凝胶渗透色谱法测定聚合物的分子量分布

凝胶渗透色谱法测定聚合物的分子量分布合成聚合物一般是由不同分子量的同系物组成的混合物，具有两个特点：分子量大和同系物的分子量具有多分散性。目前在表示某一聚合物分子量时一般同时给出其平均分子量和分子量分布。分子量分布是指聚合物中各同系物的含量与其分子量间的关系，可以用聚合物的分子量分布曲线来描述。聚合物的物理性能与其分子量和分子量分布密切相关，因此对聚合物的分子量和分子量分布进行测定具有重要的科学和实际意义。同时，由于聚合物的分子量和分子量分布是有聚合过程的机理所决定，通过聚合物的分子量和分子量分布与聚合时间的关系可以研究聚合机理和聚合动力学。测定聚合物分子量的方法有多种，如粘度法、端基分析法、超离心沉降法、动态/静态光散射法和凝胶色谱法（GPC)对等；测定聚合物分子量分布的方法主要有三种：

(1)利用聚合物溶解度的分子量依赖性，将试样分成分子量不同的级分，从而得到试样的分子量分布，例如沉淀分级法和梯度淋洗分级法。

(2)利用聚合物分子链在溶液中的分子运动性质得出分子量分布．例如：超速离心沉降法。

(3)利用聚合物体积的分子量依赖性得到分子量分布，例如：体积排除色谱法（或称为凝胶色谱法）。

凝胶色谱法具有快速、精确、重复性好等优点，目前成为科研和工业生产领域测定聚合物分子量和分子量分布的主要方法。

一、实验目的和要求

1、了解凝胶渗透色谱的测量原理，初步掌握GPC的进样、淋洗、接收、检测等操作技术。

2、掌握分子量分布曲线的分析方法，得到样品的数均分子量、重均分子量和多分散性指数。

二、实验装置与原理

1、分离机理

GPC是液相色谱的一个分支，其分离部件是一个以多孔性凝胶作为载体的色谱柱，凝胶的表面与内部含有大量彼此贯穿的大小不等的空洞。色谱柱总面积Vt由载体骨架体积Vg、载体内部孔洞体积Vi和载体粒间体积V0组成。GPC的分离机理通常用“空间排斥效应”解释。待测聚合物试样以一定速度流经充满溶剂的色谱柱，溶质分子向填料孔洞渗透，渗透几

率与分子尺寸有关，分为以下三种情况：（1）高分子尺寸大于填料所有孔洞孔径，高分子只能存在于凝胶颗粒之间的空隙中，淋洗体积Ve=V0为定值；（2）高分子尺寸小于填料所有孔洞孔径，高分子可在所有凝胶孔洞之间填充，淋洗体积Ve=V0+Vi为定值；（3）高分子尺寸介于前两种之间，较大分子渗入孔洞的几率比较小分子渗入的几率要小，在柱内流经的路程要短，因而在柱中停留的时间也短，从而达到了分离的目的。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。分子的淋出体积为：

Ve=V0+KVi (K为分配系数0≦K≦1，分子量越大越趋于1) (1)

对于上述第（1）种情况K=0，第（2）种情况K=1，第（3）种情况0

2.检测机理

除了将分子量不同的分子分离开来，还需要测定其含量和分子量。实验中用示差折光仪测定淋出液的折光指数与纯溶剂的折光指数之差Δn，而在稀溶液范围内Δn与淋出组分的相对浓度Δc成正比，则以Δn对淋出体积（或时间）作图可表征不同分子的浓度。图1为折光指数之差Δn（浓度响应）对淋出体积（或时间）作图得到的GPC谱图示意图。

图1折光指数之差Δn对淋出体积作图得到的GPC示意谱图。

3.校正曲线

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”；用一组已知分子量的单分散性聚合物标准试样，以它们的峰值位置的V e对lg M作图，可得GPC校正曲线（如图2）。

图2. GPC校正曲线示意图。

由图2可见，当lgM>a与lgM

lg M=A+BVe (2)

式子中A、B为常数，与聚合物、溶剂、温度、填料及仪器有关，其数值可由校正曲线得到。

对于不同类型的高分子，在分子量相同时其分子尺寸并不一定相同。用PS作为标准样品得到的校正曲线不能直接应用于其他类型的聚合物。而许多聚合物不易获得再分布的标准样品进行标定，因此希望能借助于某一聚合物的标准样品在某种条件下测得的标准曲线，通过转换关系在相同条件下用于其它类型的聚合物试样。这种校正曲线称为普适校正曲线。根据Flory流体力学体积理论，对于柔性链当下式成立时两种高分子具有相同的流体力学体积，则有下式成立：

（3）

再将Mark-Houwink方程代入上式可得：

（4）

由此，如已知在测定条件下两种聚合物的K、α值，就可以根据标样的淋出体积与分子量的关系换算出试样的淋出体积与分子量的关系，只要知道某一淋出体积的分子量M1，就可算出同一淋出体积下其它聚合物的分子量M2。

4. 柱效率和分离度

与其他色谱分析方法相同，实际的分离过程非理想，同分子量试样在GPC上的谱图有一定分布，即使对于分子量完全均一的试样，其在GPC的图谱上也有一个分布。采用柱效率和分离度能全面反映色谱柱性能的好坏。色谱柱的效率是采用“理论塔板数”N进行描述的。测定N的方法使用一种分子量均一的纯物质，如邻二氯苯、苯甲醇、乙腈和苯等作GPC测定，得到色谱峰如图3所示。

图3. 柱效率和分离度示意图。

从途中得到峰顶位置淋出体积VR，峰底宽W，按照下式计算N：

N=16(VR/W)2 (5)

对于相同长度的色谱柱，N值越大意味着柱子效率越高。

GPC柱子性能的好坏不仅看柱子的效率，还要注意柱子的分辨能力，一般采用分离度R 表示：

R=2(V2-V1)/(W1+W2) (6)

如图3所示的完全分离情形，此时R应大于或等于1，当R小于1时分离是不完全的。

为了相对比较色谱柱的分离能力，定义比分离度Rs，它表示分子量相差10倍时的组分分离度，定义为：

Rs=2(V2-V1)/(W1+W2)(lg Mw1-lg Mw2) （7）

三、主要仪器设备

1．仪器

Waters 1515 Isocratic HPLC型凝胶色谱仪（带有示差折光检测装置，B型号色谱管×2），如图4所示。凝胶色谱仪主要由输液系统、进样器、色谱柱（可分离分子量范围2×102~2×106）、示差折光仪检测器、记录系统等组成。

