GPC/SEC Theory and Background
Příručky | 2023 | Agilent TechnologiesInstrumentace
Gel permeation chromatography / size exclusion chromatography (GPC/SEC) představuje klíčovou metodu pro kvantitativní stanovení molárních hmotností a jejich rozdělení u polymerů, biopolymerů a proteinů. Znalost molárních hmotnostních průměrů a distribuce je nezbytná pro kontrolu kvality, vývoj nových materiálů i regulatorní schvalování produktů.
Cílem eBooku je poskytnout ucelený přehled teorie GPC/SEC a praktického pozadí techniky. Obsah je rozdělen do pěti hlavních kapitol:
Pro separaci molekul dle hydrodynamického objemu se využívají:
Analýza GPC/SEC zahrnuje:
GPC/SEC je široce využívána v kontrole kvality polymerních výrobků, v výzkumu nových materiálů i v farmaceutické či potravinářské oblasti. Umožňuje rychlé a opakovatelné měření molárních vlastností s možností sledovat vliv syntetických podmínek na distribuci řetězců a připravit podklady pro optimalizaci procesů.
Vývoj směřuje k většímu zapojení multimodálních detekčních systémů, zlepšení kolonních materiálů a integraci metod oborového výzkumu, např.:
GPC/SEC představuje robustní a univerzální přístup pro stanovení molárních hmotnostních charakteristik makromolekul. Dodržení správné kalibrace, fit-funkcí, kontroly preciznosti a vyčíslení nejistoty zásadně zvyšuje spolehlivost výsledků a podporuje jejich srovnávání napříč laboratořemi i výrobními sériemi.
GPC/SEC
ZaměřeníVýrobceAgilent Technologies
Souhrn
Význam tématu
Gel permeation chromatography / size exclusion chromatography (GPC/SEC) představuje klíčovou metodu pro kvantitativní stanovení molárních hmotností a jejich rozdělení u polymerů, biopolymerů a proteinů. Znalost molárních hmotnostních průměrů a distribuce je nezbytná pro kontrolu kvality, vývoj nových materiálů i regulatorní schvalování produktů.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem eBooku je poskytnout ucelený přehled teorie GPC/SEC a praktického pozadí techniky. Obsah je rozdělen do pěti hlavních kapitol:
- Vysvětlení molárních hmotnostních průměrů (Mn, Mw, Mz) a jejich významu
- Převod chromatogramu na molární hmotnostní distribuci (MMD)
- Metody kalibrace GPC/SEC systému
- Hodnocení přesnosti a preciznosti měření
- Určení nejistoty výsledků a spolehlivosti dat
Použitá metodika a instrumentace
Pro separaci molekul dle hydrodynamického objemu se využívají:
- Standardní HPLC pumpy s plynulým a přesným průtokem
- Vysokorozlišovací GPC/SEC kolony (jedno- i vícejádrové porozity)
- Snímací systémy: refrakční index (RI), UV/vis, ELSD, případně on-line multi-úhlové nebo pravoúhlé laserové rozptylové detektory (MALS, RALS), viskometrické detektory
- Softwarové moduly pro automatickou kalibraci, výpočet molárních průměrů, distribuce a nejistot
Hlavní výsledky a diskuse
Analýza GPC/SEC zahrnuje:
- Mn, Mw, Mz a index polydisperzity (PDI = Mw/Mn) jako charakteristiky polymerních vzorků
- Převod chromatogramu na diferenciální distribuci w(log M) pomocí kalibrační křivky a korekce s její derivací
- Různé přístupy ke kalibraci: úzké distribuční standardy, široké standardy, kumulativní kalibrace, univerzální kalibrace (Mark-Houwink) i kalibrace s viskometrem či světelným rozptylem
- Optimalizace fit-funkcí pro kalibrační křivku (polynomy 3.–7. řádu, speciální polynomy) s důrazem na stabilní první derivaci
- Hodnocení přesnosti (accuracy) a preciznosti (repeatability, reproducibility): typické krátkodobé odchylky Mw ≤ 2 %, Mn ≤ 3 %; mezilaboratorní odchylky 10–20 %
- Stanovení nejistoty výsledků metodou šíření chyb, výpočet jednotlivých přispěvatelů (stabilita průtoku, šum detektoru, teplota, kalibrace)
Přínosy a praktické využití metody
GPC/SEC je široce využívána v kontrole kvality polymerních výrobků, v výzkumu nových materiálů i v farmaceutické či potravinářské oblasti. Umožňuje rychlé a opakovatelné měření molárních vlastností s možností sledovat vliv syntetických podmínek na distribuci řetězců a připravit podklady pro optimalizaci procesů.
