3 种类型的计算分子量数据

如果您从事高分子分析,很有可能分子量是您感兴趣的参数之一。这是因为分子量对应于聚合物链的长度,与材料的物理性质有关。GPC/SEC是一种表征样品分子量的便利分析技术。然而,不同的GPC/SEC系统提供多种检测器配置(如OMNISEC),这些不同的检测器组合提供了一系列计算数据。虽然它们都可以提供分子量值,但这些分子量值并非创造得一样!

无论您是在阅读期刊文章、依赖供应商数据、复现文献中的聚合反应,还是其他任何情况,了解分子量值的计算方式非常重要。本篇文章将描述三种类型的计算分子量数据,以便下次您引用分子量时做好准备。

您在谈论分子量平均值吗?

不完全是,尽管对分子量平均值进行简单描述是必要的。大分子是由较小的构建单元分子相互连接产生的。蛋白质由于其特定的氨基酸序列而表现出单一的分子量值,而许多天然和所有合成聚合物表现出分子量分布,即样品中含有不同长度的链。因此,分子量平均值,如数均分子量(Mn)、重均分子量(Mw)和Z均分子量(Mz),用于描述聚合物样品。这在聚合物科学学习中心的链接页面上提供了对分子量平均值的精彩解释。

最后,我撰写这篇文章是为了描述当分子量平均值由不同分析方法计算时的实际差异,以及这对结果值意味着什么。有关每种分析方法的更多详细信息,请参见我之前关于该主题的文章

相对分子量

使用单个浓度检测器和常规校准分析时,所得的分子量数据称为“相对的”。样品每一数据片段的分子量来自于已知标准品创建的校准曲线,如下图所示。例如,您的样品相对于聚乙二醇(PEO)标准品可能有50 kDa的Mw。不幸的是,这个值仅表示您的样品与50 kDa PEO样品大小相同。它并不反映样品的实际分子量!

GPC/SEC 根据常规校准曲线计算分子量

请记住,GPC/SEC是根据分子的大小而非分子量进行分离的。想象一下排球和保龄球作为您的样品:它们大小差不多,因此将在同一保留体积流出。因此,它们的相对分子量将被计算为一致。

保龄球和排球的相对大分子量比较 - 它们一样!

然而,任何拿起过这两物品的人都知道保龄球的质量远远大于排球。但由于相对分子量值仅基于保留体积,而保留体积仅基于分子大小,因此质量差异未被检测到。

如果分析的样品与生成校准曲线的标准品相同,计算相对分子量是非常不错的选择。但若样品和标准品不同,计算的相对分子量值的准确性将反映这些差异。

如果您看到报告分子量值为相对的,请确保牢记所用的标准品(和系统条件),并且要记住样品的实际分子量可能与报告值相去甚远!

通用校准分子量

在检测器阵列中添加黏度计可以生成通用校准曲线。包括黏度计可以考虑分子结构和密度的差异。关键的关系是流体力学体积(分子大小)与分子量乘以特性黏度(IV)成正比。

流体力学体积与分子量乘以特性黏度成正比

虽然通用校准分子量仍然依赖于校准曲线,因此仍然依赖于系统因素如流速、温度等,但无论您的样品与标准品的相似度如何,计算的分子量值都是准确的。

如果我们回到保龄球和排球,通过通用校准计算的分子量可能是准确的。由于大小相同,因此它们在相同的保留体积分配流出,这意味着流体力学体积是等效的。然而,黏度计检测器对二者的反应将非常不同。保龄球的致密结构意味着其IV低于排球。因此,由于我们现在使用Mw乘以IV,分子量的差异被识别出来。

保龄球和排球的通用校准对比 - 行之有效,但可以更好

当阅读由通用校准确定的分子量值时,注意用于分析的系统条件很重要。但更大可能性地是,通用校准的分子量值是可以信赖的!

绝对分子量

配备静态光散射的GPC/SEC系统是计算分子量的理想方式。由于样品的分子量与其散射光的强度有关,而这由光散射检测器测量,样品的保留体积现在变得无关紧要。这意味着不需要校准曲线!当使用配有光散射检测器的系统计算分子量时,这些值被描述为“绝对的”,与缺少光散射检测器时使用校准曲线计算的分子量相对。

带有光散射检测器的系统将正确地确定保龄球和排球样品的分子量。并且更加方便,因为不需要校准曲线标准品(明确说明,所有光散射检测器都需要校准,无论制造商如何;这可以通过单一、窄范围的标准品轻松完成)。重要的是注意到样品的dn/dc值是必要的,但幸运的是OMNISEC软件可以帮助您确定

保龄球和排球的比较 - 同一尺寸,不同质量

下次您查看分子量值时,祝它们被描述为“绝对的”或通过光散射检测器确定。这样的值是您知道可以信赖的!

总结

总之,我希望这篇文章能帮助您理解评估这三种不同类型计算分子量值的过程。如果您有兴趣分析样品以自行确定所有三种类型,我有个好消息——OMNISEC可以提供上述所有选项!如果您有任何问题,请不要犹豫联系我们或直接发送邮件给我:kyle.williams@malvernpanalytical.com

相关文章

这篇文章可能已被自动翻译