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GPCの原理と解析
GPCの原理とデータ解析について紹介します
原理
サイズによる溶出速度の差
固定相として用いる充填剤の細孔を利用し、試料分子を分子サイズの大きいものか
ら順に分離するもので、サイズ排除クロマトグラフィー（SEC）とも呼ばれる。
左図のように、分子サイズの大きいものはゲル表面の細孔への浸透が少なく、小さ
い分子よりも早くカラム中を移動して溶出する。
このように、分子サイズ別に分離溶出させ、溶媒のみと試料溶液の屈折率の差(RI)
や官能基の吸収(UV)などを用いて、濃度を検出すると、分子の分布が得られる。
得られるチャート
分析条件
GPC測定で得られる結果は、分析条件によって異なる相対値ですので、溶離液やカラムの種類、温度、標準物質と
いった条件を適切に選択して行います。弊社には3台の装置があり、以下のような条件での測定が可能です。
溶離液
カラム
(3本連続)
温度
(℃)
THF
KF-806L
40
クロロホルム
K-806L
35
トルエン
LF-804
50
DMF
KD-802
KD-806(2)
50
HFIP
HFIP-803
HFIP-806M(2)
40
分子量標準物質
塩
測定対象例 (1例として)
-
ポリカーボネート
-
ポリ乳酸
-
シリコーン
ポリエチレングリコール
LiBr
(10 mM)
ポリエーテルサルホン
ポリメチルメタクリレート
CF3COONa
(5 mM)
ポリエチレンテレフタレート
ポリアミド
ポリスチレン
＜溶離液＞
GPC測定で最も一般的に使用される溶離液はテトラヒドロフラン、次いでクロロホルムです。
弊社では上記の他に、トルエン、DMF、HFIPを用いた測定を行っています。
DMFは極性ポリマー（メラミン樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリビニルピロリドン、ポリイミド類など）の分析に適してお
り、HFIPはポリアミド（ナイロン）、PETなどのエンジニアリングプラスチックが常温で測定可能です。
＜カラム＞
GPCに使用するカラムは、充填剤の粒径により排除限界分子量（測定できる分子量の最大値）があり、各カラムの較
正曲線から測定可能範囲を知ることができます。弊社使用のカラムのうち、KF-806L（THF用）、K-806L（クロロホルム
用）は、リニアカラム（較正曲線が広範囲で直線性を示すカラム）であるため、高分子量∼低分子量の広い領域の測
定が可能です。その他は、高分子用カラム（806シリーズ）と低分子用カラム（802、803シリーズ）を併用しています。
解析 ∼微分分子量分布曲線∼
GPC測定結果として、SECクロマトグラム、微分分子量分布曲線が得られます。2つのグラフは似た形をしています
が、異なる意味をもっています。 SECクロマトグラムがx軸に保持時間、y軸に記録計の応答をとった、実測値を表した
グラフであるのに対し、微分分子量分布曲線はそれを規格化し、検量線を反映させたグラフで、条件のことなるクロマ
トグラムの比較が可能です。
SECクロマトグラム
微分分子量分布曲線
保持時間
X
軸
log (M(分子量))
記録応答計強度
Y
軸
dW/d(logM)
SECのクロマトグラムを規格化したもの
×
検量線を反映する値
保持時間毎に検出した実測値
説
明
カラムの種類や組み合わせが異なる場合も
実測値を規格化し、検量線を反映させたグラフ
解析 ∼平均分子量値∼
GPC測定により得られた分子量分布から、MnやMwといった平均分子量がわかります。異なる計算方法によって求め
られる平均分子量値には、以下のような特長があり、一般的に、Mz+1>Mz>Mw>Mn> という関係が成り立ちます。