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凝膠色譜儀(Gel Permeation Chromatography，GPC)，又稱尺寸排阻色譜儀，是一種基于分子尺寸差異進(jìn)行分離分析的色譜技術(shù)。其工作原理主要依賴于凝膠色譜柱內(nèi)填充的多孔性凝膠介質(zhì)。
當(dāng)樣品溶液進(jìn)入凝膠色譜柱時(shí)，不同尺寸大小的分子在柱內(nèi)的移動(dòng)路徑和保留時(shí)間存在顯著差異。凝膠介質(zhì)具有許多不同孔徑的孔洞，這些孔洞就像一個(gè)個(gè)分子篩。較大的分子由于無(wú)法進(jìn)入凝膠顆粒內(nèi)部的孔洞，只能在凝膠顆粒之間的間隙中流動(dòng)，其流動(dòng)路徑相對(duì)較短，在色譜柱中的停留時(shí)間較短，會(huì)率先從色譜柱中流出。而較小的分子則能夠進(jìn)入凝膠顆粒內(nèi)部的孔洞，它們?cè)谥鶅?nèi)的流動(dòng)路徑變得曲折且漫長(zhǎng)，需要花費(fèi)更多的時(shí)間才能從色譜柱中流出。通過(guò)這種基于分子尺寸的分離機(jī)制，不同分子量的化合物得以按照從大到小的順序依次被分離并檢測(cè)出來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜樣品中各組分分子量分布的分析與測(cè)定。
例如，在一個(gè)含有高分子聚合物、低聚物和小分子雜質(zhì)的混合樣品中，高分子聚合物由于體積較大，只能沿著凝膠顆粒間的空隙快速通過(guò)色譜柱；低聚物分子較小，部分可以進(jìn)入凝膠孔洞，路徑變長(zhǎng)；而小分子雜質(zhì)則能深入凝膠內(nèi)部孔洞，路徑長(zhǎng)。這樣在檢測(cè)器端就能依次檢測(cè)到高分子聚合物、低聚物和小分子雜質(zhì)，根據(jù)它們的保留時(shí)間與已知分子量標(biāo)準(zhǔn)品的保留時(shí)間對(duì)比，就可以確定樣品中各組分的分子量信息。
凝膠色譜儀優(yōu)點(diǎn)：
(一)分離效果好
能夠依據(jù)分子尺寸的差異對(duì)復(fù)雜混合物進(jìn)行分離。無(wú)論是生物大分子如蛋白質(zhì)、核酸等，還是合成高分子材料如聚合物等，只要它們的分子尺寸不同，就有機(jī)會(huì)在該儀器下得到良好的分離效果。對(duì)于分子量分布較寬的樣品，它可以將不同分子量的組分清晰地分開(kāi)，為后續(xù)的成分分析、結(jié)構(gòu)研究等提供了純凈的單一組分或相對(duì)簡(jiǎn)單的混合物組分，有助于提高分析的準(zhǔn)確性和可靠性。
(二)適用范圍廣
其應(yīng)用范圍涵蓋了多個(gè)領(lǐng)域。在生物化學(xué)領(lǐng)域，可用于蛋白質(zhì)、多糖等生物大分子的分子量測(cè)定、純度分析以及復(fù)合物的分離研究等。在高分子化學(xué)中，能有效分析聚合物的分子量分布、支化情況等關(guān)鍵參數(shù)，幫助科研人員了解聚合物的性能與結(jié)構(gòu)關(guān)系，指導(dǎo)聚合物的合成與加工。在藥物研發(fā)方面，可對(duì)藥物分子及其雜質(zhì)、藥物載體等進(jìn)行分離分析，確保藥物質(zhì)量與安全性。此外，在食品科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用，例如分析食品中的大分子營(yíng)養(yǎng)成分、環(huán)境中的高分子污染物等。
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