指数 原子转移自由基聚合 4 苯乙烯 3 支化聚合物 3 自缩合原子转移自由基聚合 2 二乙烯苯 2 n-二甲氨基乙酯 2 高分子分散剂 1 颜料 1 聚电解质 1 磺酸甜菜碱 1 碳卤末端 1 相分离温度 1 甲基丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯(dmaema) 1 甲基丙烯酸n 1 甲基丙烯酸-n 1 溶液性质 1 梳型高聚物 1 支化聚苯乙烯 1 支化共聚物 1 垃圾渗滤液 1 可逆加成-断裂链转移聚合 1 可聚合 1 凝胶渗透色谱 1 催化氧化聚合 1 交替共聚物 1 五甲基二乙基三胺 1 丙烯酸叔丁酯 1 丙烯腈 1 三维荧光光谱 1 n-取代马来酰亚胺 1 fenton氧化 1
2009年 序号 1 2 3 4
科研热词 甲基丙烯酸甲酯 支化聚合物 双甲基丙烯酸乙二醇酯 原子转移自由基聚合
推荐指数 1 1 1 1
Байду номын сангаас010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
科研热词 1 苯乙烯 2 氧气 3 原子转移自由基聚合
推荐指数 1 1 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2013年 科研热词 黄麻纤维 酯化反应 聚己内酯-聚乙二醇 结构 磷酸钙 漆酶 木质素 无磷共聚物 循环冷却水 开环聚合 多柔比星 卟啉 推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2014年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
科研热词 超支化聚合物 胞外多聚物 糙刺篮状菌 正交试验 杂化共聚合 提取 微生物絮凝剂 己内酯 多元羧酸酯 复鞣剂 丝状真菌 n-苯基马来酰亚胺
凝胶渗透色谱(GPC)
凝胶渗透色谱（GPC）1. 简介凝胶渗透色谱（Gel Permeation Chromatography，简称GPC）是一种常用的分离和分析高分子化合物的方法。
该技术基于样品中高分子与凝胶基质之间的相互作用特性进行分离，并通过检测其分子量进行定性和定量分析。
2. 原理GPC的原理基于高分子在溶剂中形成的动态螺旋结构。
在这个多孔的凝胶基质中，高分子可以通过不同的速度渗透进入孔隙中，较大分子量的高分子会更难进入孔隙，而较小分子量的高分子则相对容易进入。
因此，在GPC中，高分子化合物会根据其分子量的大小在凝胶柱中得到分离，从而实现对样品的分析。
3. 实验操作3.1 样品制备：将待分析的高分子化合物溶解在合适的溶剂中，得到样品溶液。
确保样品溶液中没有明显的悬浮物或杂质。
3.2 柱装填：将凝胶柱装入色谱柱座，并根据柱座的要求进行调整和固定。
3.3 校准：使用一系列已知分子量的标准品进行校准。
将标准品溶液以一定流速注入凝胶柱中，记录各标准品的保留时间。
3.4 样品进样：使用自动进样器或手动进样器将样品溶液以适当流速注入凝胶柱中。
3.5 分离：样品在凝胶柱中进行凝胶渗透分离，不同分子量的高分子以不同的速度通过凝胶基质，完成分离。
3.6 检测：通过不同的检测器检测凝胶柱中流出的样品，常用的检测器包括紫外-可见光谱检测器、折光率检测器等。
3.7 数据处理：根据标准品的保留时间和已知分子量，结合样品的保留时间，计算出样品的分子量。
4. 应用领域GPC广泛应用于高分子化合物的分析和研究领域。
主要应用包括但不限于以下几个方面：•分析聚合物的分子量分布：通过GPC可以获得聚合物样品的分子量分布情况，了解样品中分子量大小的范围和占比，有助于进一步研究和应用。
•聚合物纯度分析：GPC可以用于判断聚合物样品的纯度，通过检测样品中的低分子量杂质，评估样品的纯净度。
•聚合物杂质分析：GPC可以用于分析聚合物样品中的杂质物质，如副产物、残留单体等。
凝胶渗透色谱 聚苯胺
凝胶渗透色谱聚苯胺凝胶渗透色谱（Gel Permeation Chromatography，简称GPC）是一种分离和分析高分子化合物的有力工具。
聚苯胺（Polyaniline）是一种导电聚合物，由于其独特的电学性质和化学反应性，被广泛应用于电池、传感器、催化剂等领域。
下面就以聚苯胺为例，介绍凝胶渗透色谱的应用。
一、凝胶渗透色谱法测定聚苯胺的分子量采用凝胶渗透色谱法可以测定聚苯胺的分子量及分子量分布。
实验步骤如下：1.准备试剂和仪器：选择合适的凝胶色谱柱，如Sephadex G-100、G-25等，准备好洗脱液（如0.05 M磷酸盐缓冲液），检测器（如UV-Vis），柱后反应器，输液泵等。
2.安装色谱柱：将凝胶色谱柱安装在支架上，确保柱身垂直。
3.装填凝胶：将所选凝胶均匀地装填在色谱柱内，注意避免气泡。
4.平衡色谱柱：用洗脱液平衡色谱柱，直至基线稳定。
5.样品准备：将聚苯胺样品溶解在合适的溶剂中，浓度约为0.1 g/L。
6.进样分析：将样品溶液通过输液泵泵入色谱柱，记录各个组分的洗脱体积。
