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    GPC在研究纳米颗粒的尺寸分布和形态的应用
    来源: 时间:2025-07-17 15:28:38 浏览:242次

    一、GPC在纳米颗粒尺寸分离与表征中的基础应用

    分离原理与通用性

    GPC依据流体力学体积(而非绝对分子量)对纳米颗粒进行分级分离。这种"尺寸排阻"机制使其适用于:

    多分散体系:如金纳米颗粒(AuNPs)可通过GPC实现多峰分布的基线分离,并通过标定曲线精确测定粒径。

    溶剂溶胀颗粒:交联聚合物纳米颗粒(PNPs)在溶剂中的溶胀构象可通过GPC联用差示粘度检测(SEC/DV),基于"普适标定原则"计算其流体力学直径和分子量分布。


    定量分离效果验证

    AuNPs分类研究中,GPC550 nm范围内不同尺寸颗粒的分离回收率>95%,且无不可逆吸附。

    通过优化流速与色谱柱尺寸,GPC可与连续流纳米颗粒合成系统在线联用,实现窄分布(PDI0.1)颗粒的规模化制备。


    二、GPC联用技术提升形态分析精度

    光散射联用(GPC-MALLS

    十八角度激光散射(MALLS)与GPC联用可直接测定颗粒的均方根旋转半径(Rg)和粒径分布,无需标定曲线。



    动态光散射联用色谱系统

    动态光散射联用色谱系统

    例如在聚烯烃共聚物分析中,结合红外检测器可同步获得化学组成沿摩尔质量分布的演变。

    电子显微镜与光谱验证

    GPC分离后的纳米颗粒可通过TEMSEM等成像技术直接观察形态。如经GPC纯化的ZnO纳米颗粒,其TEM图像显示粒径分布与色谱结果一致(平均尺寸72.26 ± 3.38 nm)。


    三、应用场景的特殊价值

    多模态分布的精准解析

    对于多峰尺寸分布的复杂体系(如聚合反应副产物),GPC可实现>90%分离度,显著优于动态光散射DLS)。


    生物纳米颗粒的表征


    病毒样颗粒(如EBV疫苗gB-I53-50 NP)通过SEC分析:

    蛋白纳米颗粒尺寸排阻色谱图

    蛋白纳米颗粒尺寸排阻色谱图


    结果显示其流体力学直径(Rh=13.8 nm)与冷冻电镜结构高度吻合,证明GPC在保持生物样本天然构象方面的优势 


    四、技术局限性及应对策略

    尺寸适用范围限制

    GPC对>100 nm的大颗粒分离效率降低,需结合场流分离(FFF)或离心技术。


    补充说明:根据理论模型,GPC最佳分离范围通常为1100 nm

    形态分析的间接性

    GPC主要通过保留时间推断尺寸,形态信息(如球形/棒状)需依赖联用技术:


    粘度检测:通过特性粘度变化推测颗粒形状因子。

    小角X射线散射(SAXS):与GPC联用可重构颗粒的三维形态。


    总结

    GPC/SEC作为分离与表征纳米颗粒的核心技术,其价值体现在:

    分离能力:实现多分散体系的高效分级,尤其适合<100 nm颗粒。

    形态关联:通过联用MALLS、粘度计或光谱技术,可解析溶胀状态、构象变化及表面性质 。

    应用扩展:从金属纳米颗粒到生物大分子复合体均适用,但需结合互补技术克服单一方法的局限性。

    关键点强调:GPC的直接输出是"流体力学尺寸分布",形态学结论需通过联用技术或标定模型间接获得。

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    12条评论
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    全部 3小时前 四川
    文字是人类用符号记录表达信息以传之久远的方式和工具。现代文字大多是记录语言的工具。人类往往先有口头的语言后产生书面文字,很多小语种,有语言但没有文字。文字的不同体现了国家和民族的书面表达的方式和思维不同。文字使人类进入有历史记录的文明社会。
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