分子量（Molecular Weight, MW）及其分布是影响材料性能（如聚合物强度、药物缓释效率）的核心参数。本文系统解析分子量测试的五大类方法，结合ASTM、ISO、药典标准提供全流程技术指南，覆盖合成高分子、生物大分子及小分子化合物场景。

一、分子量测试方法分类与选型

二、核心方法操作流程与标准

1. 凝胶渗透色谱（GPC/SEC）

• 设备组成：
  • 色谱柱（TSKgel SuperMultiporeHz-M）、示差折光检测器（RID）、多角度光散射（MALS）；
• 测试步骤：
  1. 溶剂选择：THF（聚苯乙烯）、DMF含LiBr（聚酰胺）；
  2. 标准品校准：窄分布聚苯乙烯（PS）标样建立校正曲线；
  3. 数据计算：软件计算重均分子量（Mw）、分散指数（PDI）。
• 典型应用：
  • 聚乙烯（HDPE）Mw=50kDa~500kDa，PDI=2-10（ASTM D6474）。

2. 质谱法（ESI-TOF/MS）

• 流程要点：
  • 离子化：电喷雾电离（ESI）或基质辅助激光解吸（MALDI）；
  • 校准：使用CsI或蛋白质标准品（如胰岛素5,733Da）；
  • 数据解析：通过同位素峰分布计算精确分子量（精度±0.01%）。
• 应用案例：
  • 单克隆抗体（mAb）分子量≈150kDa（ESI-Q-TOF测定，USP <129>）。

3. 静态光散射（SLS）联用GPC

• 关键参数：
  • 激光波长：λ=658nm，散射角：90°+多角度；
  • Zimm方程拟合获得绝对分子量（无需标样）。
• 适用场景：
  • 支化聚合物（如聚乙烯亚胺）或共聚物分子量测定。

三、关键影响因素与误差控制

1. 样品前处理

• 溶解条件：
  • 完全溶解（超声+加热），避免微凝胶（如聚四氟乙烯需高温溶解）；
• 过滤处理：
  • 0.22μm滤膜去除颗粒（防止色谱柱堵塞）。

2. 标样选择与校准

• 绝对法 vs 相对法：
  • GPC-MALS（绝对法）适用未知结构样品；
  • GPC-RID（相对法）需同类型标样（如PS标样测PS，不可测PLA）。

3. 数据验证

• 平行测试：三次重复，RSD≤5%；
• 标准物质：NIST SRM 706（聚苯乙烯，Mw=180kDa）。

四、行业应用案例

1. 制药行业（蛋白质药物）

• SEC-HPLC：检测抗体聚集（二聚体Mw≈300kDa），纯度≥95%（药典标准）；
• CE-SDS：还原条件下测轻链（25kDa）与重链（50kDa）比例。

2. 塑料工业（聚丙烯）

• 高温GPC：1,2,4-三氯苯溶剂，测定Mw=200kDa~1,000kDa，控制PDI≤4.0。

3. 生物材料（透明质酸）

• SLS-MALS联用：测得多分散透明质酸Mw=500kDa~2,000kDa，用于关节润滑剂筛选。

五、创新技术趋势

1. AI分子量预测：
   • 基于聚合物结构的深度学习模型预测特性粘度与分子量；
2. 微流控芯片GPC：
   • 纳升级样品量快速分析（5分钟/样），用于高通量筛选；
3. 电荷检测质谱（CDMS）：
   • 直接测定超大分子复合体（如病毒衣壳，MW>10^6Da）。

通过精准的分子量测试，可优化材料设计并满足法规合规性。建议依据《合成聚合物分子量测定指南》（ISO 16014-2023）建立检测流程，并通过CNAS/GLP认证实验室确保数据可靠性。

检测机构资质证书

CMA认证

检验检测机构资质认定证书

证书编号：241520345370

有效期至：2030年4月15日

CNAS认可

实验室认可证书

证书编号：CNAS L22006

有效期至：2030年12月1日

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证书编号：ISO9001-2024001

有效期至：2027年12月31日

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