7.数据处理：根据洗脱体积和标准曲线，计算聚苯胺的分子量和分子量分布。
二、凝胶渗透色谱法研究聚苯胺的分子链结构除了测定分子量，凝胶渗透色谱法还可以用于研究聚苯胺的分子链结构。
通过对比不同分子量的聚苯胺样品的色谱图，可以观察到不同分子量组分的分布情况，从而推断出聚苯胺分子链的结构特征。
此外，结合其他表征手段如红外光谱、核磁共振等，可以对聚苯胺的化学结构进行更深入的研究。
三、凝胶渗透色谱法在聚苯胺合成中的应用在聚苯胺合成过程中，凝胶渗透色谱法可以用于监控反应进程和纯化产物。
通过实时监测色谱图中的峰形和峰强变化，可以判断反应是否进行完全，以及产物的纯度如何。
此外，利用凝胶渗透色谱法还可以对合成产物进行分级分离，得到不同分子量的聚苯胺样品，用于后续研究和应用。
综上所述，凝胶渗透色谱法在聚苯胺的分析、合成以及应用中具有广泛的应用价值。
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
合物
超临界
有机组份键合于 超临界流体和
流体
固体表面
键合相间分配
体积排斥色谱 SEC Size Exclusion Chromatography的发展史
1953年 Wheaton和Bauman 用多孔离子交换树脂按 分子量大小分离了苷、多元醇和其它非离子物质, 观察到分子尺寸排除现象. ➢ 1959年 Porath和 Flodin 用葡聚糖胶联制成凝胶 来分离水溶液中不同分子量的样品. ➢ 1962年 J.C.Moore 将高交联度聚苯乙烯-二乙烯基 苯树脂用作柱填料,以连续式高灵敏度的示差折光 仪,并以体积计量方式作图,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.
Chlorinated Polyethylene Polyethylene –
Ethylacrylate Polyethylene –
Vinylacetone Polyethylene – Methacrylic
acid Polyphenyleneoxide Poly-4-methylpentene1 Polyethylene
凝胶色谱的任务
分子量的分布与高分子材料的 所有关键加工特性以及材料性能紧 密相关
Plastics Technology, May 1986
聚合物的各种平均分子量
用SEC测得的不同种平均分子量可对应于其他仪器所 测的值：
– Mn：用渗析计测出Osmometry – Mw：用光散射计测出Light Scattering – Mv：用粘度计测出Viscometry – Mz及Mz+1：用超速离心法测出
溶剂特性
溶剂英文 Hexane Cyclohexane Toluene Ethyl acetate Eetrahydrofuran Chloroform Methyl ethyl ketone Dichloromethane Dichloroethane Acetone Dichlorobenzene Trichlorobenzene m-Cresol o-Chlorophenol Dimethyl acetamide n-Methyl pyrrolidone Dimethyl sulphoxide Dimethyl formamide Hexafluroisopropanol
凝胶渗透色谱GPC课件
19
GPC色谱柱选择
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
样品分子量应该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
2
标样
聚苯乙烯(PS，溶于各种有机溶剂) 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)
将公式(2)代入公式(3)和(4)，则：
(5)
(6)
标样的Mw和Mn已知，将Hi,Vi代入，软件自动算出A,B值。
3
GPC分析大致步骤
根据样品的特点选择合适的GPC柱子和标 样，并且确定采用的GPC校正方法
配制标样和样品，用LCsolution进样得到色 谱图
用LCsolution GPC生成校正曲线并计算样 品平均分子量，制作报告
渐进试差法(宽分布标样校正法)
这种方法不需要窄分布样品，其标样可为1~3 个不同相对分子质量的宽分布标样(平均相对
2
分子质量精确测量， Mw和Mn为已知)，采用
窄分布标样校正法
要有5个以上的不同分子量的单分散标样来 制作校正曲线
样品最好与标样是相同的结构。
如果样品与标样结构完全一样，则结果不需再 修正
3
渐进试差法(宽分布标样校正法)
不需要窄分布标样，只需要宽分布标样 标样和样品为同一种物质
标样数量最少可以只有1个 标样的分子量Mw和Mn必须已知 标样校正曲线呈线性
3
渐进试差法(宽分布标样校正法)
在一定条件下，有： (1)
将标样色谱峰分成若干个切片，则： (2)
根据定义，有：
(3)
(4)
用重量分数W对分子量作图的曲线叫做微分分 布曲线；
