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Zentralinstitut für Engineering, Elektronik und Analytik (ZEA)
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Gel-Permeations-Chromatographie (GPC)

Methodenbeschreibung

Gelpermeationschromatographie (GPC) ist die Bezeichnung für eine als Säulenchromatographie durchgeführte Flüssigkeitschromatographie. Die stationäre Phase besteht aus einem porösen gequollenen Netzwerk (z.B. vernetztes Polyacrylamid oder Polystyrol), dessen Porengrößenverteilung über mehrere Größenordnungen variiert. Die Fraktionierung erfolgt nach Molekülgröße (Molekularsieb-Effekt). Eine Lösung des zu untersuchenden Polymers wird durch das Gel gegeben, wobei kleinere Moleküle in alle Poren eindringen können und ihnen daher das gesamte Volumen der mobilen Phase in der Trennsäule zur Verfügung steht. Folglich werden sie länger in der Säule zurückgehalten als die größeren Moleküle. Die Gelpermeationschromatographie ist eine Relativmethode zur Bestimmung der Molmassenverteilung von Polymeren, da die Größe eines Moleküls im Allgemeinen abhängig von der Molmasse ist. Im Unterschied zur HPLC müssen die Zielmoleküle in der mobilen Phase in der GPC immer vollständig gelöst sein, so dass im Idealfall keine Wechselwirkung zwischen zu trennendem Material und der stationären Phase stattfindet.

Merkmale der GPC

Bei der GPC wird praktisch das hydrodynamische Volumen (Volumen des Moleküls in Lösung) bestimmt. Zur Molmassenbestimmung muss daher eine Kalibrierung erfolgen. Die Kalibrierstandards sollten sich dazu in Lösung ähnlich verhalten wie das Zielmolkül. Zur Kalibrierung werden meist mehrere unterschiedlich große Polymerstandards mit niedrigen Polydispersitäten eingesetzt. Aus den angegebenen Molekülmassen der Standards und der nach Analyse erhaltenen Retentionszeit kann man die Kalibrierkurve erstellen. Mit Hilfe der Kalibrierkurve können nun die Molekülmassen unbekannter Proben bestimmt werden. Als Ergebnis erhält man relative Molmassen, bezogen auf die Standardsubstanz. Da nicht für jedes Polymer engverteilte Standards verfügbar sind, kann die Molmassenberechnung bei Verwendung unterschiedlicher Standards problematisch sein. Obwohl man in solchen Fällen möglichst "ähnliche" Standards verwendet, kann die Molmassenberechnung dramatisch von der realen abweichen.

Apparative Ausstattung

Die GPC wird von einem Partner des ZEA-3 durchgeführt. Dort stehen mehrere GPC-Geräte zur Verfügung. Neben rein organischen Lösemitteln stehen auch Geräte mit wässriger Trennphase zur Verfügung. Die Detektion kann nach Bedarf mit UV-VIS, Brechungsindex oder Lichtstreudetektion erfolgen.

Analysenbeispiele

  • Molmassen/Größenverteilung von synthetischen Polymeren
  • Molmassenverteilung von Biopolymeren (z.B. Polysacchariden)
  • Proteinfraktionierung nach Größe

Ansprechpartner:

Herr Dr. S. Küppers Tel.: 02461-61 2766


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