凝膠滲透色譜具有較多優(yōu)勢
凝膠滲透色譜分析法或尺寸排除色譜法(GPC/SEC)是高分子、大分子和蛋白質(zhì)常用的主要分析手段,其中zui主要的原因是它能對分子量和分子量分布數(shù)據(jù)進(jìn)行定量表征。人們通常將上述分析方法分為兩步。*步:利用含有適當(dāng)特性微孔填充材料的色譜柱對溶解樣品按照分子大小/體積進(jìn)行分離;第二步:利用適當(dāng)?shù)臋z測儀器對被分離的樣品進(jìn)行分析。
GPC/SEC 系統(tǒng)的傳統(tǒng)配置為:采用單個(gè)折光指數(shù) (RI) 檢測器對濃度進(jìn)行測量,在這種配置下,利用參照校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以得到相對分子量分布數(shù)據(jù)。這對某些常見的高分子材料和/或質(zhì)量控制比較適合,凝膠滲透色譜但分析者越來越多地傾向于采用具有如下特點(diǎn)的多檢測儀組合GPC/SEC 系統(tǒng):
● 無需色譜柱校準(zhǔn)即可取得所有材料的數(shù)據(jù)
● 極大提高數(shù)據(jù)處理效果
目前市面上有很多可用于GPC/SEC 的檢測儀。由于分析具有兩階段的特性,因此在選擇合適的系統(tǒng)時(shí)有很多問題需要考慮。*一體化的單一檢測器固然有優(yōu)勢,但我認(rèn)為它與選擇*檢測儀組合解決方案相比只能說是次優(yōu)方案。對檢測器的選擇進(jìn)行優(yōu)化是一種既直接又的方法,具有較多優(yōu)勢,比如可以僅通過一次實(shí)驗(yàn)就獲得能確定分子量、流體力學(xué)尺寸和分子結(jié)構(gòu)的表征。
這就提出了一個(gè)問題:如何才能為以應(yīng)用為基礎(chǔ)發(fā)掘*的檢測器系統(tǒng)?這個(gè)問題牽涉很廣,但卻為我們初步了解不同檢測器的優(yōu)勢提供了一個(gè)良好的契機(jī)。
首先從粘度計(jì)開始,凝膠滲透色譜可以測量各種粘度參數(shù),而對于聚合物溶液而言,它可以建立起與樣品分子量之間的關(guān)聯(lián)。當(dāng)與RI 檢測器一同使用時(shí),粘度計(jì)可以實(shí)現(xiàn)普氏校準(zhǔn),系統(tǒng)無需再尋找與待測樣品十分接近的標(biāo)準(zhǔn)樣品,同時(shí)也提高了分子量分布數(shù)據(jù)的完整性。粘度測量還可以確定結(jié)構(gòu)方面的信息,比如可以對聚合物分支進(jìn)行定量分析。
接下來讓我們來看看靜態(tài)光散射檢測器,它們可以對分子量進(jìn)行直接測量。由于市場上存在著各種不同的檢測儀,如LALS、RALS 和 MALS,因此問題就開始變得復(fù)雜了。上述所有這些檢測儀都通過測量散射光的能量來得到分子量,但散射光能量隨角度各不相同,比如,小角度光散射檢測儀(LALS) 以7度的角度檢測入射光線,直角光散射 (RALS) 以90度測量入射光線,此外還有多角度測量光散射儀 (MALS)。
上述儀器各有優(yōu)勢,本文不一一展開論述,但我們需要了解的關(guān)鍵是它們各自的特點(diǎn)?對大分子而言(>12nm),其產(chǎn)生的散射光強(qiáng)度的變化與入射光線角度呈函數(shù)關(guān)系。得到分子量的數(shù)學(xué)方法是利用入射光線在0度 時(shí)的散射光強(qiáng)度通過銳利散射方程得到分子量,而0 度角的散射光是無法直接測量的,因此人們開發(fā)了專門針對檢測這些大分子的方法。
LALS 檢測儀以非常接近入射光線的角度進(jìn)行測量,從而無需另行外推計(jì)算。MALS 檢測儀則進(jìn)行多個(gè)角度的測量,并利用測量結(jié)果外推得到0度 時(shí)的散射光強(qiáng)度。將各種技術(shù)放在一起探討已成為行業(yè)的一種趨勢和偏好,凝膠滲透色譜例如,SEC-MALS 已成為蛋白質(zhì)表征的標(biāo)準(zhǔn)方法,而RALS 則被認(rèn)為是基于分子大小的蛋白質(zhì)表征的*選擇。
動態(tài)光散射技術(shù) (DLS) 進(jìn)一步豐富了光散射檢測儀的選擇范圍,它是一種廣泛應(yīng)用的測定納米級粒徑范圍的粒度測量手段,對某些GPC/SEC 用戶非常有效。該技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域是蛋白質(zhì)分析,它可以對流體力學(xué)分子半徑進(jìn)行測量。DLS 檢測儀同時(shí)還能進(jìn)行靜態(tài)光散射測量,由此開啟了進(jìn)行分子量測量的可能。
zui后還有一種同樣重要的技術(shù)可供選擇,就是基于紫外光技術(shù)的單波長或多波長檢測儀。對于含有染色體的樣品來說,單波長紫外光檢測儀是更的測量方法,用以替代RI (折射系數(shù)) 檢測儀對濃度進(jìn)行測量。不過它可與RI 檢測儀相結(jié)合來確定各流出組分中特定成分的比例,這對于評單體濃度具有*的價(jià)值。PDA 檢測器測量多波長的能力則進(jìn)一步拓展了檢測儀的靈活性和功能性。
凝膠滲透色譜本文是對當(dāng)前GPC/SEC 技術(shù)的簡單總結(jié),其中有兩點(diǎn)筆者認(rèn)為對于優(yōu)化檢測儀的應(yīng)用非常重要。首先應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到,檢測器技術(shù)的發(fā)展對GPC/SEC 潛在價(jià)值所帶來的影響至關(guān)重要;其次,要選擇適合公司應(yīng)用的檢測儀組合,很重要的一點(diǎn)是要獲得一些技術(shù)認(rèn)知并采用符合邏輯的選擇方法。在GPC/SEC 的這一方面樹立正確的觀點(diǎn),是對今后改善長期檢測效率和以的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的關(guān)鍵。
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