凝胶渗透色谱的分离原理
凝胶渗透色谱的分离原理凝胶渗透色谱（Gel Permeation Chromatography，简称GPC），又称为分子排阻色谱（Size Exclusion Chromatography，简称SEC），是一种基于分子大小分离的色谱技术。
它应用于高分子聚合物及其他大分子化合物的分子量分析，以及分子构象的研究。
GPC的分离原理可以总结为三个关键步骤：样品溶液在凝胶填料中的渗透，排除与凝胶交互的大分子，保留与凝胶交互的小分子。
以下将详细介绍这三个步骤。
首先，样品溶液在凝胶填料中的渗透。
凝胶填料通常是由高分子材料制成的，孔隙大小是一个连续分布的范围。
当样品分子进入填料孔隙中时，分子要么与填料相互作用，要么通过填料的孔隙空间渗透。
较大的分子普遍难以渗透凝胶填料，而较小的分子则更容易渗透。
这导致了样品分子的渗透行为呈现出分子大小的依赖性。
其次，排除与凝胶交互的大分子。
由于大分子的体积较大，因此它们在填料孔隙中遇到更多的障碍，渗透速率较慢。
大分子更多地在填料的外部进行排除，凝胶填料的流速较快，较大的分子会稍微快一些，较小的分子则相对较慢。
通过这种方式，较大的分子会被迅速排除，而较小的分子则进一步渗透进入填料孔隙。
最后，保留与凝胶交互的小分子。
较小的分子可以比较容易地渗透凝胶填料，它们能够进一步进入填料孔隙，尺寸不受孔隙限制。
当这些分子进入孔隙后，由于它们与填料相互作用，导致它们的停留时间延长。
因此，较小的分子需要更长的时间才能通过整个填料层。
通过这种方式，较小的分子会保留在填料层的内部，从而实现对分子大小的分离。
在GPC中，使用一系列标准物质的分离曲线来校正样品的保留时间。
通过比较标准物质的保留时间以及它们的分子量，可以获得样品分子量的估计。
此外，对填料孔隙大小的了解也非常重要，因为填料的孔隙大小分布会影响渗透分子的分离效果。
通常情况下，会选择与待测样品分子大小范围相匹配的填料。
总结起来，凝胶渗透色谱(GPC)利用填料的孔隙结构以及样品分子的渗透性对样品中的大分子和小分子进行分离。
凝胶渗透色谱概述
凝胶渗透色谱概述凝胶渗透色谱（Gel Permeation Chromatography， GPC）也被称为凝胶过滤色谱（Gel Filtration Chromatography， GFC）或分子筛柱层析（Size Exclusion Chromatography， SEC），是一种基于分子大小分离和分析的色谱技术。
GPC的原理是通过高分子聚合物或凝胶柱的孔隙结构，使溶液中的分子在柱中进行分离。
这种技术不需要样品之间的相互作用力，只需要根据分子的大小差异来进行分离。
较小的分子可以穿过凝胶的孔隙结构，出色谱柱较早，较大的分子则在孔隙区内停留更长时间，出色谱柱较晚。
通过测量进出色谱柱的时间，可以确定溶液中分子的大小分布。
GPC的色谱柱通常由粒径均一的聚合物或玻璃珠填充而成，孔隙大小可根据所需分离范围来选择。
常用填料的材料有聚丙烯酸酯、聚醋酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等。
色谱柱通常需要进行校准，使用已知分子大小的标准品，根据标准品的流动时间与分子大小的关系建立起分子量和流动时间的线性关系。
使用GPC技术的前提是，待测样品溶解在适宜的溶液中，并在进样前进行适当的处理，如过滤、去除颗粒等。
样品通过自动或手动进样器进入色谱柱，流动的溶液在色谱柱内与填料表面发生扩散，较小的分子沿着填料孔隙径向扩散，进入孔隙内并穿透填料层，较大的分子则扩散得较少，并在填料层表面附近停留。
最终，分子按照大小顺序在柱中进行分离，通过检测出口流出物的组量浓度和流动时间，可以得到分子量分布曲线。
凝胶渗透色谱广泛应用于高分子化合物的分析和纯化，如聚合物、生物高分子（蛋白质、核酸）等。
其优势在于分离过程温和，不需要特殊操作和溶剂，不会破坏分析物的结构和活性。
此外，通过凝胶柱层析还可以获得关于分子的其他信息，如连接数分布、分子量分布等。
随着技术的发展，GPC结合其他技术，如多角度光散射（Multi-Angle Light Scattering，MALS）、核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）等，可以进一步得到高分辨率的分析结果，提高色谱的分辨能力和准确性。
凝胶渗透色谱的名词解释
凝胶渗透色谱的名词解释凝胶渗透色谱（Gel Permeation Chromatography，简称GPC）是一种高效的分离和分析聚合物的方法。
它基于聚合物分子在固定凝胶孔隙中的渗透行为，通过测定聚合物在不同孔径凝胶材料中的渗透体积，实现了对聚合物的分子量分布的测定。
凝胶渗透色谱是基于分子尺寸的分离技术，通过使用一系列孔径不同的凝胶柱，可以将聚合物按照其分子量大小进行分离。
较小分子量的聚合物能够更容易渗透进较大孔径的凝胶颗粒中，而较大分子量的聚合物则在较小孔径的凝胶颗粒中滞留更长的时间。
通过测量样品在不同孔径凝胶柱中的保留时间，可以得到聚合物的分子量分布曲线。
