集成或模块化多探测器GPC - 关键注意事项

精确表征大分子的技术是三重或四方检测GPC。包括诸如光散射之类的高级探测器以及浓度探测器的结合，不仅解决了传统的GPC柱校准问题，而且还提供了绝对的分子量测定。此外，添加一个测量固有粘度的粘度计可以计算分支的程度或揭示结构差异。

换句话说，具有几种检测器类型的复杂检测，使得从单个注入中获取更准确的信息。

在确定传统的列校准不足以进行GPC分析之后，客户可能会询问以下问题：

• 现有的GPC或HPLC是否与添加高级检测器兼容？
• 探测器的顺序很重要吗？
• 如何在不影响灵敏度或色谱法的情况下连接所有检测器？

在本文中，研究了几种常见的多探测器GPC配置，并在模块化检测器和集成检测器之间进行了比较。

配置多探测器GPC

模块化检测器设置（图1A）提供了额外灵活性的优势，可以将检测器移动到多个系统。但是，移动探测器周围的好处会产生后果 - 即，在未受温度控制的探测器之间增加了死亡体积。通过在温度控制的模块中将所有检测器近距离定位，通过集成检测器设置（图1B）最小化检测器管道。通过最小化检测器间的体积，随着样品从第一个检测器到最后一个检测器的传递，分散和带囊的化减少。带囊导致后一个探测器的灵敏度降低和分辨率较差。在一个多探测器GPC系统，它具有三个或多个检测器，在整个系统中保持色谱分辨率对于以最大的信号到噪声来实现高质量数据至关重要。

图1。a）模块化三重检测器GPC设置的示意图与b）集成三重检测器模块相比。

大多数多探测器GPC系统串联排列所有检测器，以避免使用并行检测器分裂并最大化样品浓度。模块化探测器可以毫不费力地固定在具有折射率或紫外线探测器的现有传统系统上，但这通常不允许所有检测器串联。随着样品浓度的降低，检测器之间的任何流动分裂会固有地降低灵敏度。为了在两个检测器（例如粘度计和折射率）等两个探测器之间拆分，必须确保在检测器之间进行流动分裂相等。管道内径必须没有变化，因为这将支持一个方向的流动，并导致后一种检测器的信号要低得多。

制备了105 kDa聚苯乙烯标准的1 mg/ml浓度，多分散性为1.03，并注入TETRA检测GPC系统中，以评估整合和模块化设计之间的差异。注射体积设置为100μL。比较不同的多探测器配置，以评估信号响应和带囊。

模块化检测器

在进行此比较时，检测器的顺序均由所有相应的检测器串联固定：紫外线，光散射，折射率和粘度计。图2评估了针对集成设计的模块化设计，粘度计和光散射信号的响应。保留时间的转移源于检测器之间的管道长度。对于模块化设计，形状较宽，并且峰高略有下降。这些差异直接是由于模块化设计中探测器间的死量增加而导致的。在此比较中，集成系统和模块化系统的总检测器体积分别为340μL和约680μl。

图2。模块化（紫色）和集成（红色）多探测器GPC系统的比较。显示光散射（顶部）和粘度计（底部）信号通过在模块化设计中添加更多的探测器管，可视化样品稀释的影响。

系列与平行探测器

一种通常将复杂检测到现有传统GPC系统（图3）的常规配置是通过在列（或第一个检测器）之后分开流，然后单独运行到以下检测器中。这使粘度计和RI检测器能够在其各自的检测器序列中结束。在这两种情况下，它们都受到后来检测器施加的额外背压的保护，这可能会对RI流动池或粘度计压力传感器造成损害。

图3。将高级检测器连接到现有的HPLC或常规GPC系统时，添加了流量拆分的典型示意图。

在图4中，比较了分流流模块设计的粘度计和光散射性能与集成的多探测器设计进行了比较。在光散射探测器中的响应大幅度降低，带有带宽的峰形变形。该软件可以添加宽带扩展校正；但是，它无法帮助降低的光散射灵敏度。该特定样品的分布非常狭窄，DN/DC相当高0.185，分子量约为100 kDa。

通过更广泛的分布，较低的DN/DC和较低的分子量来实现质量数据，需要更高的样品浓度。此外，模块化设计的粘度计信号显示信号下降了十倍，并显示出稀释的显着带囊。粘度计的敏感性在很大程度上取决于流速，因此随着流动裂解的流速降低进一步使敏感性丧失。在此比较中，集成系统的总检测器仅为340μl，而模块化系统的死亡体积约为860μl。

图4。模块化拆分流（紫色）和集成（红色）多探测器GPC系统的比较。显示光散射（顶部）和粘度计（底部）信号通过在检测器之间添加更多的探测器管道和分裂流，可以看到样品稀释的影响。

在某些情况下，高级和折射率检测器之间的流量会变得不平衡，并且更喜欢一个方向而不是另一个方向。如果现有常规GPC系统的内径管与粘度计或光散射检测器的管道不同，情况就是这样。

图5比较了拆分流量模块化设置，其中使用了高级和屈光索引检测器之间的管道直径与集成的多探测器GPC。在此比较中，虽然模块化系统的死亡体积约为2.3 ml，但集成系统的总检测器死亡体积仅为340 µL。光散射峰与频带的脉冲相当扭曲，使粘度计无法使用。对于三重或四重检测，不建议使用此配置。

图5。比较不平衡的模块化拆分流（紫色）和集成（红色）多探测器GPC系统的比较。显示光散射（顶部）和粘度计（底部）信号通过在检测器之间添加更多的探测器管道和分裂流，可以看到样品稀释的影响。

概括

选择最合适的多探测器GPC系统，在将模块化探测器纳入现有传统GPC系统时，考虑权衡很重要。模块化检测器确实具有明显的灵活性，但是集成的多探测器GPC系统保留了列的分辨率，同时在所有检测器之间提供最高的检测灵敏度，以最高质量产生最多的信息。当需要升级常规系统时，应研究各种选项，以确保满足主要要求。这尤其适用于粘度计探测器，因为其敏感性在很大程度上取决于串联的检测器。

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