آنالیز GPC یا کروماتوگرافی ژل تراوایی از روش های جداسازی جهت تشخیص و شناسایی ترکیبات پلیمری و زیستی همانند پروتئین ها می باشد. همچنین از آنالیز GPC برای تعیین وزن مولکولی انواع مولکول ها استفاده می شود. در این مقاله به صورت مختصر با اساس کار روش و نحوه انجام آن آشنا می شوید.
در آنالیز GPC ابتدا مولکول های نمونه در یک حلال مناسب به طور کامل حل می شود. سپس مولکولها از ستون های متخلخل دستگاه که حاوی ذرات ژلی حفره‌دار است، با توجه به اندازه ای که دارند از بین این حفرات عبور می کنند. فاز ساکن عموماْ در این روش ها مواد ژل مانند است که شامل اتصالات سه بعدی دکستران با اپی کلروهیدرین است. در آنالیز GPC ابتدا مولکول های درشت از ستون متخلخل رد می شوند، بعد از آن مولکول های کوچک عبور می کنند. هنگام عبور محلول پلیمري از ستون، مولکولهاي کوچک به حفره هاي مواد ژلی ستون نفوذ کرده و در نتیجه نسبت به مولکولهاي بزرگتر با تاخیر زمانی خارج می شوند.
علت این تاخیر زمانی به این دلیل است که مولکول های کوچکتر از اندازه منافذ پر کننده ها وارد آنها میشوند در حالی که مولکول های با اندازه بزرگتر از قطر منافذ دفع می گردند. در واقع در این آنالیز جدایی مولکول ها بر اساس وزن مولکولی ترکیب ها و با در نظر گرفتن زمان خروج آن ها انجام میگیرد. این جدا سازی زیر مجموعه جدا سازی فیزیکی به حساب می آید. در شکل زیر جدایش مولکول ها بر اساس اندازه آنها مشاهده می شود. این دستگاه توانایی عملکرد در دو حالت سرد و داغ را دارد. این دو حالت بر اساس نوع پلیمر و دمای حلالیت آن در حلال مورد نظر انتخاب می شوند. حل شدن پلیمرها در حلال های آلی انجام می گیرد. از حلالهای متداول میتوان به THF (تترا هیدروفوران ) و تولوئن اشاره نمود. نکته مهم آن است که هر دستگاه را عموما برای یک حلال کالیبره می کنند.
شکل ۱ - جدایش مولکول ها با اندازه محتلف در ستون های آنالیز GPC.
آشکار سازی در آنالیز GPC
پس از جداسازی ترکیبات مختلف از هم در محلول در آنالیز GPC ، به آشکار ساز هایی نیاز است که پس از جدا سازی مولکولی اطلاعات مورد نیاز را تحلیل کنند و نتایج را در اختیار اپراتور قرار دهند. از انواع این آشکار ساز ها میتوان به آشکار ساز فلوئورسانس، آشکار ساز ماورای بنفش که مرئی است، آشکار ساز الکتروشیمیایی، آشکار ساز مادون قرمز، و هم چنین آشکار ساز ظریب شکست اشاره نمود. نقش این آشکار ساز ها بعد از جدا سازی، اندازه گیری جرم مولکولی به درست ترین و دقیق ترین حالت ممکن می باشد.
وزن مولکولی نمونه هاي مورد نظر، معمولا به صورت نسبی تعیین می گردد. تعیین نسبی آن نیز بوسیله منحنی کالیبراسیون با مقایسه نمودن زمان خروج آن بدست میآید. منحنی کالیبراسیون نمودار جرم برحسب زمان خروج است. در کروماتوگرام مولکول های بزرگتر پیک های ابتدایی و مولکول های کوچکتر پیک نهایی را با زمان بازداری بیشتر تشکیل می دهند. زمان بازداری با تقریب خوبی نشان دهنده جرم مولکولی باشد. البته شکل مولکول نیز موثر است. در شکل زیر خروجی دستگاه و نحوه شماتیک محاسبه وزن مولکولی از طریق منحنی کالیبراسیون نشان داده شده است.
شکل ۲-نمونه ای از کروماتوگرام بدست آمده از آنالیز GPC.
شرایط انجام آنالیز GPC
نمونه ای که قرار است آنالیز شود باید ویژگی های زیر را داشته باشد.
- نمونه پلیمری باید فاقد هر گونه افزودنی باشد.
- حداقل جرم نمونه باید ۰/۰۴ گرم باشد .