在凝胶渗透色谱中，流动相通常是有机溶剂，如氯仿或四氢呋喃。
凝胶柱中充满了具有不同孔径的凝胶颗粒，常见的凝胶材料主要包括聚合物凝胶（如聚丙烯酰胺凝胶）和糖凝胶（如葡聚糖凝胶）。
为了实现更高的分辨率和选择性，可以使用多种凝胶柱串联。
凝胶柱中的凝胶颗粒形成了一个孔隙网络，聚合物分子进入其中时，随着分子尺寸的增大，渗透速度下降。
较小的聚合物可以填满孔隙，并沿着孔隙径向扩散，而较大的聚合物在填满孔隙之后仍然存在较大的空腔，导致渗透速度较慢。
因此，聚合物分子量的大小可以通过测量渗透体积随时间的变化来确定。
渗透体积与分子量之间存在一定的关系，可以通过构建一个与标准聚合物分子量相关的校正曲线来确定待测样品的分子量。
凝胶渗透色谱广泛应用于聚合物的表征和分析。
它可以用于确定聚合物的相对分子量、聚合度、分子量分布、分子量均值等参数。
在聚合物材料的研究和开发中，凝胶渗透色谱被用于评估聚合物的纯度、晶体形态和分子结构。
此外，凝胶渗透色谱还可以用于研究聚合物在不同溶剂中的曲线变化、聚合物与界面活性剂或添加剂间的相互作用等。
总结而言，凝胶渗透色谱是一种强大的工具，用于研究聚合物的结构和性质。
通过测量聚合物在凝胶柱中的渗透体积，可以获得聚合物的分子量分布信息，并可以评估聚合物的纯度和结构特性。
凝胶渗透色谱
凝胶渗透色谱凝胶渗透色谱法是基于凝胶粒子之间的高分子链结构，当一种抗原物质经过凝胶时，抗原就会向凝胶中扩散并达到一定的程度。
然后再在一定波长下测定吸光度，即可求出待测抗原的含量。
此法可以测定抗原或抗体的含量，也可用来检测标本中微量、痕量物质的含量及定性、定量地确定样品中待测组分的存在。
此外，此法还可用于确定组织切片中某些非特异性抗原成分的存在。
利用凝胶色谱技术，可以对抗原进行定量，且方法简便，应用广泛。
凝胶渗透色谱法与其他化学分析技术相比，有许多优点：可对蛋白质、抗原等大分子进行定量分析；定量限可以达到1ng/mL。
此外，抗原在凝胶中扩散比较均匀，组分容易分离，定量误差小。
此外，由于组分在凝胶内部扩散较均匀，因此不会发生污染，具有环境友好型。
另外，凝胶还可以用于自动化分析。
利用此法可以快速、准确地测定蛋白质的含量。
凝胶渗透色谱法最初是由Sybaski提出的。
随着凝胶渗透色谱法的不断改进，其应用越来越广泛。
我们在实验室常使用的有硝酸纤维素膜，苯酚一甲醛交联膜和硝酸纤维素渗透泵。
硝酸纤维素膜和苯酚-甲醛交联膜可在短时间内完成制备，而且能同时进行多个样品的测试，它们的最佳工作温度为25。
左右，但长期保存会影响其物理和化学性质。
因此必须注意防潮。
3。
硝酸纤维素渗透泵。
它的工作原理类似于凝胶渗透色谱法，由渗透泵和流动相泵两部分组成。
凝胶通过泵的推动力流入渗透泵内，被泵出后渗入溶液中。
由于受到细菌或真菌等细微颗粒的阻碍，向前推进的阻力越来越大，最终造成流速变慢甚至停止。
因此每个渗透泵都配有自动控制装置，在达到饱和时，机器会自动停止工作。
利用这一特性，可以将待测组分转移至载玻片上，避免样品污染。
在凝胶渗透色谱的研究和应用中，人们还根据某些特殊目的，采用多种多孔膜作为固定相。
这类固定相的应用效果很好，它可以降低系统的渗透压和保持高灵敏度，但也给测定带来一定的困难，主要表现为：（ 1）用有机溶剂处理得到的凝胶因存在机械稳定性问题而不能用于薄层色谱。
凝胶渗透色谱概述
凝胶渗透色谱概述凝胶渗透色谱（Gel Permeation Chromatography，GPC），也被称为凝胶过滤色谱（Gel Filtration Chromatography，GFC），是一种常用的分离和纯化生物大分子（如蛋白质、核酸、多聚体等）的方法。
它基于样品分子对凝胶柱中孔隙的渗透程度不同来实现分离，是一种相对分子大小进行分级分离的柱层析方法。
凝胶渗透色谱的原理是，凝胶柱中的多孔凝胶微球形成一个孔径连续分布的微孔网络结构。
这些孔隙可以根据分子的大小来划分，较大的分子会在较大的孔隙中被剔除，而较小的分子则可以渗透进较小的孔隙中。
因此，大分子会以较快的速度通过柱，而小分子则会以较慢的速度通过柱。
最终，不同大小的分子将会分离出来。
凝胶渗透色谱的操作过程相对简单。
首先，样品溶液会被注入凝胶柱中，在样品溶液中选择合适的缓冲液以维持柱中的pH和离子强度。
接下来，通过利用适当的流速将样品溶液从柱中通过，使样品分子在凝胶柱中渗透。
较大的分子会在凝胶柱的顶部较快地通过，而较小的分子则会在凝胶柱中逗留更长时间。
最终，不同大小的分子将会在柱底部收集。
凝胶渗透色谱的应用非常广泛。
它可以用于分离和纯化生物大分子，如蛋白质、核酸、多聚体等。
它能够提供分子大小的分布信息，并且可以评估样品的聚合度、纯度和活性。
因此，它在生物化学、生物技术、药学和制药等领域都得到了广泛的应用。
然而，凝胶渗透色谱也存在一些限制。
首先，柱的尺寸选择和合适的凝胶选择是非常重要的，以确保分离的效果。
其次，对于较大的生物大分子，溶液的流动性可能会受到限制，从而降低分离效率。
此外，凝胶渗透色谱不适用于低分子量的化合物的纯化和分离。
