GPC凝胶色谱工作原理及操作手册

　　在对各类食品、农产品、水产品中的农残、半挥发性有机物分析时，在有机样品萃取物中一般会含有大分子物质，如果不去除这些物质,则导致色谱柱分离效率降低、进样口和色谱柱的使用寿命缩短,进而影响数据分析结。因此，在农残、半挥发性有机物的样品分析前必须进行有效的净化前处理。而传统的前处理过程耗时长、溶剂消耗量大，所以，GPC大规模应用是一个必然趋势。

　　凝胶渗透色谱GPC(Gel Permeation Chromatography)也称作体积排斥色谱[SEC(Size Exclusion Chromatography)]是用溶剂作流动相，流经多孔填料(如多孔硅胶或多孔树脂) 作为分离介质的液相色谱法。

　　GPC是液相色谱的一个分支，其分离部件是一个以多孔性凝胶作为载体的色谱柱，凝胶的表面与内部含有大量彼此贯穿的大小不等的空洞。GPC仪的组成：泵系统、(自动)进样系统、凝胶色谱柱、检测系统和数据采集与处理系统。

　　GPC的分离机理通常用“空间排斥效应”解释。

　　图1分离原理简图

　　使用外力使含有样品的流动相(气体、液体或超临界流体)通过一固定于柱或平板上、与流动相互不相溶的固定相表面。样品中各组份在两相中进行不同程度的作用。与固定相作用强的组份随流动相流出的速度慢，反之，与固定相作用弱的组份随流动相流出的速度快。由于流出的速度的差异，使得混合组份终形成各个单组份的“带(band)”或“区(zone)”，对依次流出的各个单组份物质可分别进行定性、定量分析。

　　操作指南

　　谱图的表示方法：柱后流出物浓度随保留值的变化

　　提供的信息：高聚物的平均分子量及其分布。根据所用凝胶的性质，可以分为使用水溶液的凝胶过滤色谱法(GFC)和使用有机溶剂的凝胶渗透色谱法(GPC)。

　　只依据尺寸大小分离，大组分先被洗提出

　　色谱固定相是多孔性凝胶，只有直径小于孔径的组分可以进入凝胶孔道。大组分不能进入凝胶孔洞而被排阻，只能沿着凝胶粒子之间的空隙通过，因而大的组分先被洗提出来。

　　直径小于孔径的组分进入凝胶孔道

　　小组分可进入大部分凝胶孔洞，在色谱柱中滞留时间长，会更慢被洗提出来。溶剂分子因体积小，可进入所有凝胶孔洞，因而是后从色谱柱中洗提出。这也是与其他色谱法大的不同。

　　依据尺寸差异，样品组分分离

　　适用范围

　　凝胶过滤色谱适于分析水溶液中的多肽、蛋白质、生物酶等生物分子;凝胶渗透色谱主要用于高聚物(如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯)的分子量测定。

　　为什么要用GPC方法

　　1.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。

　　2.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常用、快速和有效的技术。

　　常见问题解答

　　1.溶剂的选择?

　　能溶解多种聚合物;不能腐蚀仪器部件;与检测器相匹配。

　　2.把激光光散射与凝胶色谱仪联用?

　　在得到浓度谱图的同时，还可得到散射光强对淋出体积的谱图，从而计算出分子量分布曲线和整个试样的各种平均分子量。

　　3.样本的准备?

　　激光光散射实验中必须对样品严格除尘。溶液除尘是光散射成败的关键。首先是溶剂除尘，配置测试样品的溶剂应进行精馏，并经过0.2μm超滤膜过滤后方可使用。配好的溶液也要用0.2μm的超滤膜过滤。另外，测试中所用的器械，如：注射器等，使用前要用洗液浸泡，清水强力冲洗。

　　4.GPC色谱柱选择

　　(1)按照样品所溶解的溶剂来选择柱子所属系列

　　THF、LV仿、DMF

　　必须选择合适的溶剂来溶解聚合物

　　(2)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，并且应该处在校正曲线线性范围内

　　5.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。

　　6.进样体积

　　50-100uL之间(浓度在0.05%-0.5%之间)

　　7.GPC系统如何平衡

　　(1)安装色谱柱之前，用两通管连接管路，用流动相替换系统后换上GPC柱子。(注意溶剂互溶情况)

　　(2)RID平衡操作

　　分析开始前，用流动相冲洗检测器流路。

　　流动相流速1ml/min，切换到R Flow，使流动相通过检测池的样品池和参比池，冲洗20min左右。

　　然后切换R Flow 流路数次，将气泡赶出检测池。

　　关闭R Flow，等待基线平稳。

　　当Balance 值高于50，进行Balance 调整。

　　(3)色谱柱平衡

　　等溶剂峰出峰后在经过约一次分析时间后基线才能走平。