凝胶渗透色谱法-GPC-和高效液相谱-HPLC资料讲解

GPC详细资料介绍1、一般地，传统的单一检测器的GPC，例如：由液相色谱仪改造而来的GPC，只需要进样量20ul（微升）或稍多，而且对浓度没有很精确的要求，一般只有一个浓度范围。

这个范围对应于柱子的分离能力和检测器的量程。

而浓度的具体大小，则也与分子量有关系！当分子量越大时，浓度应该减小；反之，浓度应该增大。

但是浓度太大，则会出现堵柱子，而且也会使检测器出现平头峰；浓度太小则会出现检测器检测不到信号的情况。

一般都在几毫克/毫升的浓度比较合适。

对于先进的多检测器GPC，则进样量要大很多了，至少也要50ul，甚至100、200ul也不稀奇。

这样算下来，样品量就不少了。

之所以说可能需要很多样品，是因为与具体方法有关。

如果样品本身是没有经典的GPC方法，需要摸索、建立一个新方法的话，那么样品需要量确实会大一些，特别是对一些新合成的样品，你很难确定他用什么溶剂溶解样品更合适，这时候就需要你去尝试，或者去查文献。

此时样品消耗是很大的！例如，我在仪器信息网上介绍过的聚乳酸样品的情况就是如此：当样品高度支化甚至成为星形支化时，传统的THF溶剂已经不能用了，需要换溶剂！而做出这一判断也是非常难的！在这一过程中，样品的消耗是非常大的，虽然浓度很低。

但是由于进样频繁，所以配制的样品溶液，会较快消耗。

此外，样品量过少，也会带来样品典型性差的问题。

所以，在工业生产企业的质量检验中，往往需要较大的样品量来配制成较多的样品溶液以避免典型性不足的问题，尽管实际进样量很小。

样品量少，往往是由于聚合规模小，实验室的小型合成，或者样品是昂贵、难得的生化类样品，如：蛋白质、多糖等。

解决这类问题，可以选择微量GPC，但是价格非常昂贵。

一般地，聚合物都不存在这类问题，无非是多聚合些样品出来，样品本身不是很值钱。

而对于生化类样品，一般GPC就没办法了，要么多弄些样品，要么买微量GPC。

但是一般也是选择前者，因为你还需要作重复性和重现性呢，并不是做一次进样就完了！最起码要进两针啊。

HPLC的常用术语解释高效液相色谱法(HighPerformanceLiquidChromatography\HPLC)又称"高压液相色谱'、"高速液相色谱'、"高分别度液相色谱'、"近代柱色谱'等。

它是在生化和分析化学中常用的柱层析仪。

接下来我为大家整理了HPLC的常用术语解释，希望对你有关怀哦!第一部分色谱曲线1、色谱图(chromatogram)：色谱柱流出物通过检测器系统时所产生的响应信号对时间或流淌相流出体积的曲线图，或者通过适当的〔方法〕观看到的纸色谱或薄层色谱斑点、谱带的分布图。

2、(色谱)峰(chromatographic peak)：色谱柱流出3、峰底(peak base)：峰的起点与终点之间的连接的直线4、峰高(h ，peak height)：色谱峰最大值点到峰底的距离(图1 中的BE)。

5、峰宽(W ，peak width)：在峰两侧拐点(图1 中的F ，G)处所作切线与峰底相交两点的距离6、半高峰宽(W h/2 ，peak withd at half height)：通过峰高的中点作平行于峰底的直线，此直线与峰两侧相交两点之间的距离(图1 中的HJ)。

7、峰面积(A ，peak area)：峰与峰底之间的面积8、拖尾峰(tailing peak)：后沿较前沿平缓的不对称的峰。

9、前伸峰(leading peak)：前沿较后沿平缓的不对称的峰。

(又叫伸舌峰、前延峰)10、假峰(ghost peak)：除组分正常产生的色谱峰外，由于仪器条件的转变等缘由而在谱图上出现的色谱峰，即并非由试样所产生的峰。

这种色谱峰并不代表具体某一组分，简洁给定性、定量带来误差。

(又叫鬼峰)11、畸峰(distrorted peak)：样子不对称的色谱峰，前伸峰、拖尾峰都属于这类。

12、反峰(negative peak)：也称倒峰、负峰，即出峰的方向与通常的方向相反的色谱峰。

凝胶色谱分析二〇一一年九月九日第九章凝胶色谱分析凝胶渗透色谱（Gel Permeation Chromatography, GPC），又称尺寸排阻色谱（Size Exclusion Chromatography, SEC），其以有机溶剂为流动相，流经分离介质多孔填料（如多孔硅胶或多孔树脂）而实现物质的分离。