总之，凝胶渗透色谱是一种重要的柱层析技术，可用于分离和纯化生物大分子。
它基于不同大小的分子对凝胶柱中孔隙的渗透程度不同来实现分离。
凝胶渗透色谱在生物化学、生物技术、药学和制药等领域都有重要的应用，并且在细胞分析、肿瘤标记物的检测和多聚合物的研究等方面有特殊的应用。
凝胶渗透色谱实验报告
凝胶渗透色谱实验报告凝胶渗透色谱实验报告引言：凝胶渗透色谱（Gel Permeation Chromatography，简称GPC）是一种常用的分析技术，广泛应用于高分子化合物的分子量测定、分子量分布的分析等领域。
本实验旨在通过凝胶渗透色谱技术对不同分子量的聚合物进行分离和分析，探究其分子量分布情况。
实验方法：1. 样品制备：选取不同分子量的聚合物样品，如聚乙烯醇（PVA），聚苯乙烯（PS）等。
将样品溶解于合适的溶剂中，制备成一定浓度的溶液。
2. 色谱柱装填：将合适的凝胶填料装填于色谱柱中，如聚丙烯酸凝胶（PAA）等。
注意保持填料的均匀性和紧密度。
3. 样品进样：使用适当的进样器将样品注入色谱柱中，控制进样量和速度。
4. 流动相选择：根据样品的性质选择合适的流动相，如甲醇、乙醇等有机溶剂。
注意流动相的纯度和稳定性。
5. 进行色谱分离：通过控制流动相的流速和梯度来实现样品的分离。
较大分子量的聚合物在凝胶中扩散速度较慢，因此会在柱中停留更长时间，而较小分子量的聚合物则会较快通过柱床。
6. 检测器选择：根据实际需要选择合适的检测器，如紫外检测器、荧光检测器等。
检测器会根据样品的吸收或发射特性进行信号检测和记录。
7. 数据分析：根据检测到的信号强度和保留时间，绘制色谱图并进行数据分析，得到样品的分子量分布曲线。
实验结果：通过凝胶渗透色谱实验，我们成功地对不同分子量的聚合物进行了分离和分析。
根据得到的色谱图，我们可以观察到不同聚合物在柱中的停留时间和峰形状的差异。
较大分子量的聚合物具有较长的保留时间，峰形较宽，而较小分子量的聚合物则具有较短的保留时间，峰形较尖。
根据分析得到的分子量分布曲线，我们可以进一步了解样品中聚合物的分子量分布情况。
例如，对于聚乙烯醇样品，我们观察到分子量较大的聚合物占据了整个分子量分布曲线的主峰，而分子量较小的聚合物则分布在主峰的两侧。
这表明聚乙烯醇样品具有较宽的分子量分布。
讨论与结论：凝胶渗透色谱是一种有效的分析技术，可以对高分子化合物进行分离和分析。
凝胶渗透色谱PPT课件
校正曲线法 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 (min)
Mw
1
14.797 853000
2
15.559 380000
3
16.239 186000
4
16.888 100000
5
17.476 48000
6
18.032 23700
7
18.495 12200
8
19.005 5800
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。
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7.6.1 GPC仪器配置 GPC 仪器对载体的要求： 1. 良好的化学稳定性和热稳定性； 2. 有一定的机械强度； 3. 不易变形; 4. 流动阻力小； 5. 对试样没有吸附作用； 6. 分离范围越大越好（取决于孔径分布)等； 7. 载体的粒度愈小，愈均匀，堆积的愈紧密，色谱柱分离效率愈高。
23
第23页/共44页
7.6.3 标样 GPC标样配制
由于凝胶色谱中浓度检测通常使用示差折光检测器，灵敏度不太高，所以试 样的浓度不能配制得太稀。
但另一方面色谱柱的负荷量是有限的，浓度太大易发生“超载”现象。 分子量与样品浓度关系： 低于5千 <1.0%; 5千～2.5万 <0.5%; 2.5万～20万 <0.25%; 20万～200万 <0.1%; 高于200万 <0.05%
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。经典方法
不能同时测定聚合物的相对分子量及其分布。 凝胶渗透色谱(GPC)的应用改善了测试条件，并提供了可同时测定聚
凝胶渗透色谱PPT课件
1953年--Wheaton和Bauman-用多孔树脂按分子量大小分离了苷、多元醇和其它非离子物 质，观察到分子尺寸排除现象。
1959年--Porath和Flodin— 用葡聚糖凝胶分离了水溶液中不同分子量的样品。
1962年--J.C.Moore— 将连续式高灵敏度的示差折光仪接在分离柱后，并以体积计 量方式作图，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，创立了凝胶渗透色谱技术。 凝胶渗透色谱 GPC---Gel Permeation Chromatography 也称作体积排斥色谱 SEC---Size Exclusion Chromatography 以溶剂作流动相，流经多孔填料作为分离介质的液相色谱 法。
色谱柱
预热板
加热废液管儿 放空阀
