多檢測器GPC/SEC怎麼運作？

無論您的樣品是合成聚合物、天然材料（如多醣類）還是蛋白質、抗體或其他生物樣品，凝膠滲透 / 體積排阻色譜（GPC/SEC）都是表徵這些和其他類型大分子的理想技術。GPC/SEC分析提供的信息包括分子量（MW）、以流體力學半徑（Rh）和旋轉半徑（Rg）形式存在的分子尺寸、本體粘度（IV）、濃度、成分分析、支鏈數據以及其他參數。所獲得的數據取決於檢測器的組合，因為不同的檢測器組合提供不同的表徵信息。本文將分解OMNISEC和Viscotek TDA平台中的不同檢測器是如何協作提供樣品綜合表徵的。更多詳細信息（和方程式），請參閱我們關於多檢測器GPC/SEC原理的白皮書。

檢測器和分子參數關係如上圖所示。圖表從底部開始，以每個檢測器直接測量的樣品屬性為基礎，然後向上移動到根據觀察到的檢測器響應直接計算的值，最終在頂部以從直接計算的數據中推導出的信息結束。

最常見的四種完全配置多檢測器GPC/SEC系統的檢測器是差示折光率（RI）檢測器、光散射檢測器（RALS/LALS或MALS）、差示粘度計檢測器和紫外檢測器。這些檢測器對於樣品的具體特徵響應上圖底行中列出。RI檢測器對樣品溶液與空白溶劑之間的折射率變化有反應。光散射檢測器對樣品的分子量最為敏感，較大分子量的樣品會引發更強烈的響應。差示粘度計檢測器的信號基於樣品溶液與空白溶劑的溶液粘度差異。紫外檢測器的響應則基於樣品的吸收水平。不具有紫外光吸收的樣品沒有紫外信號。

所有GPC/SEC系統必須至少有一個濃度檢測器，無論是否存在其他檢測器。RI和紫外檢測器被視為濃度檢測器，因為它們的響應與樣品濃度直接成正比。大多數系統使用RI檢測器，因為並不是所有樣品都對紫外光有反應。通過了解樣品的dn/dc值，即折射率增量，可以從RI檢測器計算出每個數據片段的精確濃度。同樣地，如果使用紫外檢測器，了解樣品的dA/dc值（與其摩爾消光系數相關），將允許計算出每個數據片段的樣品濃度。利用RI和紫外檢測器，可以確定由兩個成分組成的樣品的成分。

知道每個記錄數據片段上的樣品精確濃度至關重要，因為這是確定分子量和本體粘度所需的兩個主要分子參數，這些參數包含在之前層次圖的直接計算中段。檢視上面列出的檢測器響應方程式揭示了為什麼樣品的濃度如此重要。如果我們專注於光散射方程式，檢測器輸出是觀察到的，K_LS代表通過分析狹窄標準品獲得的檢測器常數，分子量是未知的，dn/dc值是已知的，因為在RI檢測器的方程中使用來計算濃度，然後將其代入光散射方程，注射體積是已知的，因為它由使用者設置。這使分子量成為唯一的未知量。通過RI和光散射檢測器的組合，可以在每個數據片段上計算樣品的分子量。計算出的分子量然後積分在定義的樣品峰上，並根據每個部分的相對濃度計算分子量矩。

類似的過程發生在RI和粘度計檢測器中，以直接計算每個數據片段上的樣品IV，並產生一個加權平均IV值。

向上移動到層次圖的頂級，顯示樣品的分子量和IV可以結合起來，間接計算出提供樣品分子結構見解的參數。

樣品大小在尋找表徵數據時通常僅次於分子量，對所有類型樣品來說Rh是最佳選擇。值得注意的是，Rg可以從至少兩個角度的光散射檢測器和濃度檢測器計算（因此放在中間層），然而樣品需要足夠大才能表現出角度依賴性。許多樣品，包括蛋白質，並不夠大，因此無法計算這些樣品的Rg。相反，只要有來自濃度檢測器、光散射檢測器和粘度計檢測器的數據足以產生分子量和IV數據，即可計算Rh。Rh代表樣品所占據的理論球體的半徑，具有計算出的分子量和IV。由於IV以dL/g或體積除以質量描述，可以結合分子量質量項計算樣品的理論體積。使用基於(4/3)πr³的球體模型來確定r，最終是樣品的Rh。

Mark-Houwink (MH) 參數是從MH圖中計算的，該圖將樣品的IV與其分子量對比，以提供兩者之間關係的可視化表示。這些MH圖使用三個檢測器所獲得的數據（濃度、光散射和粘度計），可以展示單一樣品的分子結構變化或突出多個樣品之間的差異。這些圖的一個常見用途是用來識別和量化樣品分布中的支鏈程度。

多檢測器GPC/SEC分析通過使用測量不同分子參數的一系列檢測器，提供關於樣品各個方面的一系列表徵數據。在所有檢測器共同運作的情況下，結果是比單檢測器系統可以獲得更多的數據集合。通過個別檢測器的直接測量某些參數可以直接計算，然後軟件可以進一步獲得額外的間接計算數據，最終提供的資訊可以深入了解樣品結構。所有這些都來自單一注入樣品！

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