图4. Waters 1515 Isocratic HPLC型凝胶色谱仪

2．试剂

质量分数为3‰的聚苯乙烯溶液试样、一系列不同分子量的窄分布聚苯乙烯溶液、四氢呋喃。

四、操作方法和实验步骤

1. 调试运行仪器：选择匹配的色谱柱，在实验条件下测定校正曲线（一般是40°C）。这一步一般有任课老师事先准备。

2. 配制试样溶液：使用纯化后的分析纯溶剂配制试样溶液，浓度3‰。使用分析纯溶剂，需经过分子筛过滤，配置好溶液需静置一天。这一步一般有任课老师事先准备。

3.用注射器吸取四氢呋喃，进行冲洗，重复几次。然后吸取5mL试样溶液，排除注射器内的空气，将针尖擦干。

将六通阀扳到“准备”位置，将注射器插入进样口，调整软件及仪器到准备进样状态，将试样液缓缓注入，而后迅速将六通阀扳到“进样”位置。将注射器拔出，并用四氢呋喃清洗。

抽取试样时注意赶走内部的空气；试样注入至调节六通阀至INJECT的过程中注射器严禁抽取或拔出。在注入试样时，进样速度不宜过快。速度过快，可能导致定量环内靠近壁面的液体难以被赶出，而影响进样的量；稍慢可以使定量环内部的液体被完全平推出去。

4. 获取数据。

5. 实验完成后，用纯化后的分析纯溶剂流过清洗色谱柱。

五、实验数据记录和实验结果分析处理

实验参数：

色谱柱: ________

内部温度:______ 外加热器温度:______ 流量:________

进样体积: ____mL

GPC仪都配有数据处理系统，同时给出GPC谱图（如图5）和各种平均分子量和多分散系数。

图5. GPC仪器给出宽分布未知样色谱图。

切片面积对淋出体积（时间）作图得到样品淋出体积与浓度的关系，以切片分子量对淋出体积（时间）作图得到淋出体积与分子量的关系。记i为切片数，Ai为切片面积，则第i

级分的重量分率wi为

第i级分的重量累计分数Ii为

数均分子量Mn为

重均分子量Mw为

分散度d为

以Ii对Mi作图，得到积分分子量分布曲线；以wi对Mi作图，得到微分分子量分布曲线

凝胶色谱法

凝胶色谱法 添加摘要 凝胶色谱法又叫凝胶色谱技术，是六十年代初发展起来的一种快速而又简单的分离分析技术，由于设备简单、操作方便，不需要有机溶剂，对高 分子物质有很高的分离效果。凝胶色谱法又称分 子排阻色谱法。 凝胶色谱法主要用于高聚物的相对分子质量分级 分析以及相对分子质量分布测试。目前已经被生 物化学、分子生物学、生物工程学、分子免疫学 以及医学等有关领域广泛采用，不但应用于科学 实验研究，而且已经大规模地用于工业生产。 凝胶色谱法-分类 根据分离的对象是水溶性的化合物还是有机溶剂可溶物，又可分为凝胶过滤色谱（GFC ）和凝胶渗透色谱（GPC ）。 凝胶过滤色谱一般用于分离水溶 性的大分子，如多糖类化合物。 凝胶的代表是葡萄糖系列，洗脱 溶剂主要是水。 凝胶渗透色谱法主要用于有机溶 剂中可溶的高聚物 (聚苯乙烯、 聚氯已烯、聚乙烯、聚甲基丙烯 酸甲酯等) 相对分子质量分布分 析及分离，常用的凝胶为交联聚 苯乙烯凝胶，洗脱溶剂为四氢呋 喃等有机溶剂。 凝胶色谱不但可以用于分离测定 高聚物的相对分子质量和相对分子质量分布，同时根据所用凝胶填料不同，可分离油溶性和水溶性物质，分离相对分子质量的范围从几百万到100以下。 近年来，凝胶色谱也广泛用于分离小分子化合物。化学结构不同但相对分子质量相近的物质，不可能通过凝胶色谱法达到完全的分离纯化的目的。 凝胶色谱系统 凝胶色谱仪

凝胶渗透色谱技术原理 凝胶色谱法-分子筛效益 一个含有各种分子的样品溶液缓慢地流经凝胶色谱柱时，各分子在柱内同时进行着两种不同的运动：垂直向下的移动和无定向的扩散运动。大分子物质由于直径较大，不易进入凝胶颗粒的微孔，而只能分布颗粒之间，所以在洗脱时向下移动的速度较快。小分子物质除了可在凝胶颗粒间隙中扩散外，还可以进入凝胶颗粒的微孔中，即进入凝胶相内，在向下移动的过程中，从一个凝胶内扩散到颗粒间隙后再进入另一凝胶颗粒，如此不断地进入和扩散，小分子物质的下移速度落后于大分子物质，从而使样品中分子大的先流出色谱柱，中等分子的后流出，分子最小的最后流出，这 种现象叫分子筛效应。具有多孔 的凝胶就是分子筛。 各种分子筛的孔隙大小分布有一 定范围，有最大极限和最小极限。 分子直径比凝胶最大孔隙直径大 的，就会全部被排阻在凝胶颗粒 之外，这种情况叫全排阻。两种 全排阻的分子即使大小不同，也 不能有分离效果。直径比凝胶最 小孔直径小的分子能进入凝胶的 全部孔隙。如果两种分子都能全 部进入凝胶孔隙，即使它们的大 小有差别，也不会有好的分离效 凝胶色谱法原理 果。因此，一定的分子筛有它一 定的使用范围。 在凝胶色谱中会有三种情况，一是分子很小，能进入分子筛全部的内孔隙；二是分子很大，完全不能进入凝胶的任何内孔隙；三是分子大小适中，能进入凝胶的内孔隙中孔径大小相应的部分。大、中、小三类分子彼此间较易分开，但每种凝胶分离范围之外的分子，在不改变凝胶种类的情况下是很难分离的。对于分子大小不同，但同属于凝胶分离范围内各种分子，在凝胶床中的分布情况是不同的：分子较大的只能进入孔径较大的那一部分凝胶孔隙内，而分子较小的可进入较多的凝胶颗粒内，这样分子较大的在凝胶床内移动距离较短，分子较小

