凝胶渗透色谱与多角度激光光散射联用仪(GPC-MALLS)的使用和维护

陈健英　周秋璇　胡丽华

(苏州大学分析测试中心，苏州 215123)



凝胶渗透色谱与多角度激光光散射联用仪(GPC-MALLS)的使用和维护

陈健英周秋璇胡丽华

(苏州大学分析测试中心，苏州 215123)

摘要：光散射与凝胶渗透色谱联用技术在高分子分析领域应用日益广泛，本文结合实际工作经验，介绍了仪器使用和日常维护中应注意的问题，以达到延长仪器使用寿命的目的。

关键词：多角度激光光散射仪；凝胶渗透色谱仪；使用;维护

近年来，光散射技术在高分子分析领域的应用得到了快速发展，不仅能够测得大分子的重均绝对分子量、分子旋转半径与第二维利系数，将光散射技术与凝胶渗透分析技术(GPC-MALLS)联用，还可测得分子量分布[1-3]。目前，GPC-MALLS联用技术已成为测定聚合物分子量一种非常有效的工具，该技术测定分子量时受聚合物结构及分子量的限制较小，操作非常简单，有较高的精度。与传统GPC相比，无需标样校正，无需建立标准曲线，能直接测出绝对分子量及其分布，因而受到越来越多的关注。我们实验室根据实际情况配备了Model 500紫外检测器，美国Wyatt公司DAWN HELEOS-Ⅱ光散射检测器，Optilab T-rEX示差检测器和ViscoStar-Ⅱ粘度检测器，以及Waters公司的1515单元泵和2707自动进样器，组合成GPC-MALLS联用系统。本文参照仪器说明书，结合实际操作经验，简单介绍GPC-MALLS联用仪的使用与日常维护的一些心得体会，供同行们参考。

1实验室基本要求

仪器对温度、湿度、电源等有一定的要求。室温压要控制在20～25 °C，湿度不大于85%，仪器周围不能有强烈的机械振动、电磁波、强磁场等干扰源；室内要有良好的通风设备。电源最好要有稳压电源供电，且有良好的接地措施。

2测试前准备工作

2.1　流动相要求

由于仪器流路系统和流通池管路直径较小，微粒和粉尘会导致流路堵塞和柱污染，流动相需要经过严格的过滤，流动相尽量使用HPLC等级溶剂，一般采用孔径为0.45 μm的微

孔滤膜过滤2~3次，并尽量使用柱前在线过滤器。

流动相液体内都会溶解一定量的氧气，气体进入流路后，会影响流量的稳定性，也会在色谱图上出现尖锐的峰，影响测试结果的准确性，所以流动相需要先超声脱气，条件许可的话，使用在线脱气机。

2.2　平衡仪器系统和色谱柱

在进样之前要充分平衡仪器系统和GPC色谱柱，最好以较小的流速例如0.1 mL/min过夜。待基线稳定后，才可进样。

3样品测试

3.1　光散射仪器校正

光散射检测器使用时，需要把90°的原始电压值转换为散射光强度，需用甲苯校正仪器常数[4]。把过滤后的色谱纯甲苯注入光散射检测器流通池，ASTRA软件自动计算仪器常数。正常状态下，大约1年做一次仪器校正，长时间不用或者仪器经过维修以后最好也做一下仪器校正。

3.2　折光指数增量dn/dc的测定

称取一定量的样品配成溶液，用相应的溶剂稀释后，配制成不同浓度的溶液，然后将溶液按浓度从稀到高的顺序注入样品池中，进行测量和数据的收集，用ASTRA软件处理相应的数据，得到样品的dn/dc值。联机模式下，重均分子量随dn/dc值的增加而减少，因而dn/dc值的正确测量非常重要，会影响重均分子量的测试结果，dn/dc值10%的误差将引起分子量计算的10%的误差。在dn/dc值的测试过程中应尽量避免和减少各种原因造成的误差，通常要测试2次以上，以保证数据的重复性。

