胶渗透色谱系统的基本原理与分离机制

2025年05月15日 10:18 来源：上海科哲生化科技有限公司

　　胶渗透色谱系统是一种基于分子尺寸差异进行分离和分析的技术。它广泛应用于高分子化学、生物化学、制药等领域，用于测定聚合物的分子量分布、蛋白质的纯化以及天然产物的分析。

　　2.基本原理

　　胶渗透色谱系统的核心原理是基于不同尺寸的分子在固定相（多孔凝胶或树脂）中的渗透行为差异进行分离。其分离过程不依赖于样品分子与固定相之间的化学相互作用（如吸附或分配），而是取决于分子的流体力学体积（即分子在溶液中的有效尺寸）。

　　2.1固定相与流动相

　　-固定相：通常由多孔凝胶或交联聚合物颗粒组成，孔径大小经过精确控制。常见的固定相材料包括交联葡聚糖（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）。

　　-流动相：通常为有机溶剂（如THF、DMF）或缓冲溶液（如PBS），其选择取决于样品的溶解性和分析需求。

　　2.2分离机制

　　当样品溶液流经色谱柱时，不同大小的分子表现出不同的渗透行为：

　　1.大分子：由于体积较大，无法进入固定相的孔隙，只能通过颗粒间的空隙快速流出，因此保留时间较短。

　　2.中等分子：部分进入孔隙，受到一定阻碍，保留时间适中。

　　3.小分子：能够自由进出固定相的孔隙，在柱内停留时间最长，最后被洗脱出来。

　　因此，胶渗透色谱的洗脱顺序是：大分子先流出，小分子后流出，这与传统的吸附色谱（如反相色谱）不同。

　　3.胶渗透色谱的分离机制

　　3.1分子筛效应

　　胶渗透色谱的主要分离机制是“分子筛效应”，即固定相的孔径分布决定了不同尺寸分子的渗透能力。理想情况下，分子在色谱柱中的保留时间仅由其尺寸决定，而不受化学性质影响。

　　3.2影响因素

　　尽管GPC主要基于尺寸排阻，但实际分离过程可能受以下因素影响：

　　-分子形状：线性分子比支化或球形分子更容易进入孔隙，导致保留时间不同。

　　-溶剂效应：某些溶剂可能改变固定相或样品的溶胀状态，影响分离。

　　-非尺寸排阻作用：如静电相互作用（离子交换效应）或疏水作用可能干扰分离，需通过调整流动相pH或离子强度来抑制。

　　4.胶渗透色谱的应用

　　4.1高分子分子量测定

　　GPC是测定聚合物分子量及其分布的常用方法。通过与光散射检测器或粘度计联用，可得到绝对分子量信息。

　　4.2生物大分子纯化

　　在蛋白质、核酸等生物大分子的分离纯化中，GPC可用于去除小分子杂质或按尺寸分级。

　　4.3天然产物分析

　　GPC可用于多糖、脂质体等天然产物的分离和分子量表征。

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