凝胶渗透色谱法

凝胶渗透色谱法 (GPC) 是一种尺寸排阻色谱法 (SEC)，可根据尺寸分离分析物，通常在有机溶剂中。 该技术通常用于分析聚合物。 通常需要分离聚合物，以分析它们以及纯化所需的产品。

在表征聚合物时，重要的是要考虑分散性 (Đ) 和分子量。 聚合物可以通过各种分子量定义来表征，包括数均分子量 (Mn)、重均分子量 (Mw)（参见摩尔质量分布）、尺寸平均分子量 (Mz) 或粘度分子 重量（Mv）。 GPC 允许确定 Đ 以及 Mv，并且可以根据其他数据确定 Mn、Mw 和 Mz。

GPC 根据分析物的大小或流体动力学体积（回转半径）进行分离。 这不同于其他依赖于化学或物理相互作用来分离分析物的分离技术。 通过使用装在柱中的多孔珠进行分离（参见固定相（化学））。

较小的分析物更容易进入孔隙，因此在这些孔隙中停留的时间更长，从而增加了它们的保留时间。 这些较小的分子在色谱柱中停留的时间较长，因此会最后洗脱。 相反，较大的分析物在孔隙中停留的时间很少（如果有的话）并且很快被洗脱。 所有色谱柱都具有可分离的分子量范围。

如果分析物太大，则不会保留； 相反，如果分析物太小，它可能会被完全保留。 未保留的分析物被颗粒外部的自由体积 (Vo) 洗脱，而完全保留的分析物被孔中保留的溶剂体积 (Vi) 洗脱。 总体积可以通过以下等式来考虑，其中 Vg 是聚合物凝胶的体积，Vt 是总体积： V t = V g + V i + V o

可以推断，每根色谱柱所能分离的分子量范围是有限的，因此应根据待分离分析物的分子量范围来选择填料孔径的大小。 对于聚合物分离，孔径应与所分析的聚合物大致相同。 如果样品的分子量范围很宽，则可能需要串联使用多个 GPC 色谱柱才能完全分离样品。

GPC 通常用于测定聚合物样品的相对分子量以及分子量分布。 GPC 真正测量的是由特性粘度定义的分子体积和形状函数。 如果使用可比较的标准，该相关数据可用于确定精度在 ± 5% 范围内的分子量。 分散度小于 1.2 的聚苯乙烯标准品通常用于校准 GPC。 不幸的是，聚苯乙烯往往是一种非常线性的聚合物，因此作为标准，只有将其与已知线性且尺寸相对相同的其他聚合物进行比较才有用。

凝胶渗透色谱法几乎完全在色谱柱中进行。 实验设计与液相色谱的其他技术没有太大区别。 将样品溶解在适当的溶剂中，在 GPC 的情况下，这些往往是有机溶剂，在过滤溶液后将其注入色谱柱。 多组分混合物的分离发生在塔中。 向色谱柱持续供应新鲜洗脱液是通过使用泵来实现的。 由于大多数分析物肉眼不可见，因此需要检测器。

通常使用多个检测器来获取有关聚合物样品的额外信息。 检测器的可用性使分馏变得方便和准确。

凝胶用作 GPC 的固定相。 必须仔细控制凝胶的孔径，以便能够将凝胶应用于给定的分离。 凝胶形成剂的其他理想特性是不存在电离基团，并且在给定溶剂中，对待分离物质的亲和力低。