废液 溶剂
溶剂输送系统
典型分离式GPC系统示意图
I Out n
在线脱气
为GPC加热的理由
降低流动相黏度，使得谱柱内部溶剂处于接近理 想的GPC状态（如Polyethylene – Terphthalate m-Cresol + 0.05 m LiBr/100 °C）
16
18
20
– [] ST = VI / RI – H = MST [] ST – Polynomial fit to Log H
22
24
26
28
for each standard for each standard universal calibration curve
“绝对”分子量分布的测定
Log [] = Log K + Log M K 及 可随 M 变化
GPC中的大分子结构形态
第2章 凝胶渗透色谱
紫外吸收检测器：常用检测共聚物组分及相对分子 质量分布，它是非通用型检测器，仅能用于检测具 有紫外吸收的样品。
相对分子质量检测器：间接法和直接法。 间接法----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。
GPC谱图
(3)凝胶渗透色谱的数据处理
由凝胶色谱图计算样品的相对分子质量分布的关键是 必须把凝胶色谱曲线中的淋洗体积V转换成相对分子质量M。
单分散性标祥校正法: 选用一系列与被测试样同类型的不同相对分子质量的单 分散性(d＜1．1)标样，用其他方法精确地测定其平均相对 分子质量，然后与被测样品同样条件下进行GPC分析。每个 窄分布标样的峰值淋洗体积与其平均相对分子质量相对应， 表征这种关系的方程称校正曲线方程，一般写作 :
聚合物和低相对分子质量化合物不同，没有一个固定的相 对分子质量，而是不同相对分子质量同系物的混合体系。因此 聚合物相对分子质量是一个平均值，有一个分布的概念。这种 相对分子质量的不均一性，称作聚合物的多分散性。相对分子 质量分布与聚合物的物理机械性能和加工过程，如模塑、成膜 、纺丝等都有密切的关系。 ⑴相对分子质量分布曲线
聚合物材料的性能在一定范围内随相对 分子质量的提高而提高，例如，拉伸强度、 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 料有较高的相对分子质量。另一方面，太高 的相对分子质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，高分子的相对分子质量大小应控制在一 定范围之内。
凝胶渗透色谱PPT课件
单分散性标样校正法
• 选用一系列与被测样品同类型的不同分子 量的窄分散性（）标样，先用其他方法精 确地测定其平均分子量，然后与被测样品 在同样条件下进行GPC分析。每个窄分布 标样的峰为淋洗体积与其平均分子量相对 应，这样就可做出lgM－V曲线如下图所示。
• 色谱原理 • 流动相:载气 • 固定相:固体吸附剂等
•
图 气相色谱对样品分离过程示意图
• 色谱谱图解析
• 一 谱图表示方法: 横坐标 时间
•
纵坐标 检测器响应信号的大小 色谱图
•
•
• 色谱图的解析: 色谱峰的位置
•
色谱峰的大小和形状
•
色谱峰的分离
• 保留值: 保留时间
•
死时间
•
调整保留时间 与固定液用量有
关
• 比保留体积 相对保留值 保留指数
• 色谱过程方程: VR=VM+VR’
•
VR=VM+KVS
•
色谱的保留值与热力学系数联系起来
• 色谱流出曲线方程：——研究色谱峰形
•
塔板理论：高斯分布曲线
•
c 标准偏差：
2nct0Rexp12n1ttR
2
tR / n
c
c0
2
exp
t tR
2 2
3.凝胶色谱分离机理
凝胶色谱的色谱过程方程
• 凝胶色谱柱是用多孔材料填充的，其分离 能力与填料孔径无关。
• GPC柱的总体积有3部分组成，即填料骨架 体积、填料孔体积及填料颗粒间体积。其 中填料骨架体积对分离不起作用，柱空间 体积主要由后两部分组成。
凝胶渗透色谱实验报告
凝胶渗透色谱实验报告凝胶渗透色谱实验报告引言凝胶渗透色谱（Gel Permeation Chromatography, GPC）是一种常用的分离和分析高分子化合物的方法。
通过使用不同孔径的凝胶填料，GPC可以根据高分子物质的分子大小进行分离，从而得到高分辨率的色谱图谱。
本实验旨在通过凝胶渗透色谱法对不同分子量的聚合物进行分析，并探讨其分子量与保留时间的关系。
实验方法1. 样品制备：选取三种不同分子量的聚合物作为样品，分别标记为A、B、C。
将每种聚合物按照一定比例溶解于适量的溶剂中，并进行充分搅拌，以保证样品的均匀性。
2. 样品注射：使用自动进样器将样品注入色谱柱，并设置适当的进样量，以确保得到清晰的峰形。
3. 色谱条件：调节流动相的流速和温度，以及色谱柱的温度和长度，以获得最佳的分离效果。
4. 数据处理：使用色谱软件对得到的色谱图进行峰识别和峰面积计算，得到各个峰的保留时间和峰面积。
实验结果与讨论通过对三种不同分子量的聚合物进行凝胶渗透色谱分析，得到了它们在色谱图上的峰形和保留时间。