GPC可用于小分子物质和化学性质相同而分子体积不同的高分子同系物等的分离和鉴定。

凝胶渗透色谱是测定高分子材料分子量及其分布的最常用、快速和有效的方法[1]。

凝胶渗透色谱（GPC）的创立历程如下[2,5]：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用葡聚糖交联制成凝胶来分离水溶液中不同分子量的样品；1964年J. C. Moore将高交联密度聚苯乙烯-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。

近年来，光散射技术（如图9-1所示，一束光通过一间充满烟雾的房间，会产生光散射现象。

）广泛应用于高分子特征分析领域[3]。

将光散射技术和凝胶渗透色谱（GPC）分离技术相结合，可以测定大分子绝对分子量、分子旋转半径、第二维里系数，也可测定分子量分布、分子形状、分枝率和聚集态等。

目前，该技术在高分子分析领域已成为一种非常有效的工具，在美国，日本及欧洲广为使用，国内近年来亦引进了此项技术。

入射光散射光图9-1光散射现象9.1 基本原理9.1.1凝胶渗透色谱分离原理让被测量的高聚物溶液通过一根内装不同孔径的色谱柱，柱中可供分子通行的路径包括粒子间的间隙（较大）和粒子内的通孔（较小）。

如图9-2、图9-3所示，当待测聚合物溶液流经色谱柱时，较大的分子只能从粒子间的间隙通过，被排除在粒子的小孔之外，速率较快；较小的分子能够进入粒子中的小孔，通过的速率慢得多。

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（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。

凝胶渗透色谱仪(GPC)试验工作原理凝胶渗透色谱(GelPermeationChromatography)也称为体积排除色谱或尺寸排除色谱，是液相色谱的一个分支，是高聚物表征的重要方法之一，可用于小分子物质的分离和鉴定，测定高聚物分子量及其分子量分布情况等。

和高效液相色谱HPLC一样，主要配置有输液泵、进样器、色谱柱、浓度检测器和计算机数据处理系统。

固定相是表面和内部有着各种各样、大小不同的孔洞和通道的微球，可由交联度很高的聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、葡萄糖和琼脂糖的凝胶以及多孔硅胶、多孔玻璃等来制备。

当被分析的聚合物试样随着溶剂引入柱子后，由于浓度的差别，所用溶质分子都力图向填料内部孔洞渗透。

较小的分子除了能进入较大的孔外，还能进入较小的孔；较大的分子就只能进入较大的孔；而比最大的孔还要大的分子就只能停留在填料颗粒之间的空隙中。

随着溶剂洗提过程的进行，经过多次渗透扩散平衡，最大的聚合物分子从载体的粒间首先流出，依次流出的是尺寸较小的分子，最小的分子最后被洗提出来，从而达到依高分子体积进行分离的目的。

最终得出高分子尺寸大小随保留时间(或保留体积V、淋出体积V)变化的曲线，即分子量分布的色谱图。

从聚合物的GPC曲线的形状（对称、不对称、单峰、双峰等）可以粗略地得知该聚合物样品的分子量分布情况，GPC峰的峰宽则可大致反映聚合物的多分散度。

通过计算处理，可以得到聚合物的数均分子量Mn、粘均分子量Mv、重均分子量Mw和z-均分子量Mz，进而得到聚合物的多分散系数d，由此可以获得关于聚合物的多种定性信息。

GPC凝胶渗透色谱常温流动相:水相、THF、DMF、DMSO、三氯甲烷、六氟异丙醇、a-氯奈；高温流动相：DMF（（80℃），三氯苯；可以测相对分子量的流动相：水相、THF、DMF、DMSO、三氯甲烷、六氟异丙醇、a-氯奈、三氯苯；可以测绝对分子量的流动相：水相、THF、DMF、三氯苯。

GPC凝胶渗透色谱测定是高分子相对分子质量及其分布最常用、快速和有效的技术。

高效凝胶渗透色谱法测定多糖纯度及分子量一、本文概述多糖作为一种重要的生物大分子，广泛存在于自然界中，具有多种生物活性，如免疫调节、抗病毒、抗肿瘤等。

因此，对多糖的纯度及分子量的准确测定对于其研究和应用具有重要意义。

高效凝胶渗透色谱法（High Performance Gel Permeation Chromatography，HPGPC）是一种常用的多糖纯度及分子量测定方法，具有操作简便、分辨率高、重现性好等优点。