联机模式下，ASTRA软件也能在线检测估算dn/dc，但是其前提是样品经过GPC色谱柱后100%被洗脱出来。相对来说，单机测定dn/dc更精确，但如果样品量较少，联机模式下估算dn/dc也是一个很实用的方法。

3.3　样品测试

GPC-MALLS联用时，首先需要检查仪器工作是否正常，还需要使用一个单分散的标样来测定归一化系数、延时体积等仪器常数，并把它作为一个模板测定其它待测样品。同时，单分散的标样的测定也可以检验仪器是否正常工作，排除仪器潜在问题。

当样品的分子量较小或溶液折光指数增量dn/dc值较小时，散射光强度较弱，受噪音干扰大，与之对应的激光信号也较弱，会导致测试结果误差增大，可以适当增大进样量或者提高样品浓度来提高散射光强度。

4GPC-MALLS联用仪的日常维护及管理

仪器必须由专人管理及维护，并建立专门的技术档案。上机操作人员必须经过专门培训，充分了解仪器后，经上机考核合格后才能操作使用。在使用过程中，操作人员应严格遵守操作规程。当仪器出现故障时，需先退出检测状态，并及时向仪器负责人报告，查明故障原因，及时修理。

平时要注意保持仪器室整洁，保持仪器外壳干净，仪器风扇处空气过滤网需要定时清洗。仪器要定时开机，避免电器元件因为潮湿出现故障。

4.1　流动相置换

有机相与水相体系置换时需要溶剂逐渐过渡，先用与流动相互溶的溶剂进行冲洗，一般按照以下步骤进行：四氢呋喃、无水乙醇或者甲醇、纯水、 水相缓冲液，严禁直接从有机相置换成水相缓冲液，可能会导致仪器流路系统和流通池管路堵塞。冲洗时间一定要足够，每换一种液体，需要在1.0 mL/min的流速下冲洗30 min以上。

4.2　检测器维护

紫外和激光光散射检测器的光源都有一定的寿命，控制好检测器的开关时间。在进样前30 min打开紫外检测器，激光检测器处于“Laser on”状态。检测完毕，应立即关闭紫外和激光光散射检测器。

要注意示差检测器的光强度，更换溶剂时，光强度会发生显著变化，需Purge on/off进行多次切换，如果仍显示low Light，也可使用“Optimize LED Power”进行优化。

粘度检测器流通池也容易堵塞，当Diagnostics不在normal状态时，需要以较小的流速，IP 和DP 都处于purge状态，直至冲洗至Diagnostics处于normal状态，然后再逐步提高流速，逐步purge IP 和DP ，最终达到测定样品所需的流速。

参考文献

[1] 程广文，范晓东，周志勇, 等.凝胶渗透色谱-多角度激光散射测定聚乙二醇分子量[J]. 高分子材料科学与工程，2008，24(10)：127-130.

[2] 刘红妮，陈曼，杨彩宁，等. GPC-MALLS技术测定PAMMO的分子量及分子量分布[J]. 分析测试技术与仪器，2010，16(3)：27-31.

[3] 施良和．凝胶色谱法. 北京：科学出版社，1985：80-91．

[4] 怀雅特(Wyatt)光散射仪使用说明书.

Application and maintenance of gel permeation chromatograph coupled with multiangle laser light scattering (GPC-MALLS).

ChenJianying,ZhouQiuxuan,HuLihua

(AnalysisandTestingCenterofSoochowUniversity,Suzhou215123,China)

Abstract:GPC-MALLS is widely used in the field of polymer analysis. Combined our experiences, some problems like daily maintenance were introduced to achieve the objective of extending the life of the instrument.

Key words：MALLS; GPC; application

收稿日期：2014-10-23

DOI:10.3936/j.issn.1001-232x.2015.02.021

作者简介：陈健英，女，1976年出生，实验师，主要从事凝胶色谱和X衍射分析工作，E-mail:chenjianying@suda.edu.cn。