凝胶色谱法 凝胶色谱法和凝胶电泳法的区别
凝胶色谱法 (GPC)
凝胶色谱法 (Gel Permeation Chromatography，GPC) 是一种液体色谱技术，又称体积排除色谱法 (Size Exclusion Chromatography，SEC) 或凝胶过滤色谱 (Gel Filtration Chromatography，GFC)。它是液相色谱的一个分支，对高聚物的表征至关重要。
历史溯源
1964 年，J.C. Moore 首次研究成功 GPC。他在前人的基础上，结合大网状结构离子交换树脂的制备经验，将高交联度的聚苯乙烯凝胶作为色谱柱填料。他还配置了连续式高灵敏度的示差折光仪，制成了用于快速、自动化地测定高聚物分子量和分子量分布的仪器。
特点和优势
操作简便快捷
进样量小
数据可靠且重现性好
自动化程度高
应用
测定聚合物分子量及其分布
测定聚合物的支化度
测定共聚物和共混物的组成
测定聚合物分级及其结构
分析水溶液中的多肽、蛋白质、生物酶等生物分子
分离原理
当样品随着淋洗溶剂引入色谱柱后，溶质分子会向填料内部孔洞扩散。分子大小较小的溶质分子可以进入较大的孔洞和较小的孔洞，而分子大小较大的溶质分子只能进入较大的孔洞。比最大孔径还要大的分子只能留在填料颗粒之间的空隙中。
随着溶剂的淋洗，不同大小的分子分离。分子大小较大的分子先被淋洗出来，而分子大小较小的分子较晚被淋洗出来。
仪器组成
GPC 仪器主要由以下组件组成：
输液系统（柱塞泵）
进样器
色谱柱
检测系统（例如示差折光检测器、多波长紫外线、红外光谱）
数据采集与处理系统
载体和色谱柱
载体是 GPC 产生分离作用的关键。
GPC 载体的要求：
良好的化学稳定性和热稳定性
有一定的机械强度
不易变形
流动阻力小
对样品没有吸附作用
分离范围越大越好（取决于孔径分布）
粒度越小、越均匀，堆积越紧密，色谱柱分离效率越高
GPC 载体的种类：
交联聚苯乙烯凝胶
多孔性玻璃
聚乙酸乙烯酯凝胶和聚丙烯酰胺凝胶
木质素凝胶等
色谱柱性能评价参数
柱效率 N： 可用“理论塔板数” N 进行描述。计算方式如下：
```
N = 5.54(V / W)^2
```
其中：
V：淋洗体积
W：峰底宽
对于相同长度的色谱柱，N 值越大，意味着柱效率越高。
分离度 R：
```
R = (V2 - V1) / (W2 + W1) / 2
```
其中：
V1：样品 1 的淋洗体积
V2：样品 2 的淋洗体积
W1：峰 1 的峰底宽
W2：峰 2 的峰底宽
显然，如果两个样品完全分离，则 R 应等于或大于 1。如果 R 小于 1，则分离不完全。
聚合物分子量的测定
统计平均分子量计算公式：
```
Mv = (∑wiMi) / ∑wi
```
其中：
Mv：统计平均分子量
wi：第 i 种分子的重量分数
Mi：第 i 种分子的分子量
数均分子量：统计各分子出现的次数，以其出现的次数为权重。
重均分子量：统计各分子占有的质量，以其占有的质量为权重。
Z均分子量：统计各分子占有的水动力学体积，以其占有的体积为权重。
粘均分子量：通过稀溶液的粘度法测定所得的平均分子量。
分子量比较：根据不同的统计方法，可以得到不同的平均分子量，它们的关系通常为：
Mw > Mz > Mn > Mv
GPC谱图：
典型高分子的GPC谱图：
检测器信号H：与淋出液的浓度成正比；
保留体积（淋出体积）：分子尺寸的大小，Ve换算成分子量M，即为分子量分布曲线。
分子量－淋出体积标定曲线：
根据GPC分离机理，保留体积(或淋出体积)Ve与分子量之间存在线性关系：
logM＝A－BV
式中：A和B为常数，其值与溶质、溶剂、温度、载体及仪器结构有关，可由分子量－淋出体积曲线的直线段的截距和斜率求出。
首先测定一组分子量不同的单分散或窄分布样品（已用其它方法精确确定了分子量）的淋出体积和分子量的GPC谱图（图A），然后以logM对V作图得到反S形工作曲线（图B）。工作曲线中间的直线部分就是标定曲线。
已知分子量的窄分布样品的GPC谱图（左）；GPC的标准曲线（右）。
分子量－淋出体积普适标定曲线：
实际上，对大多数聚合物很难获得窄分布标准样品，由容易获得的阴离子聚合的聚苯乙烯(Mw/Mn<1.1)测得的校准曲线，也不能直接用于其他高分子，因为不同高分子尽管分子量相同，但体积却不一样。因而必须寻找一个分子结构参数代替分子量，希望用这一参数求出的标定关系对所有高分子普遍适用，称为普适标定。
根据爱因斯坦（Einstein）公式
和马克-昆（Mark-Houwink）公式
GPC普适校准曲线：
若已知一种聚合物的M，只须简单计算，就能得到同一保留体积的另一种聚合物的M。
式中K、α――对每一特定高分子－溶剂体系是常数。将此两式代入上式，并整理后得到
声明：投稿或转载请联系GO三思（kf01@ceshigo.com），如需转载请注明出处，并附有原文链接，谢谢！