本文旨在介绍HPGPC法测定多糖纯度及分子量的原理、实验步骤、数据处理及注意事项，以期为多糖的研究和应用提供参考。

二、实验材料与方法1 多糖样品：选择待测定的多糖样品，确保其来源清晰，无杂质污染。

2 高效凝胶渗透色谱（HPGPC）柱：选择适当型号的HPGPC柱，以适用于待测多糖样品的分子量范围。

3 流动相：通常选用适当的溶剂或缓冲液作为流动相，以保证多糖样品在色谱柱上的良好分离。

4 检测器：使用示差折光检测器（RI）或紫外检测器（UV）等，以监测多糖样品在色谱柱上的分离情况。

5 其他试剂与仪器：包括样品制备所需的试剂、色谱仪、注射器、进样针等。

1 样品制备：将多糖样品溶解在适当的溶剂中，制备成一定浓度的溶液，以便进行后续分析。

2 色谱条件优化：通过预实验，优化色谱条件，包括流动相的选择、流速、柱温等，以获得最佳的分离效果。

3 进样与分离：将制备好的多糖样品溶液通过注射器注入HPGPC 仪中，通过色谱柱进行分离。

在分离过程中，利用检测器监测多糖样品的分离情况。

4 数据收集与处理：收集分离过程中的数据，利用相应软件对数据进行处理和分析，包括分子量计算、纯度分析等。

5 结果评价：根据分析结果，评价多糖样品的纯度及分子量分布情况，为后续研究提供依据。

通过以上实验材料与方法，可以高效地进行多糖纯度及分子量的测定，为后续多糖的结构研究、质量控制等提供重要支持。

三、实验结果与讨论在本研究中，我们采用了高效凝胶渗透色谱法（HPGPC）对多糖样品的纯度和分子量进行了测定。

第九章凝胶渗透⾊谱讲解凝胶⾊谱分析⼆〇⼀⼀年九⽉九⽇第九章凝胶⾊谱分析凝胶渗透⾊谱（Gel Permeation Chromatography, GPC），⼜称尺⼨排阻⾊谱（Size Exclusion Chromatography, SEC），其以有机溶剂为流动相，流经分离介质多孔填料（如多孔硅胶或多孔树脂）⽽实现物质的分离。

GPC可⽤于⼩分⼦物质和化学性质相同⽽分⼦体积不同的⾼分⼦同系物等的分离和鉴定。

凝胶渗透⾊谱是测定⾼分⼦材料分⼦量及其分布的最常⽤、快速和有效的⽅法[1]。

凝胶渗透⾊谱（GPC）的创⽴历程如下[2,5]：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⽤葡聚糖交联制成凝胶来分离⽔溶液中不同分⼦量的样品；1964年J. C. Moore将⾼交联密度聚苯⼄烯-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。

近年来，光散射技术（如图9-1所⽰，⼀束光通过⼀间充满烟雾的房间，会产⽣光散射现象。

）⼴泛应⽤于⾼分⼦特征分析领域[3]。

将光散射技术和凝胶渗透⾊谱（GPC）分离技术相结合，可以测定⼤分⼦绝对分⼦量、分⼦旋转半径、第⼆维⾥系数，也可测定分⼦量分布、分⼦形状、分枝率和聚集态等。

⽬前，该技术在⾼分⼦分析领域已成为⼀种⾮常有效的⼯具，在美国，⽇本及欧洲⼴为使⽤，国内近年来亦引进了此项技术。

⼊射光散射光图9-1光散射现象9.1 基本原理9.1.1凝胶渗透⾊谱分离原理让被测量的⾼聚物溶液通过⼀根内装不同孔径的⾊谱柱，柱中可供分⼦通⾏的路径包括粒⼦间的间隙（较⼤）和粒⼦内的通孔（较⼩）。

如图9-2、图9-3所⽰，当待测聚合物溶液流经⾊谱柱时，较⼤的分⼦只能从粒⼦间的间隙通过，被排除在粒⼦的⼩孔之外，速率较快；较⼩的分⼦能够进⼊粒⼦中的⼩孔，通过的速率慢得多。