凝胶色谱法

凝胶色谱法 添加摘要 凝胶色谱法又叫凝胶色谱技术，是六十年代初发展起来的一种快速而又简单的分离分析技术，由于设备简单、操作方便，不需要有机溶剂，对高分子物质有很高的分离效果。凝胶色谱法又称分子排阻色谱法。 凝胶色谱法主要用于高聚物的相对分子质量分级分析以及相对分子质量分布测试。目前已经被生物化学、分子生物学、生物工程学、分子免疫学以及医学等有关领域广泛采用，不但应用于科学实验研究，而且已经大规模地用于工业生产。 凝胶色谱法-分类 根据分离的对象是水溶性的化合物还是有机溶剂可溶物，又可分为凝胶过滤色谱（GFC ）和凝胶渗透色谱（GPC ）。 凝胶过滤色谱一般用于分离水溶性的大分子，如多糖类化合物。凝胶的代表是葡萄糖系列，洗脱溶剂主要是水。 凝胶渗透色谱法主要用于有机溶剂中可溶的高聚物 (聚苯乙烯、聚氯已烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等) 相对分子质量分布分析及分离，常用的凝胶为交联聚苯乙烯凝胶，洗脱溶剂为四氢呋喃等有机溶剂。 凝胶色谱不但可以用于分离测定 高聚物的相对分子质量和相对分子质量分布，同时根据所用凝胶填料不同，可分离油溶性和水溶性物质，分离相对分子质量的范围从几百万到100以下。 近年来，凝胶色谱也广泛用于分离小分子化合物。化学结构不同但相对分子质量相近的物质，不可能通过凝胶色谱法达到完全的分离纯化的目的。

凝胶渗透色谱技术原理 凝胶色谱法-分子筛效益 一个含有各种分子的样品溶液缓慢地流经凝胶色谱柱时，各分子在柱内同时进行着两种不同 的运动：垂直向下的移动和无定向的扩散运动。大分子物质由于直径较大，不易进入凝胶颗 粒的微孔，而只能分布颗粒之间，所以在洗脱时向下移动的速度较快。小分子物质除了可在 凝胶颗粒间隙中扩散外，还可以进入凝胶颗粒的微孔中，即进入凝胶相内，在向下移动的过 程中，从一个凝胶内扩散到颗粒间隙后再进入另一凝胶颗粒，如此不断地进入和扩散，小分 子物质的下移速度落后于大分子物质，从而使样品中分子大的先流出色谱柱，中等分子的后 流出，分子最小的最后流出，这Array种现象叫分子筛效应。具有多孔 的凝胶就是分子筛。 各种分子筛的孔隙大小分布有一 定范围，有最大极限和最小极限。 分子直径比凝胶最大孔隙直径大 的，就会全部被排阻在凝胶颗粒 之外，这种情况叫全排阻。两种 全排阻的分子即使大小不同，也 不能有分离效果。直径比凝胶最 小孔直径小的分子能进入凝胶的 全部孔隙。如果两种分子都能全 部进入凝胶孔隙，即使它们的大 小有差别，也不会有好的分离效 果。因此，一定的分子筛有它一 定的使用范围。 在凝胶色谱中会有三种情况，一是分子很小，能进入分子筛全部的内孔隙；二是分子很大， 完全不能进入凝胶的任何内孔隙；三是分子大小适中，能进入凝胶的内孔隙中孔径大小相应 的部分。大、中、小三类分子彼此间较易分开，但每种凝胶分离范围之外的分子，在不改变 凝胶种类的情况下是很难分离的。对于分子大小不同，但同属于凝胶分离范围内各种分子， 在凝胶床中的分布情况是不同的：分子较大的只能进入孔径较大的那一部分凝胶孔隙内，而 分子较小的可进入较多的凝胶颗粒内，这样分子较大的在凝胶床内移动距离较短，分子较小

分子量及分布

分子量及分布 一、DLS(Dynamic Light Scattering ) 动态光散射 1.测试适用于：测量粒径，Zeta电位、大分子的分子量等 2.测试原理： 光通过胶体时，粒子会将光散射，在一定角度下可以检测到光信号，所检测到的信号是多个散射光子叠加后的结果，具有统计意义.瞬间光强不是固定值，在某一平均值下波动，但波动振幅与粒子粒径有关。某一时间的光强与另一时间的光强相比，在极短时间内，可以认识是相同的，我们可以认为相关度为1,在稍长时间后，光强相似度下降，时间无穷长时，光强完全与之前的不同，认为相关度为0。根据光学理论可得出光强相关议程。正在做布朗运动的粒子速度，与粒径（粒子大小）相关（Stokes - Einstein方程）。大颗粒运动缓慢，小粒子运动快速。如果测量大颗粒，那么由于它们运动缓慢，散射光斑的强度也将缓慢波动。类似地，如果测量小粒子，那么由于它们运动快速，散射光斑的密度也将快速波动。附件五显示了大颗粒和小粒子的相关关系函数。可以看到，相关关系函数衰减的速度与粒径相关，小粒子的衰减速度大大快于大颗粒的。最后通过光强波动变化和光强相关函数计算出粒径及其分布。 二、GPC（Gel Permeation Chromatography ） 凝胶渗透色谱 1.测试适用于：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。 2.测试原理： 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。 3.测试步骤： 直接法：在测定淋出液浓度的同时测定其粘度或光散射，从而求出其分子量。间接法：用一组分子量不等的、单分散的试样为 标准样品，分别测定它们的淋出体积和分子量，则可确定二者之间的关系. 1).溶剂的选择：能溶解多种聚合物；不能腐蚀仪器部件；与检 测器相匹配。 2).把激光光散射与凝胶色谱仪联用，在得到浓度谱图的同时，还可得到散射光强对淋出体积的谱图，从而计算出分子量分布曲线和整个试样的各种平均分子量

凝胶渗透色谱法

实验6 凝胶渗透色谱法 测定聚合物的分子量和分子量分布 聚合物分子量具有多分散性，即聚合物的分子量存在分布。不同的聚合方法、聚合工艺会使聚合物具有不同的分子量和分子量分布。分子量对聚合物的性能有十分密切的关系，而分子量分布的影响也不可忽视。当今高分子材料已向高性能化发展，类似分子量分布等高一层次的高分子结构的问题，越来越引起人们的重视。 自高分子材料问世以来，人们不断探索分子量分布的测定方法，直到60年代凝胶渗透色谱诞生，成为迄今为止最有效的分子量分布的测定方法。 一．实验目的 1.了解凝胶渗透色谱的原理； 2.了解凝胶渗透色谱的仪器构造和凝胶渗透色谱的实验技术； 3.测定聚苯乙烯样品的分子量分布。 二．实验原理 凝胶渗透色谱（Gel Permeation Chromatography，简称GPC）也称为体积排除色谱（Size Exclusion Chromatography，简称SEC）是一种液体（液相）色谱。和各种类型的色谱一样，GPC/SEC的作用也是分离，其分离对象是同一聚合物种不同分子量的高分子组份。当样品中不同分子量的各组份的分子量和含量被确定后，就可得到聚合物的分子量分布，然后可以很方便地对分子量进行统计，得到各种平均值。 一般认为，GPC/SEC是根据溶质体积的大小，在色谱中由于体积排除效应即渗透能力的差异进行分离。高分子在溶液中的体积决定于分子量、高分子链的柔顺性、支化、溶剂和温度，当高分子链的结构、溶剂和温度确定后，高分子的体积主要依赖于分子量。 凝胶渗透色谱的固定相是多孔性微球，可由交联度很高的聚苯乙烯、聚丙烯酸酰胺、

