尺寸排阻色谱法

尺寸排阻色谱法根据聚合物链在溶液中的尺寸进行分离，大链先洗脱，是测量完整摩尔质量分布的主要方法。

Definition

尺寸排阻色谱法，也称为凝胶渗透色谱法，是一种液相色谱技术，通过对多孔固定相的差异渗透，根据溶解聚合物链的流体动力学体积进行分离，从而得到摩尔质量分布。

Scope

本主题涵盖了通过多孔填料进行流体动力学体积分离的原理、窄标准品校准与通用校准、相对结果与绝对结果的含义，以及使用联用检测器（示差折光仪、光散射仪和粘度计）来获得真实摩尔质量、支化信息和完整分布。

Core questions

• 流体动力学体积分离如何决定链的洗脱顺序？
• 什么是通用校准，为什么需要它？
• 联用检测器如何将洗脱转换为绝对摩尔质量？
• 测量分布的局限性和误差来源有哪些？

Key theories

流体动力学体积分离

小链渗透更多的孔体积并随后洗脱，而大链被排除在外并较早洗脱，因此保留时间反映的是流体动力学尺寸而非直接的质量，这就是为什么需要校准才能将其转换为摩尔质量。

通用校准

由于特性粘度和摩尔质量的乘积与流体动力学体积成正比，因此以这些术语进行的单一校准适用于化学性质不同的聚合物，消除了对特定化学标准品的依赖。

Mechanisms

将稀聚合物溶液注入填充有多孔凝胶的色谱柱中，并由溶剂携带。大链被排除在孔外，通过较小的可及体积，并首先洗脱；小链渗透更多的孔体积，并随后洗脱。检测器信号通过使用窄标准品校准曲线、通用校准或当光散射或粘度检测器直接报告每个洗脱切片的绝对摩尔质量时，转换为摩尔质量分布。误差来源于色谱柱相互作用、谱带展宽和不适当的校准标准品。

Clinical relevance

尺寸排阻色谱法是质量控制和研究的标准工具，因为它提供的摩尔质量分布决定了强度、熔体流动性和最终用途。它验证了受控聚合是否产生了低分散性，检测降解或支化，并确保从包装到制药等各种应用中的批次一致性。

History

约翰·摩尔于1964年引入了基于交联聚苯乙烯凝胶的凝胶渗透色谱法，格鲁比西奇、伦普和贝诺瓦于1967年建立了基于流体动力学体积的通用校准，两者共同使摩尔质量分布的常规获取成为可能。

Key figures

• John Moore
• Zdenek Grubisic
• Henri Benoit

Seminal works

• hiemenz2007
• young2011

Frequently asked questions

为什么大分子在尺寸排阻色谱法中首先洗脱出来？

大链无法进入填料的大部分孔隙，因此它们通过较小的总体积并迅速洗脱。小链探索更多的孔隙体积并被保留更长时间，从而实现按尺寸分离。

为什么结果有时被称为相对摩尔质量？

传统校准使用一种聚合物类型的标准品，因此不同聚合物报告的质量是相对于这些标准品的。需要通用校准或光散射等绝对检测器才能获得真实的摩尔质量。