凝膠滲透色譜法
凝膠滲透色譜法(英語:Gel Permeation Chromatography,簡稱GPC)是尺寸排除色譜法(SEC)的一種。它通過多孔非吸附性的凝膠,將有機溶劑中的分析物分子按照分子的尺寸進行分離[1]。1964年道化學公司的J.C. Moore在研究體積排除色譜時發明了GPC。[2]在表徵聚合物時,分子量、分子量分布和分散性是很重要的指標。通過結合其它數據,凝膠滲透色譜法可以測定聚合物的數均分子量 (Mn)、重均分子量 (Mw)、Z均分子量(Mz)和粘度分子量(Mv)。故今日的GPC系統經常和其它表徵儀器連用,同時進行分離、純化和測量分子量分布的工作。
工作原理
凝膠滲透色譜法是根據分析物的分子的大小或流體動力學體積(迴轉半徑)來進行分離的,這不同於其他依靠化學或物理相互作用來分離分析物的分離技術。[3]。當溶液中的分析物分子經過填充在柱中的多孔珠時,比較小的分子更容易進入孔隙,因此在這些孔隙中停留的時間更長,增加了它們的保留時間。在用洗脫液洗脫時,這些較小的分子會最後才洗脫出來。相反,較大的分析物分子不會進入小的孔隙,在孔中花費的時間很少,所以洗脫速度很快。
可見,所有色譜柱都具有可分離的分子量範圍。如果分析物的分子尺寸太大,沒有分子會被保留在色譜柱中;相反,如果分析物尺寸太小,有可能所有的分子都被留在孔隙中無法洗脫。因此應根據待分離分析物的分子量範圍來選擇填料孔的大小。如果樣品的分子量分布範圍很廣,可能需要串聯使用幾根GPC色譜柱才能完全分離樣品。
應用
凝膠滲透色譜可以將聚合物分子分成多組尺寸相近的樣品組。然後根據分子尺寸和聚合物分子量的各種關係,比如尺寸和特性黏度的關係,求得聚合物的分子量和分子量分布。單分散的聚苯乙烯經常用用於校正凝膠滲透色譜[4]但單分散的聚苯乙烯是線性聚合物,只能用於校正對線性聚合物的測量。對於交聯類的聚合物,誤差範圍較大。
參考資料
- ^ 凝胶渗透色谱法. 術語在線. [2022-07-22].
- ^ Moore, J.C. Gel permeation chromatography. I. A new method for molecular weight distribution of high polymers. J. Polym. Sci., 1964, 2, 835-843.[1][失效連結] doi:10.1002/pol.1964.100020220
- ^ Skoog, D.A. Principles of Instrumental Analysis, 6th ed.; Thompson Brooks/Cole: Belmont, California, 2006, Chapter 28.
- ^ Sandler, S.R.; Karo, W.; Bonesteel, J.; Pearce, E.M. Polymer Synthesis and Characterization: A Laboratory Manual; Academic Press: San Diego, 1998.