葡萄糖和琼脂糖的凝胶以及多孔硅胶、多孔玻璃等来制备。色谱的淋洗液是聚合物的溶剂。当聚合物溶液进入色谱后，溶质高分子向固定相的微孔中渗透。由于微孔尺寸与高分子的体积相当，高分子的渗透几率取决于高分子的体积，体积越小渗透几率越大，随着淋洗液流动，它在色谱中走过的路程就越长，用色谱术语就是淋洗体积或保留体积增大。反之，高分子体积增大，淋洗体积减小，因而达到依高分子体积进行分离的目的。基于这种分离机理，GPC/SEC 的淋洗体积是有极限的。当高分子体积增大到已完全不能向微孔渗透，淋洗体积趋于最小值，为固定相微球在色谱中的粒间体积。反之，当高分子体积减小到对微孔的渗透几率达到最大时，淋洗体积趋于最大值，为固定相微孔的总体积与粒间体积之和，因此只有高分子的体积居于两者之间，色谱才会有良好的分离作用。对一般色谱分辨率和分离效率的评定指标，在凝胶色谱中也沿用。 图16－1是GPC/SEC 的构造示意图，淋洗液通过输液泵成为流速恒定的流动相，进入紧密装填多孔性微球的色谱柱，中间经过一个可将样品送往体系的进样装置。聚合物样品进样后，淋洗液带动溶液样品进入色谱柱并开始分离，随着淋洗液的不断洗提，被分离的高分子组份陆续从色谱柱中淋出。浓度检测器不断检测淋洗液中高分子组份的浓度响应，数据被记录最后得到一张完整的GPC/SEC 淋洗曲线。如图16－2。 图16－1 GPC/SEC 的构造 淋洗曲线表示GPC/SEC 对聚合物样品依高分子体积进行分离的结果，并不是分子量分布曲线。实验证明淋洗体积和聚合物分子量有如下关系： e BV A M ?=ln 或 e V B A M log ''log ?= （16－1） 式中M 为高分子组分的分子量，A 、B （或A’、B’）与高分子链结构、支化以及溶剂温度等影响高分子在溶液中的体积的因素有关，也与色谱的固定相、体积和操作条件等仪器因素有关，因此（1）式称为GPC/SEC 的标定（校正）关系。（1）式的适用性还限制在色谱固定相渗透极限以内，也就是说分子量过高或太低都会使标定关系偏离线

影响凝胶色谱的分离的因素及其改进方法

影响凝胶色谱的分离的因素及其改进方法 吴承志张宁封树林孙振鹏 （西南大学药学院，重庆，400716） 摘要：凝胶色谱技术是六十年代初发展起来的一种快速而又简单的分离分析技术，由于设备简单、操作方便，不需要有机溶剂，对高分子物质有很高的分离效果。凝胶色谱法又称分子排阻色谱法。凝胶色谱主要用于高聚物的相对分子质量分级分析以及相对分子质量分布测试。目前已经被生物化学、分子生物学、生物工程学、分子免疫学以及医学等有关领域广泛采用，不但应用于科学实验研究，而且已经大规模地用于工业生产。 关键词：凝胶色谱；影响因素；填料；改进方法 Influence factors of the separation gel chromatography and improving methods Wu chengzhi Zhang ning Fengshuling Sun zhenpeng （College of Pharmaceutical Sciences, Southwest University, Chongqing 400716） Abstract:Gel chromatography was developed in the early sixties a quick and simple separation techniques, because the equipment is simple, easy to operate, does not require organic solvents, the polymer material has a high separation efficiency. Also known as gel permeation chromatography molecular exclusion chromatography. GPC is mainly used for classification of polymer molecular weight and molecular weight distribution of the test. Has now been biochemistry, molecular biology, biological engineering, medicine, molecular immunology and related fields widely used, not only used in scientific experimental research, and has a large scale for industrial production. Keywords: gel chromatography; Influencing factors; Packing; Improvement methods 凝胶色谱法又叫凝胶色谱技术，是六十年代初发展起来的一种快速而又简单的分离分析技术，由于设备简单、操作方便，不需要有机溶剂，对高分子物质有很高的分离效果。凝胶色谱法又称分子排阻色谱法。凝胶色谱法主要用于高聚物的相对分子质量分级分析以及相对分子质量分布测试。凝胶的代表是葡萄糖系列，洗脱溶剂主要是水。用于

凝胶渗透色谱法

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

凝胶色谱法要点

简介 凝胶色谱技术是上世纪六十年代初发展起来的一种快速而又简单的分离分析技术，对高分子物质有很好的分离效果。在生物化学、分子生物学、生物工程学、分子免疫学以及医学等有关领域被广泛采用，工业生产上也有非常广泛的应用。 一、分离原理　 一个含有各种分子的样品溶液缓慢地流经凝胶色谱柱时，各分子在柱内同时进行着两种不同的运动：垂直向下的移动和无定向的扩散运动。大分子物质由于直径较大，不易进入凝胶颗粒的微孔，而只能分布颗粒之间，所以在洗脱时向下移动的速度较快。小分子物质除了可在凝胶颗粒间隙中扩散外，还可以进入凝胶颗粒的微孔中，即进入凝胶相内，在向下移动的过程中，从一个凝胶内扩散到颗粒间隙后再进入另一凝胶颗粒，如此不断地进入和扩散，小分子物质的下移速度落后于大分子物质，从而使样品中分子大的先流出色谱柱，中等分子的后流出，分子最小的最后流出，这种现象叫分子筛效应。具有多孔的凝胶就是分子筛。各种分子筛的孔隙大小分布有一定范围，有最大极限和最小极限。分子直径比凝胶最大孔隙直径大的，就会全部被排阻在凝胶颗粒之外，这种情况叫全排阻。两种全排阻的分子即使大小不同，也不能有分离效果。直径比凝胶最小孔直径小的分子能进入凝胶的全部孔隙。如果两种分子都能全部进入凝胶孔隙，即使它们的大小有差别，也不会有好的分离效果。因此，一定的分子筛有它一定的使用范围。综上所述，在凝胶色谱中会有三种情况，一是分子很小，能进入分子筛全部的内孔隙；二是分子很大，完全不能进入凝胶的任何内孔隙；三是分子大小适中，能进入凝胶的内孔隙中孔径大小相应的部分。大、中、小三类分子彼此间较易分开，但每种凝胶分离范围之外的分子，在不改变凝胶种类的情况下是很难分离的。对于分子大小不同，但同属于凝胶分离范围内各种分子，在凝胶床中的分布情况是不同的：分子较大的只能进入孔径较大的那一部分凝胶孔隙内，而分子的可进入较多的凝胶颗粒内，这样分子较大的在凝胶床内移动距离较短，分子较小的移动距离较长。于是分子较大的先通过凝胶床而分子较小的后通过凝胶床，这样就利用分子筛可将分子量不同的物质分离。另外，凝胶本身具有三维网状结构，大的分子在通过这种网状结构上的孔隙时阻力较大，小分子通过时阻力较小。分子量

