引言

凝膠滲透色譜（GPC）與靜態(tài)光散射（SLS）相結(jié)合，是一種相當(dāng)先進(jìn)且強(qiáng)大的技術(shù)，能夠無需依賴傳統(tǒng)的柱校準(zhǔn)即可得到絕對(duì)分子量值。在 GPC-SLS 技術(shù)中，定量評(píng)估的是信號(hào)強(qiáng)度而不是洗脫時(shí)間。此外，與聚合物標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)不同，要準(zhǔn)確解讀光散射信號(hào)，需要知道樣品的準(zhǔn)確濃度、進(jìn)樣體積及準(zhǔn)確質(zhì)量等信息。

目標(biāo)

定量展示進(jìn)樣量對(duì)通過 GPC-LS 測(cè)量分子量的影響。進(jìn)樣量同時(shí)受樣品濃度和進(jìn)樣體積誤差的影響。

1) 在標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)中，使用多個(gè)聚合物標(biāo)準(zhǔn)樣品對(duì) GPC 儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，并構(gòu)建校準(zhǔn)曲線。通過觀察未知樣品的洗脫體積并使用校準(zhǔn)曲線，可以獲得未知樣品的分子量。值得注意的是，只要校準(zhǔn)所用的標(biāo)準(zhǔn)樣品的實(shí)際濃度和進(jìn)樣體積不導(dǎo)致形成假峰，其具體數(shù)值并不重要。

2) 在通用校準(zhǔn)中，使用具有已知分子量的多個(gè)聚合物標(biāo)準(zhǔn)樣品對(duì)GPC儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。通過繪制已知分子量乘以標(biāo)準(zhǔn)樣品特性粘數(shù)的對(duì)數(shù)作為洗脫體積的函數(shù)，來構(gòu)建色譜柱的校準(zhǔn)曲線。通過觀察未知樣品的洗脫體積與特性粘數(shù)的乘積，并使用校準(zhǔn)曲線，可以獲得未知樣品的分子量。

3) 在 GPC-SLS 中，定量評(píng)估的是信號(hào)強(qiáng)度而不是洗脫時(shí)間。與標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)不同，為準(zhǔn)確解讀光散射信號(hào)，需要知道樣品的準(zhǔn)確濃度和進(jìn)樣體積等信息，也就意味著要準(zhǔn)確掌握進(jìn)樣量。

如果定量環(huán)體積設(shè)置錯(cuò)誤，實(shí)際進(jìn)樣體積可能存在顯著誤差。同時(shí)，實(shí)際進(jìn)樣濃度也可能因制樣不夠細(xì)心而發(fā)生變化。幸運(yùn)的是，一旦意識(shí)到這些問題，兩者都很容易解決，從而提升系統(tǒng)性能。本文討論了這種敏感性的程度及其對(duì)分子量測(cè)量的影響。

實(shí)驗(yàn)

分析方式

對(duì)所得數(shù)據(jù)有三種分析方式，可根據(jù)樣品的已知信息進(jìn)行選擇。對(duì)于未知樣品，可能有兩個(gè)已知參數(shù)：進(jìn)樣量和樣品的 dn/dc 值。以下列出三種可能的情況：

光散射計(jì)算

計(jì)算分子量（及 SLS 校準(zhǔn)）時(shí)通常通過 Zimm 方程對(duì)光散射數(shù)據(jù)進(jìn)行分析：

其中，K 為德拜常數(shù)，是聚合物/溶劑體系的一個(gè)常數(shù)。對(duì)于垂直偏振的光，

其中 n 為溶劑折光率，N 為阿伏伽德羅常數(shù)，λ 為激光波長(zhǎng)。c 為聚合物濃度，在制備樣品溶液時(shí)精確確定，ΔR 表示溶液的散射光強(qiáng)與純?nèi)軇┥⑸涔鈴?qiáng)的差值，可通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量。為了得到分子量，必須知道色譜圖中每一部分的 dn/dc 值和濃度。

示例計(jì)算

以下展示了進(jìn)樣體積變化的影響示例。數(shù)據(jù)使用 ParSEC 軟件采集，并以三種方式進(jìn)行分析。第一種是將進(jìn)樣體積設(shè)置為比實(shí)際值低 1%；第二種是使用正確的進(jìn)樣體積（與校準(zhǔn)所用相同），即100 μL；第三種是將進(jìn)樣體積設(shè)置為比實(shí)際值高 1%，即101 μL。分析在已知濃度但 dn/dc 值未知的情況下進(jìn)行。從分析結(jié)果來看，得到的分子量也變化了約 1%，這說明了進(jìn)樣體積變化的影響。

不確定度計(jì)算結(jié)果

結(jié)果與討論

結(jié)論

可重復(fù)的進(jìn)樣量對(duì)于 GPC-LS 技術(shù)的成功應(yīng)用至關(guān)重要。

分析方法選擇

如果進(jìn)樣器的重復(fù)性不優(yōu)于 2%，最好選擇已知 dn/dc 值但未知進(jìn)樣量（濃度和進(jìn)樣體積）的分析方法，其他選擇則不適用。

進(jìn)樣器性能指標(biāo)

在分析 dn/dc 值未知的樣品時(shí)（這是最常見的情況），進(jìn)樣器的重復(fù)性應(yīng)優(yōu)于 1%。這一指標(biāo)很容易達(dá)到。

樣品濃度性能指標(biāo)

在分析 dn/dc 值未知的樣品時(shí)（這是最常見的情況），樣品濃度的準(zhǔn)確度應(yīng)優(yōu)于 1%。這一指標(biāo)也很容易達(dá)到。