膠滲透色譜系統是一種基于分子尺寸差異進行分離和分析的技術。它廣泛應用于高分子化學、生物化學、制藥等領域，用于測定聚合物的分子量分布、蛋白質的純化以及天然產物的分析。
2.基本原理
膠滲透色譜系統的核心原理是基于不同尺寸的分子在固定相（多孔凝膠或樹脂）中的滲透行為差異進行分離。其分離過程不依賴于樣品分子與固定相之間的化學相互作用（如吸附或分配），而是取決于分子的流體力學體積（即分子在溶液中的有效尺寸）。
2.1固定相與流動相
-固定相：通常由多孔凝膠或交聯聚合物顆粒組成，孔徑大小經過精確控制。常見的固定相材料包括交聯葡聚糖（如Sephadex）、聚丙烯酰胺（如Bio-GelP）和苯乙烯-二乙烯基苯共聚物（如PS-DVB）。
-流動相：通常為有機溶劑（如THF、DMF）或緩沖溶液（如PBS），其選擇取決于樣品的溶解性和分析需求。
2.2分離機制
當樣品溶液流經色譜柱時，不同大小的分子表現出不同的滲透行為：
1.大分子：由于體積較大，無法進入固定相的孔隙，只能通過顆粒間的空隙快速流出，因此保留時間較短。
2.中等分子：部分進入孔隙，受到一定阻礙，保留時間適中。
3.小分子：能夠自由進出固定相的孔隙，在柱內停留時間最長，最后被洗脫出來。
因此，膠滲透色譜的洗脫順序是：大分子先流出，小分子后流出，這與傳統的吸附色譜（如反相色譜）不同。
3.膠滲透色譜的分離機制
3.1分子篩效應
膠滲透色譜的主要分離機制是“分子篩效應”，即固定相的孔徑分布決定了不同尺寸分子的滲透能力。理想情況下，分子在色譜柱中的保留時間僅由其尺寸決定，而不受化學性質影響。
3.2影響因素
盡管GPC主要基于尺寸排阻，但實際分離過程可能受以下因素影響：
-分子形狀：線性分子比支化或球形分子更容易進入孔隙，導致保留時間不同。
-溶劑效應：某些溶劑可能改變固定相或樣品的溶脹狀態，影響分離。
-非尺寸排阻作用：如靜電相互作用（離子交換效應）或疏水作用可能干擾分離，需通過調整流動相pH或離子強度來抑制。
4.膠滲透色譜的應用
4.1高分子分子量測定
GPC是測定聚合物分子量及其分布的常用方法。通過與光散射檢測器或粘度計聯用，可得到絕對分子量信息。
4.2生物大分子純化
在蛋白質、核酸等生物大分子的分離純化中，GPC可用于去除小分子雜質或按尺寸分級。
4.3天然產物分析
GPC可用于多糖、脂質體等天然產物的分離和分子量表征。
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