高效液相色谱法的分类及原理

高效液相色谱法地分类及其分离原理 高效液相色谱法分为：液固色谱法、液液色谱法、离子交换色谱法、凝胶色谱法. .液固色谱法（液固吸附色谱法） 固定相是固体吸附剂，它是根据物质在固定相上地吸附作用不同来进行分配地. ①液固色谱法地作用机制 吸附剂：一些多孔地固体颗粒物质，其表面常存在分散地吸附中心点. 流动相中地溶质分子（液相）被流动相带入色谱柱后，在随载液流动地过程中，发生如下交换反应： （液相）（吸附）<>（吸附）（液相） 其作用机制是溶质分子（液相）和溶剂分子（液相）对吸附剂活性表面地竞争吸附. 吸附反应地平衡常数为： 值较小：溶剂分子吸附力很强，被吸附地溶质分子很少，先流出色谱柱. 值较大：表示该组分分子地吸附能力较强，后流出色谱柱. 发生在吸附剂表面上地吸附解吸平衡，就是液固色谱分离地基础.资料个人收集整理，勿做商业用途 ②液固色谱法地吸附剂和流动相 常用地液固色谱吸附剂：薄膜型硅胶、全多孔型硅胶、薄膜型氧化铝、全多孔型氧化铝、分子筛、聚酰胺等. 一般规律：对于固定相而言，非极性分子与极性吸附剂（如硅胶、氧化铜）之间地作用力很弱，分配比较小，保留时间较短；但极性分子与极性吸附剂之间地作用力很强，分配比大，保留时间长.资料个人收集整理，勿做商业用途 对流动相地基本要求： 试样要能够溶于流动相中 流动相粘度较小 流动相不能影响试样地检测 常用地流动相：甲醇、乙醚、苯、乙腈、乙酸乙酯、吡啶等. ③液固色谱法地应用 常用于分离极性不同地化合物、含有不同类型或不；数量官能团地有机化合物，以及有机化合物地不同地异构体；但液固色谱法不宜用于分离同系物，因为液固色谱对不同相对分子质量地同系物选择性不高.资料个人收集整理，勿做商业用途 .液液色谱法（液液分配色谱法） 将液体固定液涂渍在担体上作为固定相. ①液液色谱法地作用机制 溶质在两相间进行分配时，在固定液中溶解度较小地组分较难进入固定液，在色谱柱中向前迁移速度较快；在固定液中溶解度较大地组分容易进入固定液，在色谱柱中向前迁移速度较慢，从而达到分离地目地.资料个人收集整理，勿做商业用途 液液色谱法与液液萃取法地基本原理相同，均服从分配定律：固液 值大地组分，保留时间长，后流出色谱柱. ②正相色谱和反相色谱 正相分配色谱用极性物质作固定相，非极性溶剂（如苯、正己烷等）作流动相. 反相分配色谱用非极性物质作固定相，极性溶剂（如水、甲醇、己腈等）作流动相.

凝胶层析综述

凝胶层析技术的研究及应用 本文综述了凝胶层析的原理及其相关的参数和类型，以及在实际操作过程中的注意事项。并讲述了凝胶层析的一般应用。 凝胶层析 ( gel chromatography ) 又称为凝胶排阻层析、分子筛层析、凝胶过滤的等。它是以多孔性凝胶填料为固定相，按分子大小顺序分离样品中各个组分的液相色谱方法。 1959年，Porath和Flodin首次用一种多孔聚合物—交联葡聚糖凝胶作为柱填料，分离水溶液中不同分子量的样品，称为凝胶过滤。1964 年，Moore 制备了具有不同孔径的交联聚苯乙烯凝胶，能够进行有机溶剂中的分离，称为凝胶渗透层析(流动相为有机溶剂) 。随后这一技术得到不断的完善和发展，目前广泛的应用于生物化学、高分子化学等很多领域。 1 、凝胶层析原理、 凝胶层析是依据分子大小这一物理性质进行分离纯化的。凝胶层析的固定相是惰性的珠状凝胶颗粒，凝胶颗粒的内部具有立体网状结构，形成很多孔穴。当含有不同分子大小的组分的样品进入凝胶层析柱后，各个组分就向固定相的孔穴内扩散，组分的扩散程度取决于孔穴的大小和组分分子大小。 比孔穴孔径大的分子不能扩散到孔穴内部，完全被排阻在孔外，只能在凝胶颗粒外的空间随流动相向下流动，经历的流程短，流动速度快，先流出；而较小的分子可以完全渗透进入凝胶颗粒内部，经历的流程长，流动速度慢，最后流出；分子大小介于二者之间的分子在流动中部分渗透，渗透的程度取决于它们分子的大小，所以它们流出的时间介于二者之间，分子越大的组分越先流出，分子越小的组分越后流出。这样样品经过凝胶

层析后，各个组分便按分子从大到小的顺序依次流出，从而达到了分离的目的。 2、凝胶层析相关系数、 2.1外水体积、内水体积、基质体积、柱床体积、洗脱体积外水体积是指凝胶柱中凝胶颗粒周围空间的体积，也就是凝胶颗粒间液体流动相的体积。 内水体积是指凝胶颗粒中孔穴的体积，凝胶层析中固定相体积就是指内水体积。 基质体积是指凝胶颗粒实际骨架体积。 而柱床体积就是指凝胶柱所能容纳的总体积。 洗脱体积是指将样品中某一组分洗脱下来所需洗脱液的体积。 2.2分配系数分配系数是指某个组分在固定相和流动相中的浓度比。对于凝胶层析，分配系数实质上表示某个组分在内水体积和在外水体积中的浓度分配关系。 2.3排阻极限排阻极限是指不能进入凝胶颗粒孔穴内部的最小分子的分子量。所有大于排阻极限的分子都不能进入凝胶颗粒内部，直接从凝胶颗粒外流出，它们同时被最先洗脱出来。排阻极限代表一种凝胶能有效分离的最大分子量，大于这种凝胶的排阻极限的分子用这种凝胶不能得到分离。 2.4分级分离范围分级分离范围表示一种凝胶适用的分离范围，对于分子量在这个范围内的分子，用这种凝胶可以得到较好的线性分离。例如Sephadex G-75 对球形蛋白的分级分离范围为3,000 －70,000 ，它表示分子量在这个范围内的球形蛋白可以通过Sephadex G-75 得到较好的分离。应注意，对于同一型号的凝胶，球形蛋白与线形蛋白的分级分离范围是不同的。 2.5吸水率和床体积吸水率是指1g 干的凝胶吸收水的体积或者重量，但它不包括颗粒间吸附的水份。所以它不能表示凝胶装柱后的体积。而床体积是指1g 干的凝胶吸水后的最终体积。