根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 分子量与保留时间的关系：实验结果显示，聚合物的分子量与其在色谱图上的保留时间呈正相关关系。
即分子量较大的聚合物在色谱柱中的停留时间较长，而分子量较小的聚合物则停留时间较短。
这是因为分子量大的聚合物在凝胶填料中的渗透速度较慢，从而导致其停留时间延长。
2. 峰形的解析度：通过对色谱图中的峰形进行观察和分析，可以评估凝胶渗透色谱的分离效果。
若各个峰之间存在明显的分离和峰形对称，说明色谱柱的分离效果良好。
相反，若峰形模糊或存在重叠现象，则说明分离效果较差。
3. 样品纯度的评估：通过计算各个峰的峰面积比例，可以评估样品的纯度。
若纯度较高，各个峰的峰面积比例应接近理论值。
若存在杂质或聚合物分子量分布较宽的情况，则峰面积比例会偏离理论值。
结论凝胶渗透色谱是一种有效的高分子化合物分析方法，可以根据分子量的大小进行分离和定量。
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聚合物的分子结构
PD = Mw / Mn
分子量分布
增加分子量
聚合物的各种平均分子量
Mn：用渗析计测出(Osmometry) Mw：用光散射计测出(Light
Scattering) Mv：用粘度计测出(Viscometry) Mz及Mz+1：用超速离心法测出(Ultracentrifuge) Mw/Mn：为多分散性(Polydispersity) Mn<Mv<Mw<Mz<Mz+1
Sample: Column: Flow rate: Injection volume: Detector:
Acrylic copolymer 3xPlgel 5µm MIXED-C 1.0ml/min 20µl DRI
Column Conditioning in Organic GPC
Some samples, especially polar resins (e.g. phenol formaldehyde) can interact with packing materials on first injection
用GPC测得的分子量分布可以计算出各种不同 种平均分子量，可对应于其他仪器所测的值。
4. 存在问题及解决办法
标样与待测样品不同种类
以同类聚合物的标准样品可绘制出标准曲线，给
出淋出体积与分子量的关系。
不同种类的聚合物，在溶剂中受到的作用不同，
所以即使相同的分子量也会有不同的溶剂化体积
采用标样的校正曲线，只能得到与标样分子溶剂
缓冲柱
放空阀
柱温箱
废液
色谱柱 进样阀
预热板
溶剂
I n
Out
溶剂输送系统
在线脱气
典型分离式GPC系统示意图
为GPC加热的理由
降低流动相黏度，使得谱柱内部溶剂处于接近理 想的GPC状态（如Polyethylene – Terphthalate m-Cresol + 0.05 m LiBr/100 °C）
聚合物近代测试
凝胶渗透色谱
讲课：9-11、9-18（4学时） 实验：材料楼416（8学时）
1. Questions and Discuss 问题与讨论 1） What is chromatography, and what is it for? 色谱的起源与应用
2.）Do you know Liquid Chromatography or Gas Chromatography? 你是否接触过液相色谱和气相色谱？
化体积相同的相对分子量
讨论： 请给出你的解决办法
5. 对测试结果产生影响的因素
输液系统 样品制备 进样系统 柱温变化 色谱柱结构与性能 检测器的影响 流动相的种类
溶剂输送系统
高流速精度是获得重现性 GPC结果的基础 微小的流速误差会导致分子 量计算的很大误差 使用参考峰 ( Flow Markers) 的技术可校正流速误差
普适校正的假设：
具有同样大小(H)的大分子应有同样的洗脱体积，
即依赖性 在给定的流动相、色谱柱组及温度下，H = H(V)
“绝对”分子量分布的测定
RI/V 检测器结合使用，第一步：用任何 窄分布标样(化 学结构不重要)建立普适校正曲线
10
Log H
8
6 4 2 16
Elution volume V, mL
尽量减轻分子间的弱相互作用（样品分子间、样 品和溶剂分子间、填料和样品分子间等） 使难于溶解的样品得以溶解（如聚烯烃PE\PP、 工程塑料PPS等） 使GPC检测处在一个温度稳定的环境
废液管 检测器3 废 液 检测器2 检测器1 连接管
柱温箱 进样阀 GPC色谱柱
一体化温控区的示意图
在同一个温控区集成了进样阀、色谱柱、检测器，保证温度 的一致性和稳定性
进样系统的影响
40 瓶位样品盘 2ml 玻璃瓶卷边压紧铝瓶盖 优先进样的样品缓慢搅拌 双温区设计是降解风险降至最低
进样点
进样点
热区 温区
200
温度 (C)
100
50 -20
-10
0
10
20
瓶位
Carousel Motion
Agitated
自动进样器
柱温对分辨率影响
