多检测器 GPC/SEC 如何工作？

无论您的样品是合成聚合物、天然材料如多糖，还是蛋白质、抗体或其他生物样本，凝胶渗透 / 体积排阻色谱（GPC/SEC）是表征这些以及其他类型大分子的理想技术。GPC/SEC 分析提供的信息包括分子量 (MW)，分子尺寸，以水力学半径 (Rh) 和回转半径 (Rg) 的形式，固有粘度 (IV)，浓度，成分分析，以及支化数据，以及其他参数。可用数据取决于现有探测器的组合，因为各种探测器结合提供不同的表征信息。本篇将分析如何在OMNISEC 和Viscotek TDA 平台上，可用的不同探测器如何协同工作来提供对样品的全面表征。有关更多细节（和方程！），请参阅我们的多检测器 GPC/SEC 原理白皮书。

探测器与分子参数的关系如上图所示。图表从底部开始，列出了每个探测器直接测量的样品属性，然后上升至直接从观察到的探测器响应中计算的值，最后在顶部以从直接计算的数据中得出的信息结束。

与完全配置的多检测器 GPC/SEC 系统最常关联的四个探测器是微分折光指数 (RI) 探测器、光散射探测器（RALS/LALS 或 MALS）、微分粘度计探测器和 UV 探测器。这些探测器响应的具体样品特性列在上图的底部行。RI 探测器对样品溶液与空白溶剂间折射率的变化有反应。光散射探测器对样品的分子量反应最强，较高分子量的样品会引发更强烈的响应。微分粘度计探测器的信号基于样品溶液的溶液粘度与空白溶剂的溶液粘度的差异。而 UV 探测器的响应基于样品的吸光度水平。没有能吸收紫外线的发色团的样品不会产生 UV 信号。

不论其他探测器是什么，所有 GPC/SEC 系统都必须至少有一个浓度探测器。RI 和 UV 探测器被视为浓度探测器，因为它们的响应与样品的浓度直接成正比。大多数系统使用 RI 探测器，因为并非所有样品都是 UV 活性的。了解样品的 dn/dc 值，或折射率增量，可以从 RI 探测器计算出每个数据片段的样品的确切浓度。同样地，如果使用 UV 探测器，了解样品的dA/dc 值（与其摩尔消光系数有关）将允许计算每个数据片段的样品浓度。使用 RI 和 UV 探测器，由两个组分组成的样品的组成可以被确定。

了解样品在每个记录数据片段的确切浓度是至关重要的，因为这需要用来确定分子量和固有粘度，这两个重要的分子参数包含在上一层级图的直接计算中。对上面列出的探测器响应的控制方程的检查显示了为什么样品浓度至关重要。如果我们专注于光散射方程，探测器输出是观察到的，K_LS 代表通过分析窄标准获得的探测器常数，分子量是未知的，dn/dc 值是已知的，因为它在 RI 探测器的方程中被用于计算浓度，然后插入光散射方程，注入量是已知的，因为用户设置了它。这样，就剩下分子量作为唯一未知数。通过 RI 和光散射探测器的组合，可以计算样品在每个数据片段的分子量。然后在定义的样品峰值上整合计算的分子量，并根据每个分数的相对浓度计算分子量矩。

类似过程发生在 RI 和粘度计探测器之间，直接计算样品在每个数据片段的 IV，并生成重量平均 IV 值。

从中间的直接计算数据移动，上层层级图显示样品的分子量和 IV 可以组合以间接计算参数，这些参数提供了对样品分子结构的见解。

样品的尺寸通常仅次于分子量，是常找的表征数据，Rh 是适用于所有样品类型的最佳尺寸参数。应该注意，Rg 可以由至少两个角度的光散射探测器和浓度探测器计算（因此它的位置在中间层），但样品需要足够大以表现出角度依赖性。许多样品包括蛋白质不够大，无法这样计算，因此不能计算这些样品的 Rg。相比之下，只要有浓度探测器、光散射探测器和粘度计探测器的数据来提供分子量和 IV 数据，就可以计算 Rh。Rh 代表样品的理论球体半径，其具备计算的分子量和 IV。因为 IV 是以 dL/g 或体积比重来描述的，它可以与分子量质量术语组合以计算样品的理论体积。一个基于 (4/3)πr³ 的球体模型被应用以确定 r，这是样品的 Rh。

Mark-Houwink (MH) 参数从 MH 图表中计算出来，该图表将样品的 IV 与其分子量绘制成图，以形象化地展示两者之间的关系。这些 MH 图使用由三个探测器（浓度、光散射和粘度计）获得的数据，并可以显示单个样品内分子结构的变化或强调多个样品之间的差异。这些图表的一个常见用途是识别和量化样品分布中的支化程度。

多检测器 GPC/SEC 分析通过运用一系列测量不同分子参数的探测器提供样品各方面的多种表征数据。随着全套探测器的协同运行，结果是远远超过单探测器系统可访问的数据集合。通过个别探测器的直接测量，可以直接计算特定参数。从中，软件可以进一步获得额外的间接计算数据，最终提供对样品结构的深刻见解。这一切只需对您的样品进行一次注射！

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