多角度激光光散射仪与凝胶渗透色谱联用技术

多角度激光光散射仪与凝胶渗透色谱联用技术 仪器组成： Wyatt DAWN HELEOS Ⅱ（十八角度激光光散射检测器） Wyatt ViscoStar Ⅱ(粘度检测器) Wyatt Optilab rEX （示差折光检测器） 配一套Waters 515单元泵和柱温箱。 检测原理： 光散射法是测定高分子物质重均分子量的绝对方法。高分子溶液可视为不均匀介质，当光通过它时，入射光的电磁波诱导高分子成为振荡偶极子，并产生强迫振动作为二次光源发出散射光。高分子溶液的散射光强度远远高于其溶剂，并且强烈依赖于高分子的分子量、链形态、溶液浓度、散射光角度和折光指数增量（dn/dc值）等基本参数，从而得到高分子物质的绝对分子量。 凝胶渗透色谱可将溶剂中的高分子物质按照分子量的大小依次洗脱出来。利用光散射仪与凝胶渗透色谱联用技术，除了可以得到物质的平均分子量，还可以测得不同的高分子物质的分布及其相应分子量大小，并且不需要使用结构相似的标准样品做标准曲线。在直接测定

高分子物质的绝对分子量的同时，由于联用了粘度检测器和示差折光检测器，还可得到特性粘数、均方根旋转半径等重要参数。 应用： 光散射强度与分子大小直接相关，凝胶渗透色谱能分离不同分子量大小的高分子物质，结合次两种特性，可得到许多重要信息，已经被广泛应用于高分子化学、生物化学等众多研究领域。 第一，高分子物质的分子量的测定。不需要标准品、校正曲线以及任何假设，即可直接求得高聚物、多糖、蛋白质等多种高分子物质的绝对分子量。测定范围广泛，可达103～107，且采用十八角度激光光散射检测器，准确度高。 第二，多组分高分子物质的平均分子量及其相应组分对应的绝对分子量的测定。不仅可以单机操作测定混合物质的平均分子量，还可结合凝胶渗透色谱分离技术，测定各个分子量不同的各个不同组分的绝对分子量。 第三，高分子物质的折光指数增量（dn/dc值）、均方根旋转半径（Rg）、第二维里系数（A2）等重要参数和重均分子量（Mw）、数均分子量（Mn）等多种不同分子量的测定，可得到分子的分枝程度等形态特征，研究高分子物质与溶剂的相互作用，研究高分子物质的聚合与降解作用等。 具体检测工作： 第一，化学品、药品的合成过程中的质量控制，通过测定分子量的变化，控制反应的进程与方向，确定药品的含量品质。例如，以某一高聚物为母体，在其上进行聚合反应，通过分子量的测定，控制反应的进行程度。 第二，食品生产过程中的质量控制。通过测定分子量的变化，控制反应的进程与方向，确定食品的品质。例如，在高蛋白牛奶中的蛋白质的分子量，当蛋白质过大时是不利于人体吸收的，通过测定其分子量，对食品的品质进行鉴定。 第三，医疗器材材料的降解聚合作用的研究。例如，聚乳酸被广泛应用于心血管支架、假牙的医学材料中，在医疗器材申报的过程中要求对其降解作用进行研究。 标准： 1、GB/T 21864-2008 聚苯乙烯的平均分子量和分子量分布的检测标准方法高效体积排 阻色谱法 2、GB/T 21863-2008 凝胶渗透色谱法(GPC) 用四氢呋喃做淋洗液 3、SH/T 1759-2007 用凝胶渗透色谱法测定溶液聚合物分子量分布

第四章聚合物的分子量和分子量分布

第四章 聚合物的分子量和分子量分布 一、 概念 1、 特性粘度 2、Mark-Houwink 方程 3、 M n 、M w 、M η的定义式 4、普适校正曲线 二、选择答案 1、（ ）可以快速、自动测定聚合物的平均分子量和分子量分布。 A 粘度法， B 滲透压法， C 光散射法， D 凝胶渗透色谱(GPC)法 2、下列四种方法中，（ ）可以测定聚合物的重均分子量。 A 、粘度法， B 、滲透压法， C 、光散射法， D 、沸点升高法 3、特性粘度[η]的表达式正确的是（ ）。 A 、c sp /η B 、c /ln γη C 、 c sp o c /lim η→ D 、c o c /lim γη→ 三、填空题 1、高分子常用的统计平均分子量有数均分子量、重均分子量、Z 均分子量和 ，它们之间的关系M z ≥M w ≥ ≥M n 。 2、测定聚合物分子量的方法很多，如端基分析法可测 分子量，光散射法可测重均分子量，稀溶液粘度法可测 分子量。 3、凝胶渗透色谱GPC 可用来测定聚合物的 和 。溶质分子体积越小，其淋出体积越大。 四、回答下列问题 1、简述GPC 的分级测定原理。 2、测定聚合物平均分子量的方法有哪些？得到的是何种统计平均分子量？ 五、计算题 1、 35℃时，环己烷为聚苯乙烯（无规立构）的θ溶剂。现将300mg 聚苯乙烯（ρ=1.05 g/cm 3，Mn=1.5×105）于35℃溶于150ml 环己烷中，试计算：（1）第二维利系数A 2；（2）溶液的渗透压。 2、粘度法测定PS 试样的分子量，已知25ml 苯溶液溶解PS 为0.2035g ，30℃恒温下测溶液的流出时间为148.5秒，而溶剂苯的流出时间为102.0秒，试计算该试样的粘均分子量。（30℃，k=0.99×10-2ml/g ，α=0.74）

凝胶层析实验步骤及细节

温州大学第四届生物学科实验技能大赛 血清凝胶层析 实验成绩：实验过程＋实验结果＋实验报告 实验时间： 5月6日（周日）8:50到10B正门集合，上午9:00至12:00左右分离器使用指导及凝胶装柱。下午1:30开始血清离心操作及层析操作。 实验前：身穿实验服，用蒸馏水清洗实验器具 实验后：清理实验器具 凝胶层析的实验步骤