高效液相色谱法(HPLC)一．概述色谱法是一种应用范围相当广泛的分离分析技术，它已有近百年的发展史。

二十世纪五、六十年代石油及石油化工的突起促使了GC技术大发展，而七、八十年代生命科学、生化、制药工业的发展推动了HPLC的迅速发展。

目前除分析化学外，生物化学，石油化学，有机化学，无机化学等学科都普遍采用色谱技术。

现代高效液相色谱仪，以其高效，快速和自动化等特点成为当代分析仪器中发展最快的仪器。

HPLC已成为操作方便、准确、快速并能解决困难分离问题的强有力的分析手段。

1．HPLC的特点（1）适用范围广已知有机物中仅20%不经预先化学处理，可用GC分析；而其余80%有机物可用HPLC分析。

HPLC适于分离生物、医学大分子和离子化合物，不稳定的天然产物，种类繁多的其它高分子及不稳定化合物。

（2）流动相及固定均与样品分子作用，而GC仅固定相与样品分子作用。

（3）具有独特性能的柱填料（固定相）种类较多，具有多种分离方式，适于各种化合物分析。

（4）分离温度较低，提高了分离效率。

（5）具有一些独特的检测器：电化学，示差折光，可见紫外吸收及荧光检测器等。

（6）样品易回收。

2．HPLC分类按分离机理分为四类：吸附色谱（液固）：通过试样组分对活性固体表面吸附亲合力的不同实现分离。

对具有不同官能团的化合物和异构体有较高选择性，早期应用较多，现在大多可用正相键合相色谱替代，常用硅胶柱。

分配色谱：不同溶质分子按其在固定相和流动相中分配系数不同得到分离。

现代分配色谱即化学键合相色谱，是将各种不同的有机基团通过化学反应键合到硅胶表面，具有很好的化学稳定性和热稳定性。

大部分分离问题都可用键合相色谱解决。

离子交换色谱：以离子交换剂为固定相，试样中电离组分与交换剂基体相反电荷的离解部位亲合力不同而分离。

用于分离无机或有机离子。

固定相为阴（阳）离子交换树脂，流动相为电解质溶液。

分子排阻色谱：按物质分子量大小进行分离。

不仅对高聚物，对分子量差别较大的低聚物或小分子化合物也可进行分离。

GPC（Gel Permeation Chromatography ） ,凝胶渗透色谱，又称为尺寸排阻色谱（Size Exclusion Chromatography,简称SEC），它是基于体积排阻的分离机理，通过具有分子筛性质的固定相，用来分离相对分子质量较小的物质，并且还可以分析分子体积不同、具有相同化学性质的高分子同系物。

凝胶渗透色谱(Gel Permeation Chromatography、GPC)1964年，由J.C.Moore首先研究成功。

不仅可用于小分子物质的分离和鉴定，而且可以用来分析化学性质相同分子体积不同的高分子同系物。

(聚合物在分离柱上按分子流体力学体积大小被分离开）1.基本原理1.1分离原理让被测量的高聚物溶液通过一根内装不同孔径的色谱柱，柱中可供分子通行的路径有粒子间的间隙（较大）和粒子内的通孔（较小）。

当聚合物溶液流经色谱柱时，较大的分子被排除在粒子的小孔之外，只能从粒子间的间隙通过，速率较快；而较小的分子可以进入粒子中的小孔，通过的速率要慢得多。

经过一定长度的色谱柱，分子根据相对分子质量被分开，相对分子质量大的在前面（即淋洗时间短），相对分子质量小的在后面（即淋洗时间长）。

自试样进柱到被淋洗出来，所接受到的淋出液总体积称为该试样的淋出体积。

当仪器和实验条件确定后，溶质的淋出体积与其分子量有关，分子量愈大，其淋出体积愈小。

（1）体积排除（2）限性扩散（3）流动分离1.2校正原理用已知相对分子质量的单分散标准聚合物预先做一条淋洗体积或淋洗时间和相对分子质量对应关系曲线，该线称为“校正曲线”。

聚合物中几乎找不到单分散的标准样，一般用窄分布的试样代替。

在相同的测试条件下，做一系列的GPC标准谱图，对应不同相对分子质量样品的保留时间，以lgM对t作图，所得曲线即为“校正曲线”。

通过校正曲线，就能从GPC谱图上计算各种所需相对分子质量与相对分子质量分布的信息。

聚合物中能够制得标准样的聚合物种类并不多，没有标准样的聚合物就不可能有校正曲线，使用GPC方法也不可能得到聚合物的相对分子质量和相对分子质量分布。