1964年，John C. Moore出版了關于凝膠滲透色譜(GPC)的專著，從此改變了科學家研究聚合物和大分子的方式。在將近半個世紀后，關于GPC的理論、實驗技術以及儀器性能均有了突飛猛進的發展，GPC也已被廣泛應用于工業、農業、醫藥、衛生、國防等各個領域。近年來，隨著生物醫藥的快速發展，GPC成為醫藥研發必不可少的工具。
人類使用高分子材料的歷史悠久，在生活各個方面無處不在，隨著人類社會對材料的需求不斷膨脹，高分子材料發展迅速，在國民經濟各個領域發揮重要作用，尤其在生物醫藥領域，高分子材料更是不可替代。研究人員若想開發出具有功能的高分子材料，獲取分子量和分子結構等信息是關鍵因素。
在GPC技術未出現之前，研究人員大多采用粘度法、滲透壓法和超離心沉淀等方法測量高分子聚合物的分子量，但這些方法不僅費時，而且操作繁瑣，另外消耗的溶劑量也很大。隨著GPC技術的問世與日漸成熟，研究人員能夠在無需花費太高成本、操作簡單的情況下，即可得到聚合物的相對分子量與分子結構，從而為生物醫藥類高分子和合成高分子材料的開發提供有力支持。
在生物醫藥蓬勃發展的大背景下，國內知名高?！虾＝煌ù髮W(以下簡稱交通大學)早在上世紀80年代就啟動了對生物醫藥類高分子和合成高分子的研究。在研究初期，多采用傳統GPC系統進行高分子和合成高分子的檢測，該系統只包含示差RI或紫外UV兩種檢測器，有較好的精度和重現性，能夠幫助科研人員得到相對分子量信息。但隨著研究的一步步深入，這樣的檢測器組合已經無法滿足他們的需要。要準確描繪出有助于控制聚合物性能的內部結構，除了分子量，聚合物的構象、支化和聚集等結構特征也是關鍵參數，而這些信息光憑示差RI和紫外UV檢測器是無法得出的。
儀器的檢測限制制約了交通大學在生物制藥領域的研究進展。為了突破這個瓶頸，他們開始考慮對現有的儀器進行升級換代。對他們來說，理想的設備要具備更多的功能，從而為他們提供盡可能詳細的分子信息。
尋求合適的儀器時，交通大學與英國馬爾文儀器有限公司(以下簡稱“馬爾文”)取得了聯系。馬爾文是全球材料及生物物理表征領域的企業，致力于為客戶提供各種高性能的物性分析解決方案。自上世紀90年代起，交通大學就開始與馬爾文合作。多年來，馬爾文產品以其出色的性能、簡便的操作和超高的效率一直備受交通大學的認可和信賴。
經過前期的試驗測試和專家研究論證，交通大學后選擇了馬爾文的四重檢測器GPC系統。該系統除了示差、粘度和PDA紫外檢測器，還包括馬爾文推出的擁有20個檢測角度的Viscotek SEC-MALS 20多角度光散射檢測器。這些檢測器被集成在一個色譜溫度控制系統中，在一次測試過程中可以同時收集所有檢測器信號，提供所檢測高分子的分子量Mw、Mn、Mz、分子量分布、高分子的特性粘度IV、高分子的Mark-Houwink曲線、高分子線團的大小以及共聚物的組分信息，大地豐富了表征手段，為科研工作提供有力的數據支持。
(圖：馬爾文四重檢測器GPC系統)
多檢測器 GPC實現信息流化
當前，在大多數聚合物的開發項目中，多檢測器GPC系統備受青睞。多檢測器的組合優勢可以將實驗效率化，使研究人員在短時間內就能夠獲取關于聚合物結構的全面信息。而目前市場上檢測范圍廣、內容豐富的檢測器組合當屬馬爾文的四檢測器凝膠色譜。它們互相支撐、補充，共同構建出聚合物性能和結構的詳細圖景。尤其在這套多檢測器凝膠色譜中，馬爾文開創性地使用了多項創新技術。
Viscotek SEC-MALS 20多角度光散射檢測器