实验试剂和用品 1. 试剂 Sephandex 4B 凝胶（凝胶颗粒）、5%重铬酸钾、5%蓝葡聚糖、生理盐水 2. 主要实验用具 铁架台（滴定台架）、凝胶柱（层析柱）<多孔板、筛板>（10×1.0cm）、螺丝夹、移液管、烧杯、胶头滴管、试管（20个）、试管架、玻璃棒 凝胶层析定义 凝胶层析又称凝胶过滤，分子筛层析或排阻层析。它的突出优点是凝胶属于惰性载体，不带电荷，吸附力弱，可在相当广的温度范围下进行，不需要有机溶剂。凝胶层析是按照蛋白质分子量大小进行分离的技术。 凝胶是一种具有多孔、网状结构的分子筛。利用这种凝胶分子筛对大小、形状不同的分子进行层析分离，称凝胶层析。 分子大小彼此相差25%的样品，只要通过单一凝胶床就可以完全将它们分开。 实验原理 不同类型凝胶的筛孔的大小不同。如果将这样的凝胶装入一个足够长的柱子中，作成一个凝胶柱。当含有大小不同的蛋白质样品加到凝胶柱上时，比凝胶珠平均孔径小的蛋白质就要连续不断地穿入珠子的内部，这样的小分子不但其运动路程长，而且受到来自凝胶珠内部的阻力也很大，所以越小的蛋白质，把它们从柱子上洗脱下来所花费的时间越长。凝胶中只有很少的孔径可接受大的蛋白。因此，大的蛋白质直接通过凝胶珠之间的缝隙首先被洗脱下来。凝胶过滤所用的凝胶孔径大小的选择主要取决于要纯化的蛋白质分子量。 凝胶柱的制备 在沸水浴中将湿凝胶浆逐渐升温至近沸，1小时即可达到凝胶的充分胀溶。加热法既可节省时间又可消毒。 凝胶的装填：将层析柱与地面垂直固定在架子上，下端流出口用夹子夹紧，柱顶可安装一个带有搅拌装置的较大容器，柱内充满洗脱液，将凝胶调成较稀薄的浆头液盛于柱顶的容器中，然后在微微地搅拌下使凝胶下沉于柱内，这样凝胶粒水平上升，直到所需高度为止，拆除柱顶装置，用相应的滤纸片轻轻盖在凝胶床表面。稍放置一段时间，再开始流动平衡，流速应低于层析时所需的流速。在平衡过程中逐渐增加到层析的流速，千万不能超过最终流速。平衡凝胶床过夜，使用前要检查层析床是否均匀，有无“纹路”或气泡，或加一些有色物质来观察色带的移动，如带狭窄、均匀平整说明层析柱的性能良好，色带出现歪曲、散乱、变宽时必须重新装柱。 凝胶柱的重复使用、凝胶回收与保存 一次装柱后可以反复使用，不必特殊处理，并不影响分离效果。为了防止凝胶染菌，可在一次层析后加入0.02%的叠氮钠，在下次层析前应将抑菌剂除去，以免干扰洗脱液的测定。 如果不再使用可将其回收，一般方法是将凝胶用水冲洗干净滤干，依次用70%、90%、95%乙醇脱水平衡至乙醇浓度达90%以上，滤干，再用乙醚洗去乙醇、滤干、干燥保存。湿态保存方法是凝胶浆中加入抑菌剂或水冲洗到中性，密封后高压灭菌保存。

凝胶渗透色谱正确选择检测器的重要性

凝胶渗透色谱正确选择检测器的重要性 作者：Stephen Ball, 马尔文仪器纳米颗粒及分子表征产品市场经理 凝胶渗透色谱分析法或尺寸排除色谱法（GPC/SEC）是高分子、大分子和蛋白质常用的主要分析手段，其中最主要的原因是它能对分子量和分子量分布数据进行定量表征。人们通常将上述分析方法分 为两步。第一步：利用含有适当特性微孔填充材料的色谱柱对溶解样品按照分子大小/体积进行分离；第二步：利用适当的检测仪器对被分离的样品进行分析。本文中，来自马尔文仪器的产品市场经理Stephen Ball将向您阐述可以采用的检测器技术及其提高分析效率的潜在可能。 GPC/SEC系统的传统配置为：采用单个折光指数 (RI) 检测器对浓度进行测量，在这种配置下，利用 参照校准数据可以得到相对分子量分布数据。这对某些常见的高分子材料和/或质量控制比较适合， 但分析者越来越多地倾向于采用具有如下特点的多检测仪组合GPC/SEC 系统： ?无需色谱柱校准即可取得所有材料的绝对数据， ?极大提高数据处理效果 目前市面上有很多可用于GPC/SEC的检测仪。由于分析具有两阶段的特性，因此在选择合适的系统 时有很多问题需要考虑。完全一体化的单一检测器固然有优势，但我认为它与选择最佳检测仪组合解 决方案相比只能说是次优方案。对检测器的选择进行优化是一种既直接又高效的方法，具有较多优势，比如可以仅通过一次实验就获得能确定分子量、流体力学尺寸和分子结构的表征。 这就提出了一个问题：如何才能为以应用为基础发掘最佳的检测器系统？这个问题牵涉很广，但却为 我们初步了解不同检测器的优势提供了一个良好的契机。 首先从粘度计开始，它可以测量各种粘度参数，而对于聚合物溶液而言，它可以建立起与样品分子量 之间的关联。当与RI检测器一同使用时，粘度计可以实现普氏校准，系统无需再寻找与待测样品十 分接近的标准样品，同时也提高了分子量分布数据的完整性。粘度测量还可以确定结构方面的信息， 比如可以对聚合物分支进行定量分析。 接下来让我们来看看静态光散射检测器，它们可以对绝对分子量进行直接测量。由于市场上存在着各 种不同的检测仪，如LALS、RALS和 MALS，因此问题就开始变得复杂了。上述所有这些检测仪都 通过测量散射光的能量来得到分子量，但散射光能量随角度各不相同，比如，小角度光散射检测仪(LALS) 以7o的角度检测入射光线，直角光散射 (RALS) 以90o测量入射光线，此外还有多角度测量 光散射仪 (MALS)。

凝胶渗透色谱分析的工作原理

SEC/GPC 凝胶渗透色谱分析的工作原理 PS-OBG 用作尺寸排除色谱（size exclusion chromatography ，又称凝胶渗透，gel permeation chromatography ）测量大分子分子量时的标准样品。 首先介绍尺寸排除色谱（SEC/GPC ）的工作原理： 如图三所示，红色和紫色两种颗粒代表不同尺寸的两种高分子，蓝色月牙形颗粒代表色谱柱内的填料。通常色谱柱填料是经过设计的具有不同孔径的高分子凝胶珠。当红色和紫色的高分子进入色谱柱以后，以一定速度流动的流动相在不停地冲洗色谱柱的同时，带动高分子颗粒在色谱柱内的移动。当高分子与凝胶珠填料接触时，尺寸大的高分子不能进入凝胶珠填料的孔，如图三中红色的大分子。所以红色的大分子在流动相的冲洗下先流出色谱柱。而紫色的尺寸较小的高分子可以进入凝胶填料珠的小孔，好像暂时被填料保留住了一样，最后由于流动相不停的冲洗，紫色高分子也会流出色谱柱，但是流出的时间较红色分子长了很多。图三右下方给出红色高分子和紫色高分子的凝胶色谱图，横坐标为保留时间，可以看出红色高分子的保留时间明显小于紫色高分子，这说明红色高分子分子量较大，比紫色高分子先流出色谱柱。 色谱柱的工作原理告诉我们，尺寸排除色谱可以将尺寸不同的高分子按照保留时间分开。保留时间越小的高分子（也就是流经色谱柱需要时间越短的高分子）的分子量越大，相反，保留时间越大的高分子（也就是流经色谱柱需要时间越长的高分子）的分子量越小。

