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凝膠滲透色譜（簡稱GPC，即Gel Permeation Chromatography），也稱作體積排斥色譜（簡稱SEC，即Size Exclusion Chromatography）是用溶劑作流動相，流經(jīng)多孔填料（如多孔硅膠或多孔樹脂）作為分離介質(zhì)的液相色譜法。

 

分離機(jī)理

 

GPC是液相色譜的一個分支，其分離部件是一個以多孔性凝膠作為載體的色譜柱，凝膠的表面與內(nèi)部含有大量彼此貫穿的大小不等的空洞。GPC儀器由泵系統(tǒng)、（自動）進(jìn)樣系統(tǒng)、凝膠色譜柱、檢測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)組成。

 

 

GPC的分離機(jī)理通常用“空間排斥效應(yīng)”解釋。

 

分離原理簡圖

 

使用外力使含有樣品的流動相（氣體、液體或超臨界流體）通過一固定于柱或平板上、與流動相互不相溶的固定相表面。樣品中各組分在兩相中進(jìn)行不同程度的作用。與固定相作用強(qiáng)的組分隨流動相流出的速度慢，反之，與固定相作用弱的組分隨流動相流出的速度快。由于流出速度的差異，使得混合組分最終形成各個單組分的“帶(band)”或“區(qū)(zone)”，對依次流出的各個單組分物質(zhì)可分別進(jìn)行定性、定量分析。

 

譜圖的表示方法：柱后流出物濃度隨保留值的變化。

 

提供的信息：高聚物的平均分子量及其分布。根據(jù)所用凝膠的性質(zhì)，可以分為使用水溶液的凝膠過濾色譜法（GFC）和使用有機(jī)溶劑的凝膠滲透色譜法（GPC）。

 

只依據(jù)尺寸大小分離，大組分最先被洗提出

 

色譜固定相是多孔性凝膠，只有直徑小于孔徑的組分可以進(jìn)入凝膠孔道。大組分不能進(jìn)入凝膠孔洞而被排阻，只能沿著凝膠粒子之間的空隙通過，因而最大的組分最先被洗提出來。

直徑小于孔徑的組分進(jìn)入凝膠孔道

 

小組分可進(jìn)入大部分凝膠孔洞，在色譜柱中滯留時間長，會更慢被洗提出來。溶劑分子因體積最小，可進(jìn)入所有凝膠孔洞，因而是最后從色譜柱中洗提出。這也是與其他色譜法最大的不同。

 

依據(jù)尺寸差異，樣品組分分離

使用范圍

 

凝膠過濾色譜適于分析水溶液中的多肽、蛋白質(zhì)、生物酶等生物分子；凝膠滲透色譜主要用于高聚物（如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯）的分子量測定。

 

凝膠色譜法GPC對樣品的要求

 

1．樣品量需要提供粉末20mg以上，液體5-10ml；

 

2．送樣前需要自行確認(rèn)好樣品在指定流動相中的溶解性，難溶樣品最好自行溶好再送樣，樣品溶解和分析時不能激烈振蕩，避免高分子鏈被打斷，溶解后的樣品要透明均一，過濾頭不堵；

 

3．樣品溶好之后，有機(jī)相樣品需要過0.45 μm濾膜，水相樣品需要過0.22 μm濾膜，樣品濃度一般控制在2-5 mg/mL。

 

GPC測試常見問題：

 

1.    GPC測試中樣品濃度0.1%是什么意思，單位是什么？進(jìn)樣體積一般是多少？

 

相當(dāng)于溶液與樣品的比，可以認(rèn)為樣品量與溶劑量的比，沒單位。質(zhì)量濃度，配樣時的質(zhì)量濃度，可視為mg/mL。進(jìn)樣體積一般為50-100uL之間，濃度控制在0.05%-0.5%之間。

 

2.    在凝膠滲透色譜實驗中,樣品溶液的濃度是否準(zhǔn)確配置?

 

因為GPC測的該樣品中的分子量分布，不論溶液的濃度大小或者準(zhǔn)確與否，并不影響其分子量分布，只會影響整個色譜圖譜的大小。當(dāng)然測的過程還應(yīng)該保證溶液的濃度在儀器的檢測限以上，樣品太稀會導(dǎo)致兩頭的數(shù)據(jù)有較大的誤差。

 

3.     GPC測定分子量為什么屬于間接法?

 

GPC是通過測定已知分子量的標(biāo)樣分子量與流出時間之間關(guān)系，即建立起Mn與流出體積之間關(guān)系式，再通過測定待測樣的流出時間來得到待測樣的分子量。因而是間接法。

 

4.    GPC圖譜給出的常見參數(shù)有哪些？

 

Mn: 數(shù)均分子量    求和各組分分子量*組分摩爾數(shù)/總摩爾數(shù)；

Mw：重均分子量   按分子重量統(tǒng)計平均的分子量其值等于每種分子的分子量乘以其重量分?jǐn)?shù)的總和；

Mp：粘均分子量    是指聚合物的最高分子量；

Mz：質(zhì)均分子量     按分子數(shù)按質(zhì)量平均的相對分子質(zhì)；

Mw/Mn = PDI (PDI表征物質(zhì)分散性)；

Mz/Mw = Ð（分散度）。