GPC (gel permeation chromatography)

소개글

GPC (gel permeation chromatography)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

실험제목 :
■ 실험일자 :
■ 실험목적 :
■ 기본이론
󰊱 GPC 서론
󰊲 GPC System의 구성
󰊳 GPC의 분리원리
󰊴 시료준비(고분자 용액)
󰊵 GPC를 이용한 분자량 및 분자량 분포 측정
󰊶 시료 성분의 이동
󰊷 측정, 보정곡선 및 결과
󰊸 이온 배제효과 & 크기 배제효과
󰊹 Branch 및 cyclic 고분자의 GPC 분석
■Reference

본문내용

성분은 이 다르므로 컬럼을 통과 하는 동안에 분리되게 된다.
측정, 보정곡선 및 결과
GPC system으로 모든 측정준비를 마치면, 유속 1 mL/min으로 용매를 전개한 후,검출기의 신호가 변화없이 안정한 baseline을 가질 때까지 기다린다. 기포가 남아있거나 용매를 바꾸는 동안은 검출기의 신호는 크게 변화하지만, 대부분 1일안에 system은 안정화 한다.
만일 1일이 지난 후에도, baseline이 안정화하지 않으면 다른 파트의 이상일 수도 있으니, 펌프의 유속은 일정한지, 입력은 일정한지, 용매가 새는 곳은 없는지, 막힌 곳은 없는지온도는 잘 유지되는지 확인한다. Baseline이 상승하거나 하강하는 것도 어떤 원인인지지 알아내야 한다.
기기가 안정화하면 표준시료를 일정농도에 녹인 고분자용액을 주입하여, 이로부터 GPC data (retention time vs. mV)를 그린다. Software를 이용하여 peak point의 시간과 알고있는 Mw으로부터 retention time vs. log M의 calibration plot을 구한다. 기준물질을 plot한 선이 linear한지 확인하고, point별 분자량의 deviation이 ±10~20% 이하이면 좀 더 안정화 시키고, ±5~10% 이면 측정해도 무방하고, ±5% 이하이면 아주 안정화되어있는 GPC system이다 라고 할 수 있다. Calibration plot 이 구해지면, 이젠 측정하고자 하는 고분자시료 용액을 준비하여 측정한다. 앞서 구한 calibration plot으로부터 나온 직선의 방정식을 소프 트웨어가 계산하게 되고, 이 식으로부터 retention time 대비 측정하고 하는 고분자의 수평균 분자량, 중량평균 분자량, 분산도 등을 산출할 수 있다.
이온 배제효과 & 크기 배제효과
1. 이온 배제효과
충진물의 음이온성과 비슷한 음이온을 지닌 수용성 고분자를 분석할 때 가장 문제가 되는 것은 이온 배제효과로서 같은 전하를 가진 충진물의 pore에 시료가 반발하여 침투하기 어려워 지는 현상이며, 이 결과로 컬럼내 고분자 시료의 머무름 시간이 감소할 뿐만 아니라 분자량도 커진다. 이때는 작은 분자량의 전해질인 ammonium salt 또는 계면 활성제(0.1M)등을 첨가함으로서 해결할 수 있다.
2. 크기 배제효과
겔 투과라고 하는 것은 3차원 그물 눈구조를 가진 불음겔 속으로 용질 분자가 들어오는 것을 뜻한다.그물눈의 크기 보다도 용질 분자가 크면 그 분자는 겔속으로 투과 할 수 없다. 분자가 작으면 그물눈구조의 속으로 들어갈 수 있다. 이와 같은 그물눈구조를 가진 입자를 충전제로서 쓰면, 큰 분자는 겔의 그물눈 속으로 들어가지 않고 그냥 지나가고, 작은 입자는 용출이 느려지게 된다. 이와 같은 효과는 분자체 효과(molecular sieve effect,크기별 배제효과 size exclusion effect)이다.
Branch 및 cyclic 고분자의 GPC 분석
일반적으로 Branch 나 cyclic 고분자는 구조가 compact 하므로 고유점도 는 같은 분자량의 선형고분자에 비하여 작다.
고리와 (cyclization)반응 결과 linear condensation 생성물과 함께 cyclic 고분자가 합성된다. cyclic 고분자는 같은 분자량을 갖는 선형 precursor에 비해 hydrodynamic volume 이 작으므로 GPC 분석에서 나중에 용출되어 구별된다. 아래 그림 13에 cyclic polymer GPC chromatogram을 타나내었다.
여기서 1은 linear precursor, 2는 precursor of cyclization reaction 이다.
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GPC의 특징
고분자 물질로부터 저분자 물질까지 관부피의 범위내에서 모든 성분의 용출하고 분자량의 로그(log)와 머무른 부피사이에 직선관계가 성립한다는 것이다. 이것을 이용하여 분자량을 이미 알고있는 단백질을 써서 보정직선을 그리고, 분자량을 모르는 단백질의 분자량을 측정하고 있다.
단백질의 분리에는 역상 분배방식도 널리 쓰이지만.겔투과 방식으로 얻어지는 분자량에 대한 정보는 얻어지지 않는다. 역상분배방식의 경우에는 단백질의 소수성에대한 정보가 얻어지므로 양분리방식 모두가 생명과학의 분야에 널리 쓰인다.
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GPC 분석결과
여러 가지 검출기, 컬럼 및 data processing system 등의 발달로 인하여 GPC 분석결과 다음과 같은 다양한 고분자의 특성 즉, 분자적(molecular) 또는 hydro- dynamic 인자들에 대한 정보들을 얻을 수 있다.
1) 정량적
분자량 분포
평균 분자량 (Mn, Mw, Mz)
고분자 입자크기 (equivalent spherical volume 또는 equivalent radius)
2) 정성적
고분자 입자모양 (compact sphere, random coil, stiff rod)
Mode (long-chain branched or short-chain branched)
branching 정도 (# of branching point)
■Reference
http://www.dongmyung.co.kr/dmic.htm
http://www.laball.co.kr/data.htm
http://www.polysislab.com/uploads/GPC%20cleanup.pdf
http://www.polysislab.com/uploads/How%20gpc%20works.pdf
http://www.polysislab.com/uploads/GPC%20principle%20%28I%29.pdf
http://www.polysislab.com/uploads/GPC%20principle%20%28II%29.pdf
B. J. Hunt and S. R. Hokding, Eds.,　Size Exclusion Chromatography
D.A. Skoog,　Principles of Instrumental Analysis, Saunders College Publishing
고분자 공학1 김성철외 희중당 1995
기기분석의 원리 강의노트(2004년 1학기 진인주 교수님)

키워드

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