凝膠滲透色譜儀是一種基于分子尺寸大小差異對高分子化合物進行分離與分析的液相色譜技術。它廣泛應用于聚合物、蛋白質、多糖等大分子物質的分子量分布、平均分子量(如數均分子量Mn、重均分子量Mw)及支化度等關鍵參數的測定,在高分子材料、制藥、生物技術、化工研發和質量控制等領域具有重要價值。
其工作原理是利用多孔凝膠填料作為固定相,當樣品溶液隨流動相(通常為四氫呋喃、水或其他溶劑)流經色譜柱時,不同尺寸的分子因進入或被排除出凝膠孔洞的程度不同而實現分離:大分子無法進入孔內,路徑短,先被洗脫;小分子可深入孔隙,路徑長,后被洗脫。通過檢測器(如示差折光檢測器RID、紫外檢測器UV、粘度檢測器或多角度激光光散射MALS)記錄洗脫信號,并結合標準曲線或絕對檢測方法,即可精確計算出樣品的分子量及其分布。
一、開機預熱與系統檢查
開啟設備電源:依次打開穩壓器、電腦、檢測器、主機及柱溫箱的開關,確保設備各部件通電正常。
啟動操作軟件:登錄專用軟件(如Empower或Breeze),輸入用戶名和密碼后進入系統界面。
系統初始化與預熱:啟動泵系統使流動相循環,通過軟件設置泵流速(如0.2mL/min)并緩慢增加至目標值(如1mL/min),同時調節柱溫箱至設定溫度(如40℃)。預熱時間需根據設備要求調整,通常為30分鐘至數小時,直至基線穩定。
二、樣品與流動相準備
溶劑選擇與處理:
根據樣品性質選擇溶劑(如THF、DMF),確保其能溶解樣品且不腐蝕儀器部件。
使用真空抽濾系統對溶劑進行過濾和脫氣處理,防止雜質堵塞色譜柱或產生氣泡影響檢測。
樣品配制與溶解:
稱取適量樣品(如5-10mg)溶于溶劑中,配制成濃度適宜的溶液(如0.1%-1%)。
充分溶解樣品(如室溫靜置過夜或輕微搖動),避免劇烈攪拌導致樣品降解。
樣品過濾:
使用一次性微孔濾膜(如0.22μm或0.45μm)對樣品溶液進行過濾,去除不溶物和雜質。
準備兩個樣品瓶(分別用于溶解和過濾后溶液)及兩個注射器(分別用于過濾和進樣)。
三、儀器參數設置
流動相流速設定:在軟件中設置泵流速(如1mL/min),并設置變化時間(如2min)使流速緩慢增加,避免壓力突變損壞色譜柱。
柱溫調節:通過柱溫箱面板或軟件設置目標溫度(如40℃),確保溫度穩定后再進行后續操作。
檢測器參數配置:根據檢測器類型(如示差折光檢測器)設置靈敏度、衰減等參數,確保檢測信號穩定。
進樣體積與時間設定:在軟件中選擇進樣功能(如寬分布進樣),設置進樣體積(如20μL)和樣品測試時間(如45min)。
四、進樣與數據采集
手動進樣操作:
使用潤洗后的注射器抽取過濾后的樣品溶液,排出氣泡后將針頭插入進樣口。
迅速將進樣閥門撥至Inject位置注入樣品,隨后撥回Load位置完成進樣。
自動進樣操作(如配備自動進樣器):
在軟件中設置進樣體積、速度等參數,將樣品溶液放入自動進樣器樣品盤。
啟動自動進樣程序,儀器將自動完成進樣操作。
數據采集與監控:
樣品進入色譜柱后,檢測器實時檢測各組分濃度變化并轉化為電信號。
通過軟件監控基線穩定性,確保數據采集前基線平穩。
五、數據處理與結果分析
數據查詢與處理:
在軟件中查詢采集到的數據,選擇待處理的樣品文件。
調用處理方法(如最新工作曲線),設置處理參數(如積分區域)后執行處理操作。
結果查看與導出:
查看樣品的分子量、分子量分布指數及分布圖等結果。
根據需要復制GPC曲線或導出數據(如TXT格式)進行進一步分析。
六、關機與維護
清洗色譜柱與系統:
分析結束后,用流動相沖洗色譜柱和系統至少30分鐘,去除殘留樣品和雜質。
沖洗檢測器流路(如切換至Purge流路沖洗樣品池和參比池),確保無氣泡殘留。
關閉設備電源:
依次關閉泵、柱溫箱、檢測器及電腦等設備電源。
關閉穩壓器電源,確保設備完q斷電。
設備清潔與維護:
清潔儀器外殼和操作臺面,保持設備整潔。
定期檢查并更換易損件(如濾膜、密封圈等),確保設備長期穩定運行。