光散射檢測器是目前檢測高分子分子量直接的方法，大部分GPC系統中都已普遍引入。近些年來，業界陸續開發出多種不同的光散射技術，如直角光散射(RALS)、小角度光散射(LALS)和多角度光散射(MALS)。其中，MALS在與蛋白質或生物制藥相關的領域應用尤其廣泛。
在選擇檢測系統時，通常受到多關注的就是檢測點的數量?，F代MALS技術傾向于配備數量較多的檢測點，以擬合更加復雜的散射模式曲線，得到的分子量和Rg數據。Viscotek SEC-MALS 20是市場上的靜態光散射檢測器。馬爾文該檢測器可利用多達20個角度的散射光強度，從而達到的散射角度外推效果和準確性，獲取準確的分子量結果。同時，它還可以檢測分子大小Rg，為高分子的構象研究提供數據。值得一提的是，使用馬爾文Viscotek SEC-MALS 20得到的全部是分子量信息，而不是傳統意義上通過分子量標準樣品得到的相對分子量信息，這樣進一步保障了數據的可靠性。
開創性的垂直流通池設計
MALS系統的一個基本特點是其垂直流通池設計。傳統的MALS系統都采用橫向流通池設計，具有結構簡單的特點，但實際檢測角度隨溶劑改變而改變，對應不同折光指數的流動相，可能需要兩種不同材料的流通池以應對測試，并且具有池體積較大的不利因素。
對于Viscotek SEC-MALS 20檢測器，馬爾文首開行業先例，采用垂直流通池設計，不僅測量角度的數量更多，而且還可以給予小角度測量更大的物理空間，以達到更高的準確性。馬爾文Viscotek SEC-MALS 20的流通池為同類產品中小，能有效避免大體積造成的色譜擴散效應。此外，垂直流通池還有另外一個優點，即它的檢測角度不隨溶劑折光指數的改變而改變，從而避免了水平流通池設計中的散射角度改變誤差。
第二代粘度檢測器傳感器
微分粘度計檢測器可以提供特性粘度的測試，得到分子尺寸、構象和結構等信息。馬爾文多檢測器凝膠色譜中使用的粘度檢測器為其創新的第二代粘度檢測器傳感器。和市場中其他傳感器產品相比，它的靈敏度更高，且耐酸堿，可以實現粘度檢測器在酸性流動相(如攜帶陽離子的刻聚糖樣品)下的檢測。
高度穩定的示差(RI)檢測器
準確地檢測高分子或蛋白質濃度對于得到高質量的分子量和分子結構數據至關重要。馬爾文高度穩定的Viscotek示差檢測器適合多檢測器GPC系統。折光指數檢測器可以使用軟件控制自動進行清洗，謹慎設計的清洗程序可以消除主要溫度變化，基線恢復快速。
PDA檢測器為理解高分子組成提供全新視角
作為另一個可供選擇的濃度檢測器，紫外吸收檢測器是一種非常適合分析高分子的組成——比如共聚物或者蛋白質共聚——的工具。馬爾文PDA檢測器可以得到全部紫外光譜范圍內的紫外吸收信號，由此從另外一個視角得到分子量變化對高分子組成的影響。
實際應用與反饋
馬爾文Viscotek凝膠滲透色譜系列檢測器為聚合物結構和物理性能提供了全面的分析方法，這對業界開發出先進的高分子材料，從而助力生物醫藥行業的發展，并滿足全球可持續發展的要求而言，具有重要意義。
目前，交通大學已將該儀器全面應用于其生物制藥相關的研究工作中。在馬爾文Viscotek四個檢測器的大力協助下，他們得到了寶貴的高分子聚合物的分子量及分子結構信息，建立起了分子量及其分子構象和聚合物之間的物理性能關系。交通大學研究人員可以采集到更多的數據，此外，得益于馬爾文Viscotek GPC系統采用100%的自動化控制，他們的工作效率也得以大幅度提升。
“馬爾文是的多檢測器凝膠滲透色譜提供商，多年來一直在研發新的GPC檢測技術，為高分子研究提供先進的儀器、技術和應用方法。在這次合作中，除了產品，馬爾文還為我們提供了非常專業、完善的售前應用支持和售后培訓，幫助我們快速熟悉儀器，并確保其始終處在的工作狀態?！鄙虾＝煌ù髮W寧老師表示。
