[发明专利]一种基于顶空气相色谱测量瓜尔胶分子量的方法

说明书

本发明公开了一种基于顶空气相色谱测量瓜尔胶分子量的方法；其包括了样品制备、标准曲线建立、样品检测、结果计算等步骤。首先，采用本方法测定瓜尔胶分子量时，不需要准备太多的样品，样品用量少，不需要结构类似的标准样品。其次，在测定的过程中也不需要对瓜尔胶溶液进行过多的操作，仅需称取一定量的瓜尔胶溶液置于顶空瓶后，进行三次连续顶空气相色谱分析，然后将色谱信号值带入到事先建立好的标准曲线中即可求出瓜尔胶的分子量。因此，采用本方法进行瓜尔胶分子量的测定，不仅可以简化操作流程，而且大大缩短了测试时间，使检测结果可以即时给出，而且结果客观准确。

技术领域

本发明涉及大分子有机物的分子量测定技术领域，尤其涉及一种基于顶空气相色谱测量瓜尔胶分子量的方法。

背景技术

顶空气相色谱法，又称液上气相色谱技术。顶空气相色谱利用液(固)体中挥发性组分在密闭恒温系统中达平衡后，气相和液(固)相中挥发组分比值恒定的原理，对平衡后液(固)上部的蒸气进行气相色谱分析。它也可以利用样品中被测成分对挥发性示踪剂的“排斥”或“吸附”作用，得到试样上方挥发性物质气相组分的峰面积，通过测量连续两次峰面积的比值，建立峰面积比值和待测量关系模型，实现对非挥发性成分的间接测定。它采用气体进样，样品处理简单，分析速度快，干扰少等优点，因而被广泛关注，有些已被列入标准方法。

瓜尔胶为大分子天然亲水胶体，属于天然半乳甘露聚糖。瓜尔胶是已知的最有效和水溶性最好的天然聚合物，广泛应用于食品、制药、化妆品、个人保健、石油、造纸和纺织印染等行业。不同分子量的多糖在生物学活性方面有很大的差异，分子量直接影响着生物高分子的物理、化学性能，准确测定生物高分子的分子量极为重要。目前，在天然高分子领域，主要是采用黏度法、凝胶渗透色谱法对其分子量进行测量。黏度法，即：将试样溶解在适宜的溶剂中(如水)，它的特性粘度[η]和分子量之间存在着一定的关系，即:Mark-Houwink非线性方程：[η]＝KM^α。其中[η]是特性黏度，M是分子量，K和α是依赖于溶剂和温度的经验常数，不同物质的K和α不同。因此黏度法测定分子量相对比较麻烦。凝胶渗透色谱法，用GPC凝胶色谱仪测量分子量相对黏度法更为快捷，但需要用与待测物质的结构类型相似的标准品先做标准曲线，有些标准样品不易找到甚至有的价格相当昂贵，这给测定带来诸多不便。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种快速、准确、操作简便的基于顶空气相色谱测量瓜尔胶分子量的方法，克服目前测量瓜尔胶分子量的方法所存在的弊端。

本发明采用少量的正丁醇为示踪剂，在瓜尔胶水溶液中加入挥发性物质正丁醇，在体系中正丁醇存在气-液两相平衡。所以，正丁醇的分配系数符合亨利定律，即：

式中：C_g，C_l分别表示为正丁醇在气相中的浓度和在液相中的浓度。

如果正丁醇分散在不同粘度的瓜尔胶水溶液中，正丁醇释放到顶空瓶上方空间的速率就会不同。因此可以建立顶空瓶上部空间示踪剂信号值和瓜尔胶水溶液粘度的关系的模型。

瓜尔胶的特性粘度[η]和分子量之间存在着一定的关系Mark-Houwink非线性方程即：

η＝KMv^α

式中：η是特性黏度，Mv是粘均分子量，K和α是依赖于溶剂和温度的经验常数，K为4.34，α为0.73。

基于以上原理，利用顶空气相色谱分析检测一系列不同分子量的，含有正丁醇示踪剂的同样浓度瓜尔胶水溶液。将所得正丁醇气相信号值与相对应的瓜尔胶的粘均分子量(从黏度法获得)之间建立适当的模型。通过标准曲线，测量未知瓜尔胶分子量的正丁醇气相信号值，与标准曲线对应，所得到分子量的值即为未知瓜尔胶的粘均分子量。

本发明通过下述技术方案实现：