[發(fā)明專利]一種有機(jī)-無機(jī)雜化毛細(xì)管整體柱的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110085266.7
• 申請日: 2011-04-06
• 公開（公告）號: CN102225249A
• 公開（公告）日: 2011-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林子俺;龐紀(jì)磊;楊黃浩;張?zhí)m;陳國南
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: B01D15/22
• 分類號: B01D15/22;B01J20/281;B01J20/30;G01N30/60
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種毛細(xì)管整體柱的制備方法，更具體地涉及一種有機(jī)-無機(jī)雜化毛細(xì)管整體柱的制備方法。

背景技術(shù)

生物樣品的復(fù)雜性和多樣性對現(xiàn)有分離技術(shù)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。僅就色譜技術(shù)在分離科學(xué)研究中的應(yīng)用而言，人們已在微柱液相色譜、毛細(xì)管電色譜及其色譜固定相等方面做了大量的改進(jìn)，其核心部件是毛細(xì)管色譜柱。傳統(tǒng)的毛細(xì)管填充柱存在背壓大、裝填困難、需要制備柱塞等缺點(diǎn)，無法滿足快速、高效、高通量、高選擇性分離的要求。

整體柱作為繼多聚糖、交聯(lián)與涂漬、單分散之后的第四代分離介質(zhì)，正是應(yīng)對復(fù)雜樣品體系的快速、高效、高通量分析需要而發(fā)展起來的一種新型多孔微分離介質(zhì)（Iberer.?G,?Hahn.?R,?Jungbauer.?A,?LC-GC,?1999,?17:?998）。與傳統(tǒng)的填充柱相比，整體柱采用原位聚合，具有制備簡單、易于改性、高容量、傳質(zhì)快、柱效高以及試劑耗量少等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于來源寶貴的微量生物樣品，是當(dāng)前微分離分析領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)（Sykora.?D,?Svec.?F,?Frechet.?J.M,?J.?Chromatogr.?A,?1999,?852:?297）。毛細(xì)管整體柱按其基質(zhì)不同可分為無機(jī)整體柱和有機(jī)聚合物整體柱。以硅膠為基質(zhì)的無機(jī)整體柱具有快速、低壓、機(jī)械強(qiáng)度好等優(yōu)異特性，適合小分子物質(zhì)的高效快速分離，但制備繁瑣、需高溫老化、抗溶劑性能差、適用的pH范圍較小。而有機(jī)聚合整體柱制備方法簡單、pH適用范圍寬、單體及交聯(lián)劑選擇面廣、能夠?qū)崿F(xiàn)對生物大分子的高效、快速、高通量分離等優(yōu)點(diǎn)，但其溶脹效應(yīng)會影響固定相的穩(wěn)定性和機(jī)械性能。新近發(fā)展起來的有機(jī)-無機(jī)雜化法則是將有機(jī)硅烷與無機(jī)硅烷相結(jié)合，在溫和條件下通過“一步”或“二步”催化法聚合而成（Yan?L,?Zhang?Q,?Zhang?J?,?Zhang?L,?L?i?T,?Feng?Y,?Zhang?L,?Zhang?W,?Zhang?Y.?J.?Chromatogr.?A,?2004,?1046:?255；Ma,?J.?F.,?Liang,?Z.,?Qiao,?X.?Q.,?Deng,?Q.?L.,?Tao,?D.?Y.,?Zhang,?L.?H.,?Zhang,?Y.?K.,?Anal.?Chem.?2008,?80,?2949–2956.），制得的有機(jī)-無機(jī)雜化整體柱兼?zhèn)淞擞袡C(jī)整體柱和硅膠整體柱的優(yōu)點(diǎn)，具有寬的pH適用范圍及良好的機(jī)械穩(wěn)定性。然而，“一步”或“二步”催化法可供選擇的有機(jī)硅烷種類較少，成本昂貴、反應(yīng)時間過長，操作繁瑣，嚴(yán)重制約著該方法的推廣。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述不足，本發(fā)明提供了一種有機(jī)-無機(jī)雜化毛細(xì)管整體柱的制備方法，該方法原料來源簡單、反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)時間較短、成本低。

本發(fā)明提供的制備整體柱的方法，包括如下步驟：

1）將硅烷前驅(qū)體、分散劑以及催化劑混合，于冰水浴下劇烈攪拌至透明粘稠狀；

2）將有機(jī)功能單體、致孔劑和引發(fā)劑加入到步驟1）得到的透明粘稠液中，于0～4℃下超聲至完全溶解，將混合液注入經(jīng)乙烯基改性的石英毛細(xì)管內(nèi)，密封后置于水浴鍋內(nèi)，于35～45℃和60～75℃下分別加熱8～24小時完成聚合反應(yīng)，再用甲醇或乙腈清洗制得所述整體柱。

步驟1）中，所述硅烷前驅(qū)體為四甲氧基硅烷和四乙氧基硅烷中的一種以及乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的一種的混合物，或四甲氧基硅烷和四乙氧基硅烷中的一種以及3-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷和3-（甲基丙烯酰氧）丙基三乙氧基硅烷中的一種的混合物，即硅烷前驅(qū)體為乙烯基三甲（乙）氧基硅烷和3-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲（乙）氧基硅烷中的一種與四甲（乙）氧基硅烷的混合物，混合物中兩者的體積比為9-3：1；分散劑為聚乙二醇10000，用量為硅烷前驅(qū)體質(zhì)量的20%-35%；催化劑為0.01mol/L乙酸水溶液，催化劑與硅烷前驅(qū)體的體積比為4-1：1；

步驟2）中，所述有機(jī)功能單體為4-乙烯基苯硼酸、3-丙烯酰胺基苯硼酸或3-（2-羰基乙烯基）苯硼酸；致孔劑為二甘醇或丙酮；引發(fā)劑為偶氮二異丁腈，有機(jī)功能單體、致孔劑和引發(fā)劑的質(zhì)量比為18-40：56-160：0.2-1.0，有機(jī)功能單體、致孔劑和引發(fā)劑的總質(zhì)量占透明粘稠液質(zhì)量的16%-22%。

所述混合物中兩者的體積比優(yōu)選為5-6：1；分散劑的用量優(yōu)選為硅烷前驅(qū)體質(zhì)量的25%-30%；所述催化劑與硅烷前驅(qū)體的體積比優(yōu)選為2-3：1；所述有機(jī)功能單體、致孔劑和引發(fā)劑的質(zhì)量比優(yōu)選為20：80：0.6。

有機(jī)功能單體、致孔劑和引發(fā)劑的總質(zhì)量占透明粘稠液質(zhì)量的20%。