懂得了这个原理，我们就可以用SEC/GPC来测分子量了！ 但是，如何根据保留时间来确定高分子的分子量呢？也就是说，怎么将不同的保留时间与分子量一一对应起来呢？这时我们需要制定一条标准工作曲线。标准工作曲线的目的是建立保留时间和分子量的关系，当我们用SEC/GPC测定了一个未知的高分子，得到这个高分子的流出时间（保留时间），有了工作曲线，我们就可以很快知道这个未知高分子的分子量。 标准工作曲线的制定 标准工作曲线由一系列分布很窄，分子量已知的高分子标样做出，同时标样的结构和分子链的构象要与未知高分子尽可能的接近。 1．首先选用与被测样品类型相似的单分散性(d≤1.1)标样。先用其他方法精确测定其绝对分子量（百特纯使用激光光散射的方法测得PS-OBG的绝对分子量）。 2．然后将PS-OBG标样进行SEC/GPC分析，得到每个窄分布标样的峰位淋洗体积(V e),也就是每个标样在色谱柱内的保留时间 流速。 3．以V e为X轴，logM为Y轴作图，这样就可以得到校正曲线。 式中,A,B为常数，A表示排斥极限, B表示渗透极限4．将待测高分子进行SEC/GPC分析，得到待测高分子的峰位淋洗体积V’。 在标准曲线上将V’推回Y轴得到logM’，此M’即为待测高分子的分子量。 百特纯大分子（武汉）科技有限公司是由供职于加拿大联邦政府农业部国家实验室科学家及其他投资人共同创办。目前主要从事碳水化合物大分子领域新品研发及应用。百特纯的目标是向高等研究单位、院校提供高质量、高纯度、高均一性（极窄分子量分布），特定结构的医药及功能性碳水化合物大分子标准品及凝胶色谱标样,燕麦葡聚糖标样,1%精制燕麦OBG水溶液。

高效凝胶色谱法测定头孢呋辛酯及制剂中高分子杂质的含量

高效凝胶色谱法测定头孢呋辛酯及制剂中高分子杂质的含量 侯玉荣1，2，袁耀佐2*，张玫2，钱文2，杭太俊1* （1．中国药科大学，南京210008；2．江苏省食品药品检验所，南京210008） 摘要目的：采用聚苯乙烯高效凝胶色谱法检查头孢呋辛酯中的高分子杂质。方法：色谱柱为MKF－GPC－100聚苯乙烯凝胶色谱柱（7.8mm?100mm，8μm），流动相为水－甲醇（10?90），流速为0.5mL·min－1，检测波长为278nm；通过HPLC－ESI－MS2法鉴定高分子杂质峰，并对其结构进行推定。结果：头孢呋辛酯在0.5 1500μg·mL－1的浓度范围内，面积与浓度呈良好的线性关系（r=1.000）；最小检出浓度为0.2μg·mL－1；高分子杂质与头孢呋辛酯峰能有效分离，并先于主峰流出，方法专属性良好；高分子杂质在溶液中不稳定，样品需要临用现配。结论：建立的方法快速准确，适用于酯溶性头孢呋辛酯及其制剂中高分子杂质的测定。 关键词：高效凝胶色谱；聚苯乙烯凝胶；头孢呋辛酯；高分子杂质；β－内酰胺类抗生素；过敏原 中图分类号：R917文献标识码：A文章编号：0254－1793（2012）02－0267－06 Determination of high molecular mass impurities in cefuroxime axetil and it's preparation by polystyrene－based gel filtration chromatography HOU Yu－rong1，2，YUAN Yao－zuo2*，ZHANG Mei2，QIAN Wen2，HANG Tai－jun1* （1.China Pharmaceutical University，Nanjing210008，China；2.Jiangsu Institute for Food and Drug Control，Nanjing210008，China） Abstract Objective：To determinate the high molecular mass impurities in cefuroxime axetil by polystyrene－based gel filtration chromatography．Method：A MKF－GPC－100（7.8mm?100mm，8μm）column was adopt with the mobile phase consisting of water－methanol（10?90），at a flow rate of0.5mL·min－1，and the detection wavelength was at278nm，to identify the impurities by HPLC－ESI－MS2．Result：The calibration curves for cefu-roxime axetil in the range of0.5－1500μg·mL－1was linear（r=1.000），the detection limit was0.2μg·mL－1；the peaks before cefuroxime axetil in the chromatogram were high molecular mass impurities，the resolution between cefuroxime axetil and high molecular mass impurities was good．The high molecular mass impurities is instable in so-lution，and the test solution should be prepared immediately before use．Conclusion：The established method is fast for analysis and good for precision，it's suitable for determinate the high molecular mass impurities in liposoluble drug cefuroxime axetil and it's preparation． Key words：HPSEC；polystyrene gel；cefuroxime axetil；high molecular mass impurities；beta－lactam antibiotics；al-lergen β－内酰胺类抗生素常见的不良反应是速发型过敏反应，多年来的研究已证明引发过敏反应的过敏原不是抗生素本身，而是其中的高分子杂质［1，2］。药品中的高分子杂质是对其中相对分子质量大于药物本身的杂质总称，其来源通常被分为2类，即外源性杂质（来源于发酵工艺的蛋白、多肽、多糖等结合物）和内源性杂质（抗生素药物自身的聚合产物，可以在生产、储存过程中形成，也可以在使用时产生）。随着现代生产工艺不断的改进和提高，外源性杂质日趋减少，而对内源性杂质的控制是当前抗生素高分子杂质控制的重点［3，4］。统计数据证明药品中高分子杂质的含量直接影响过敏反应发生率［5］，因此国内外对β－内酰胺类抗生素的高分子杂质的控制非常重视。 美国药典（USP）23版曾对头孢他啶中的高分子杂质进行控制，由于β－内酰胺类抗生素的高分 *通讯作者袁耀佐Tel：（025）86631609；E－mail：yuanyaozuo@yahoo．com．cn 杭太俊Tel：（025）83271090；E－mail：tj_hang@yahoo．com．cn