Column : Eluent : Flow rate : PLgel 5um MIXED-C 300x7.5mm DMF 1.0ml/min
2 凝胶渗透色谱的原理
以多孔树脂为固定相
用溶剂推动聚合物样品流过固定相 产生大小分子顺序流出的分离
Vg载体骨架体积
Vi载体孔洞体积
淋出体积 Ve=V0+KVi
分配系数 0<K<1
V0载体粒间体积
V0和Vg对分离没有贡献，应尽量减小，Vi越大分离效果越好
凝胶渗透色谱柱是如何工作的
流出级份的保留时间（洗脱体积） 提供其分子量（尺寸）的信息。 从检测器信号强度得到各流出级分 的浓度。
样品制备的影响
的影响
用淋洗液制样，使聚合物在分析的整个过程 中处于稳定状态，并且使溶剂峰最小 溶解必须使聚合物链打开成最放松的状态
允许充分的时间让链展开
有些聚合物需要大于3小时
分子量及结晶度愈大，所需真正溶解的时间 就俞多
某些结晶的聚合物需要加热
实验室温度波动对RI检测器基线的影响
20.0
Temp.(Deg C) 19.5 19.0 18.5
Room Temperature
2.00
RI Baseline
1.00
MV 0.00 -1.00 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Minutes 50 55 60 65 70 75
样品制备的影响
样品浓度与分子量相关（分子量越大，浓度越低） 除非该样品可能会有剪切效应发生，聚合物溶液必 须过滤
为了增加样品的溶解，可轻微扰动（不要剧烈摇动 或用超声）
窄分布标样不必过滤，高分子量标样也不要剧烈摇 动 可使用在线过滤器，但是不推荐使用保护柱
样品制备的影响
150 C
170 C
3）For polymer, what need to be separated? 对于高聚物有什么是需要分离的？
研发历程：
1953年--Wheaton和Bauman-用多孔树脂按分子量大小分离了苷、多元醇和其它非离子物 质，观察到分子尺寸排除现象。 1959年--Porath和Flodin— 用葡聚糖凝胶分离了水溶液中不同分子量的样品。 1962年--J.C.Moore— 将连续式高灵敏度的示差折光仪接在分离柱后，并以体积计 量方式作图，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，创立了凝胶渗透色谱技术。 凝胶渗透色谱 GPC---Gel Permeation Chromatography 也称作体积排斥色谱 SEC---Size Exclusion Chromatography 以溶剂作流动相，流经多孔填料作为分离介质的液相色谱 法。
MIXED bed columns
give extended range over individual pore size
Manufactured
to give no discontinuities
聚合物色谱中的检测器
浓度
响应值正比于浓度C 实例：示差(refractometer)检测器
增加温度 :
降低操作压力 改善分辨率, 尤其是对
于高分子量
PEO/PEG standards 990,000 252,000 86,000 18,000 4,800 200
色谱柱结构与性能的影响
在 THF 中包含胺类基团的聚合物经常 会和色谱柱填料发生作用，造成保留时间 延长 在溶剂中添加少量的三乙胺降低相互 作用的影响就可使色谱图恢复正常
Mobil Phase – Methanol @ 0.25/mL minute Detector Temp 35 C No Column Heater Used
Waters G2000高温凝胶色谱仪
多检测器集成的 GPC 系统
紫外检测器（浓度型）
粘度检测器（分子量型）
多角激光光散射检测器（分子量型） 红外接口（特征基团型为测量短链支化）
Subsequent Eventually
stabilises
injections result in a changing peak profile as the number of interacting sites is reduced the peak shape called column Eluent: Column: Flow rate: Injection volume: Detector: THF ResiPore 1.0ml/min 20µl DRI
用已知分子量的标样标定出流出 时间和分子量的关系， 再对未知样各流出级份的时间（ 分子量）和强度进行统计计算得 到分子量分布。 聚合物在色谱柱中的分离是基于分子 在溶剂中表现出的体积而不是分子量
由示差检测器连续记录 流出样品的浓度
溶剂化体积
3. 凝胶渗透色谱仪
示差折光检测器恒温区 加热废液管儿
S R
Addition
of a small amount of acetic acid reduces these interactions by reducing the ionic character of the polymers