Budoucí trendy a možnosti využití
Vývoj směřuje k většímu zapojení multimodálních detekčních systémů, zlepšení kolonních materiálů a integraci metod oborového výzkumu, např.:
- Nové polymerní a hybridní kolony s >širším rozsahem porozit
- Spolupráce s field-flow fractionation (FFF) pro ještě širší rozsah rozměrů
- MALDI-TOF a další MS techniky pro nízkomolekulární spojení
- Pokročilé softwarové nástroje pro automatické vyhodnocení nejistoty a AI-podporu interpretace dat
Závěr
GPC/SEC představuje robustní a univerzální přístup pro stanovení molárních hmotnostních charakteristik makromolekul. Dodržení správné kalibrace, fit-funkcí, kontroly preciznosti a vyčíslení nejistoty zásadně zvyšuje spolehlivost výsledků a podporuje jejich srovnávání napříč laboratořemi i výrobními sériemi.
Reference
- Striegel A. a kol. Modern Size-Exclusion Liquid Chromatography. John Wiley & Sons, 2009.
- Schroeder E., Mueller G., Arndt K. F. Polymer Characterization. Hanser, 1998.
- Held D. How Do I Calibrate a GPC/SEC System? The Column, 2008.
- Held D., Kilz P. An Alternative to Calibration with Narrow Standards. The Column, 2013.
- Held D., Kilz P. GPC/SEC-Viscometry – a Versatile Tool for Structure Determination. The Column, 2012.
- Held D., Kilz P. How to Choose a Static Light Scattering Technique for Molar Mass Determination. The Column, 2009.
- Radke W., Held D. Calibration Using Broad Standards. The Column, 2015.
- ISO EN 13885-1: Gel Permeation Chromatography (GPC) – Tetrahydrofuran as Eluent, 2004.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
GPC/SEC Applications
2023|Agilent Technologies|Příručky
GPC/SEC eBook Series GPC/SEC Applications What you should know when you need to analyze polymers, biopolymers, and proteins GPC/SEC eBook Series - GPC/SEC Applications Contents Contents GPC/SEC eBook Series - GPC/SEC Applications About this eBook series Contents Introduction to GPC/SEC…
Klíčová slova
molar, molargpc, gpcsec, secebook, ebookbranching, branchingglossary, glossaryaverages, averagesmass, massregistration, registrationbroad, broadmembrane, membranereach, reachart, artanalysis, analysisexclusion
GPC/SEC Troubleshooting and Good Practice
2024|Agilent Technologies|Příručky
GPC/SEC eBook Series Part 4 GPC/SEC Troubleshooting and Good Practice What you should know when you need to analyze polymers, biopolymers, and proteins Contents GPC/SEC eBook Series – GPC/SEC Troubleshooting and Good Practice About this eBook series Contents Introduction to…
Klíčová slova
gpc, gpcsec, sectroubleshooting, troubleshootingebook, ebookdont, dontglossary, glossarygood, goodpractice, practicescattering, scatteringpractices, practicesseries, serieslight, lightcolumns, columnscontents, contentsmolar
GPC/SEC Detection
2024|Agilent Technologies|Příručky
GPC/SEC eBook Series GPC/SEC Detection What you should know when you need to analyze polymers, biopolymers, and proteins Contents GPC/SEC eBook Series – GPC/SEC Detection About this eBook series Contents Introduction to GPC/SEC detection About this eBook series 3 Introduction…
Klíčová slova
gpc, gpcebook, ebookdetector, detectorscattering, scatteringsec, secglossary, glossarylight, lightelsd, elsddetection, detectionsignals, signalsmolar, molarversatile, versatileseries, seriesdetectors, detectorsonline
GPC/SEC Columns
2023|Agilent Technologies|Příručky
GPC/SEC eBook Series GPC/SEC Columns What you should know when you need to analyze polymers, biopolymers, and proteins Contents GPC/SEC eBook Series – GPC/SEC Columns About this eBook series Contents Introduction to GPC/SEC Columns 1.1. How to determine the correct…
Klíčová slova
gpc, gpccolumns, columnssec, secebook, ebookglossary, glossarystationary, stationaryselecting, selectingseries, seriesporosity, porosityseparation, separationcontents, contentsmolar, molarabout, aboutphase, phasecolumn