凝膠滲透色譜與多角度激光光散射聯用儀(GPC-MALLS)的使用和維護

陳健英　周秋璇　胡麗華

(蘇州大學分析測試中心，蘇州 215123)

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凝膠滲透色譜與多角度激光光散射聯用儀(GPC-MALLS)的使用和維護

陳健英周秋璇胡麗華

(蘇州大學分析測試中心，蘇州 215123)

摘要：光散射與凝膠滲透色譜聯用技術在高分子分析領域應用日益廣泛，本文結合實際工作經驗，介紹了儀器使用和日常維護中應注意的問題，以達到延長儀器使用壽命的目的。

關鍵詞：多角度激光光散射儀；凝膠滲透色譜儀；使用;維護

近年來，光散射技術在高分子分析領域的應用得到了快速發展，不僅能夠測得大分子的重均絕對分子量、分子旋轉半徑與第二維利系數，將光散射技術與凝膠滲透分析技術(GPC-MALLS)聯用，還可測得分子量分布[1-3]。目前，GPC-MALLS聯用技術已成為測定聚合物分子量一種非常有效的工具，該技術測定分子量時受聚合物結構及分子量的限制較小，操作非常簡單，有較高的精度。與傳統GPC相比，無需標樣校正，無需建立標準曲線，能直接測出絕對分子量及其分布，因而受到越來越多的關注。我們實驗室根據實際情況配備了Model 500紫外檢測器，美國Wyatt公司DAWN HELEOS-Ⅱ光散射檢測器，Optilab T-rEX示差檢測器和ViscoStar-Ⅱ粘度檢測器，以及Waters公司的1515單元泵和2707自動進樣器，組合成GPC-MALLS聯用系統。本文參照儀器說明書，結合實際操作經驗，簡單介紹GPC-MALLS聯用儀的使用與日常維護的一些心得體會，供同行們參考。

1實驗室基本要求

儀器對溫度、濕度、電源等有一定的要求。室溫壓要控制在20～25 °C，濕度不大于85%，儀器周圍不能有強烈的機械振動、電磁波、強磁場等干擾源；室內要有良好的通風設備。電源最好要有穩壓電源供電，且有良好的接地措施。

2測試前準備工作

2.1　流動相要求

由于儀器流路系統和流通池管路直徑較小，微粒和粉塵會導致流路堵塞和柱污染，流動相需要經過嚴格的過濾，流動相盡量使用HPLC等級溶劑，一般采用孔徑為0.45 μm的微

孔濾膜過濾2~3次，并盡量使用柱前在線過濾器。

流動相液體內都會溶解一定量的氧氣，氣體進入流路后，會影響流量的穩定性，也會在色譜圖上出現尖銳的峰，影響測試結果的準確性，所以流動相需要先超聲脫氣，條件許可的話，使用在線脫氣機。

2.2　平衡儀器系統和色譜柱

在進樣之前要充分平衡儀器系統和GPC色譜柱，最好以較小的流速例如0.1 mL/min過夜。待基線穩定后，才可進樣。

3樣品測試

3.1　光散射儀器校正

光散射檢測器使用時，需要把90°的原始電壓值轉換為散射光強度，需用甲苯校正儀器常數[4]。把過濾后的色譜純甲苯注入光散射檢測器流通池，ASTRA軟件自動計算儀器常數。正常狀態下，大約1年做一次儀器校正，長時間不用或者儀器經過維修以后最好也做一下儀器校正。

3.2　折光指數增量dn/dc的測定

稱取一定量的樣品配成溶液，用相應的溶劑稀釋后，配制成不同濃度的溶液，然后將溶液按濃度從稀到高的順序注入樣品池中，進行測量和數據的收集，用ASTRA軟件處理相應的數據，得到樣品的dn/dc值。聯機模式下，重均分子量隨dn/dc值的增加而減少，因而dn/dc值的正確測量非常重要，會影響重均分子量的測試結果，dn/dc值10%的誤差將引起分子量計算的10%的誤差。在dn/dc值的測試過程中應盡量避免和減少各種原因造成的誤差，通常要測試2次以上，以保證數據的重復性。

聯機模式下，ASTRA軟件也能在線檢測估算dn/dc，但是其前提是樣品經過GPC色譜柱后100%被洗脫出來。相對來說，單機測定dn/dc更精確，但如果樣品量較少，聯機模式下估算dn/dc也是一個很實用的方法。

3.3　樣品測試

GPC-MALLS聯用時，首先需要檢查儀器工作是否正常，還需要使用一個單分散的標樣來測定歸一化系數、延時體積等儀器常數，并把它作為一個模板測定其它待測樣品。同時，單分散的標樣的測定也可以檢驗儀器是否正常工作，排除儀器潛在問題。

當樣品的分子量較小或溶液折光指數增量dn/dc值較小時，散射光強度較弱，受噪音干擾大，與之對應的激光信號也較弱，會導致測試結果誤差增大，可以適當增大進樣量或者提高樣品濃度來提高散射光強度。

4GPC-MALLS聯用儀的日常維護及管理

儀器必須由專人管理及維護，并建立專門的技術檔案。上機操作人員必須經過專門培訓，充分了解儀器后，經上機考核合格后才能操作使用。在使用過程中，操作人員應嚴格遵守操作規程。當儀器出現故障時，需先退出檢測狀態，并及時向儀器負責人報告，查明故障原因，及時修理。

平時要注意保持儀器室整潔，保持儀器外殼干凈，儀器風扇處空氣過濾網需要定時清洗。儀器要定時開機，避免電器元件因為潮濕出現故障。

4.1　流動相置換

有機相與水相體系置換時需要溶劑逐漸過渡，先用與流動相互溶的溶劑進行沖洗，一般按照以下步驟進行：四氫呋喃、無水乙醇或者甲醇、純水、 水相緩沖液，嚴禁直接從有機相置換成水相緩沖液，可能會導致儀器流路系統和流通池管路堵塞。沖洗時間一定要足夠，每換一種液體，需要在1.0 mL/min的流速下沖洗30 min以上。

4.2　檢測器維護

紫外和激光光散射檢測器的光源都有一定的壽命，控制好檢測器的開關時間。在進樣前30 min打開紫外檢測器，激光檢測器處于“Laser on”狀態。檢測完畢，應立即關閉紫外和激光光散射檢測器。

要注意示差檢測器的光強度，更換溶劑時，光強度會發生顯著變化，需Purge on/off進行多次切換，如果仍顯示low Light，也可使用“Optimize LED Power”進行優化。

粘度檢測器流通池也容易堵塞，當Diagnostics不在normal狀態時，需要以較小的流速，IP 和DP 都處于purge狀態，直至沖洗至Diagnostics處于normal狀態，然后再逐步提高流速，逐步purge IP 和DP ，最終達到測定樣品所需的流速。

參考文獻

[1] 程廣文，范曉東，周志勇, 等.凝膠滲透色譜-多角度激光散射測定聚乙二醇分子量[J]. 高分子材料科學與工程，2008，24(10)：127-130.

[2] 劉紅妮，陳曼，楊彩寧，等. GPC-MALLS技術測定PAMMO的分子量及分子量分布[J]. 分析測試技術與儀器，2010，16(3)：27-31.

[3] 施良和．凝膠色譜法. 北京：科學出版社，1985：80-91．

[4] 懷雅特(Wyatt)光散射儀使用說明書.

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

作者簡介：陳健英，女，1976年出生，實驗師，主要從事凝膠色譜和X衍射分析工作，E-mail:chenjianying@suda.edu.cn。