在凝胶渗透色谱法应用中正确选择检测器的重要性

Stephen Ball 0 2020-09-09

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马尔文Viscotek TDAmax 利用多检测仪组合GPC/SEC 系统分析以提高实验效率并最大化信息流

　　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。

　　马尔文Viscotek TDAmax 利用多检测仪组合GPC/SEC 系统分析以提高实验效率并最大化信息流

　　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)。

　　上述仪器各有优势，本文不一一展开论述，但我们需要了解的关键是它们各自的特点?对大分子而言(>12nm)，其产生的散射光强度的变化与入射光线角度呈函数关系。得到分子量的数学方法是利用入射光线在0o时的散射光强度通过锐利散射方程得到分子量，而0度角的散射光是无法直接测量的，因此人们开发了专门针对检测这些大分子的方法。

　　LALS检测仪以非常接近入射光线的角度进行测量，从而无需另行外推计算。MALS 检测仪则进行多个角度的测量，并利用测量结果外推得到0o时的散射光强度。将各种技术放在一起探讨已成为行业的一种趋势和偏好，例如，SEC-MALS已成为蛋白质表征的标准方法，而RALS则被认为是基于分子大小的蛋白质表征的最佳选择。

　　动态光散射技术(DLS)进一步丰富了光散射检测仪的选择范围，它是一种广泛应用的测定纳米级粒径范围的粒度测量手段，对某些GPC/SEC用户非常有效。该技术的主要应用领域是蛋白质分析，它可以对流体力学分子半径进行精确测量。DLS检测仪同时还能进行静态光散射测量，由此开启了进行分子量测量的可能。

　　最后还有一种同样重要的技术可供选择，就是基于紫外光技术的单波长或多波长检测仪。对于含有染色体的样品来说，单波长紫外光检测仪是更精确的测量方法，用以替代RI (折射系数) 检测仪对浓度进行测量。不过它可与RI检测仪相结合来确定各流出组分中特定成分的比例，这对于评单体浓度具有极高的价值。PDA检测器测量多波长的能力则进一步拓展了检测仪的灵活性和功能性。

　　本文是对当前GPC/SEC技术的简单总结，其中有两点笔者认为对于优化检测仪的应用非常重要。首先应当认识到，检测器技术的发展对GPC/SEC潜在价值所带来的影响至关重要;其次，要选择适合公司应用的检测仪组合，很重要的一点是要获得一些技术认知并采用符合逻辑的选择方法。在GPC/SEC的这一方面树立正确的观点，是对今后改善长期检测效率和以最经济的方式进行数据采集的关键。

内容来源：马尔文

责任编辑：展源

审　　核：何发