朱珍橋

南京中電熊貓再生資源利用有限公司 （南京 210028）

凝膠滲透色譜（Gel Permeation Chromatography，GPC）也稱體積排斥色譜，主要依據(jù)溶液中分子體積（流體力學體積）的大小來進行分離。由于尺寸大的高聚物分子只能擴散到尺寸大的填料孔洞中，因此其在色譜柱中保留的時間就短；而尺寸小的高聚物分子幾乎能夠擴散到填料的所有孔洞中，且向孔內擴散得較深，其在色譜柱中保留的時間就長。因此，不同的高聚物分子就按相對分子質量從大到小的次序隨著淋洗液的流出而得到分離。

GPC檢測就是利用標準物質相對分子質量與其從淋洗液的流出時間作曲線，再根據(jù)檢測物質的保留時間在曲線上找出對應的相對分子質量。檢測過程中，保留時間的偏移對相對分子質量檢測結果的影響很大。對于少量的樣品，在不要求效率的情況下，傳統(tǒng)的方法是使用標準樣品重新校準曲線，再用已知相對分子質量的標準樣品來校準曲線的準確性；但是對于生產性公司來說，要檢測大批量樣品，采用該方法就顯得繁瑣，效率低下。

本文主要介紹Excel在GPC檢測聚羧酸減水劑中校準的應用。在整個檢測過程中，同種條件下固定濃度的淋洗液的保留時間一定，因此可通過淋洗液的保留時間來校準檢測過程中其他樣品的保留時間，達到校準檢測樣品保留時間偏移的目的。檢測儀器的波動對相對分子質量檢測結果的影響較大，可從軟件中導出GPC檢測樣品采集的原始數(shù)據(jù)（時間與電信號），根據(jù)淋洗液保留時間一定來準確計算樣品的相對分子質量。

1 實驗部分

1.1 儀器與樣品

Waters 1515 GPC儀器，配置2414示差檢測器，親水性色譜柱（7.8 mm×300 mm）；色譜性填充物孔徑分別為 120，250，500 μm。

流動相為1.0 mol/L的NaNO3水溶液，標準樣品為11個不同相對分子質量的聚乙二醇（PEG）標準樣品。

1.2 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)標準樣品重均相對分子質量-平均淋出體積作對應的標準曲線，當色譜柱的直徑和流速一定時，體積和保留時間成正比。建立導出原始Excel數(shù)據(jù)的方法，復制對應標準樣品曲線及相對分子質量與體積的方程式（見圖1）。

圖1 聚羧酸校準曲線

根據(jù)標準曲線等式，寫出Log(Mp)（Mp為各峰值處的相對分子質量），Mp的公式。再根據(jù)以上公式計算譜圖中及相關面積。

在標準樣品檢測過程中，流動相的保留時間一定，可以將標準樣品的這一時間定義為流動相標準保留時間，利用其對檢測樣品的保留時間進行校準。保持流動相一致，根據(jù)流動相校準的保留時間來校準儀器波動及外在原因造成的樣品保留時間的波動；以譜圖第一個主峰出峰時間對應的信號為零點，來校準基線。

式中：ti*為校準后的流出時間，ti為組分i的流出時間，tr溶劑為溶劑峰起始流出時間，tr標樣溶劑為標樣溶劑峰起始流出時間。

其中，溶劑保留時間是原始數(shù)據(jù)中wi的最小值對應的ti；采用Excel公式可快速、方便地在4000多個原始點中查到該最小值。

流速為1 mol/L時，ti*的值等于校準后的流出體積 Vi*的值，將 ti*代入式（1）中，計算出 Mi*。

校準基線時，以主峰出峰對應的起始點為零點（w0），校準后的wi*=wi-w0。

根據(jù)GPC譜圖，導出譜圖原始數(shù)據(jù)，各峰起始、終止時間按式（4）進行校準，然后根據(jù)校準后的時間重新計算各峰面積，同時也可求出各峰面積比。

對應峰值：

式中：wi*為校準后組分i的質量；Mi*為校準后組分i的相對分子質量；Vi*為校準后組分i的流出體積。

2 結果與討論

根據(jù)以上計算方法，利用Excel軟件中公式的自動化寫好相應的公式，然后導出GPC原始數(shù)據(jù)和譜圖，計算出樣品的各峰峰值及面積。在表1中，計算所得標準樣品的峰值相對分子質量與標準值相差均在±5%以內，說明曲線準確，表明利用Excel校準各樣品是可行的。

表1 標準樣品相對分子質量計算

系統(tǒng)誤差影響每次檢測樣品的保留時間，為了快速準確地校準樣品，且保證檢測結果的準確性，可通過以上方法來校準檢測結果。首先正常進樣檢測，無需每次用標準樣品進樣結果進行對比，只需將樣品原始數(shù)據(jù)導入相應的Excel中，即可根據(jù)公式自動計算校準后譜圖中各峰的峰值及對應的相對分子質量。

從樣品譜圖中溶劑保留時間的不同可見儀器波動的影響。對此，可利用樣品溶劑峰相對于標準溶劑峰的保留時間系數(shù)來校準樣品的整個流出時間，從而達到校準譜圖各峰的保留時間及相對分子質量的目的。表2是3個聚羧酸減水劑樣品相應的溶劑保留時間及相對分子質量對比結果：溶劑保留時間延長，相對分子質量檢測結果偏??；溶劑保留時間縮短，相對分子質量檢測結果偏大。

3 結語

在利用同一儀器對同種物質進行檢測的過程中，電壓波動、每批溶劑的細小差別都會影響樣品各峰的保留時間，從而影響樣品相對分子質量的檢測結果。從實驗結果可見，對于每個樣品的檢測，固定溶劑保留時間的縮短或延長，會導致對應樣品相對分子質量檢測結果相應地增大或減小，因此儀器校準是必要的。

表2 相對時間及相對分子質量對比結果

Excel校準法是導出樣品原始數(shù)據(jù)，然后將其復制到Excel對應的表格中，通過軟件公式自動進行校準，重新計算樣品各峰的相對分子質量，這一過程只需3～5 min，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的重新進標準樣品校準曲線的方法（需用時約3 h），高效地解決了GPC檢測聚羧酸減水劑中的校準問題。

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