[發明專利]一種親水強陰離子交換作用雜化硅膠毛細管電色譜柱

有效

• 申請號: 201110397961.7
• 申請日: 2011-12-05
• 公開（公告）號: CN102489345A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 林旭聰;王嘯;鄭燕瓊;謝增鴻
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: B01J41/20
• 分類號: B01J41/20;B01D15/04
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及一種親水強陰離子交換作用雜化硅膠毛細管電色譜柱及其制備方法，屬于毛細管電色譜技術領域。

背景技術

毛細管電色譜（capillary?electrochromatography，CEC）是近年來發展的一種快速高效的微分離技術，以電滲流（EOF）或電滲流結合壓力驅動流動相，同時具有高效液相色譜的高選擇性和毛細管電泳的高效性。目前電色譜柱主要分為三種類型：毛細管開管柱、毛細管填充柱和毛細管整體柱。其中毛細管整體柱具有制備簡單、內部結構均勻、傳質速度快、低柱壓和無需燒結柱塞等優點，成為CEC領域的一個研究熱點。作為毛細管電色譜整體柱中的一類，硅膠整體柱相比其它整體柱，具有高的機械強度、良好的耐溶劑、耐高低溫等性能，成為電色譜柱發展的一個重要的方向。

近年來，雜化型硅膠整體柱因其綜合了有機和硅膠整體柱的優勢，與傳統硅膠整體柱相比，具有耐酸堿性、制備工藝簡單，耗時短等優點，受到越來越多的關注（Anal.?Chem.?1990,?62,?2478-2483）。目前，硅膠整體柱的制備主要還是集中在非極性固定相（如C18、C14或C6等）以反相模式分離極性和中性化合物（Anal.?Chem.?2000,?72,?4090-4099；J.Sep.Sci.，2007,?30,?3027-3034；J.?Chromatography.?A.?2006,?1117,?170-175）。對于強極性和堿性化合物的分離分析研究較少，制備親水離子交換作用的硅膠整體柱仍是一個挑戰。現有離子作用的硅膠柱制備技術主要基于聚合后胺基修飾技術，將伯胺、仲胺基團修飾于硅膠柱骨架而制成所需整體柱。在季銨基團修飾方面，主要采用Sol-gel一步縮聚技術，將帶有季銨基團的有機硅氧烷試劑和甲氧基硅氧烷縮聚，從而形成親水強陰離子作用固定相。由于帶有季銨基團的有機硅氧烷試劑極為有限（迄今僅有一種），這類制備方法難于推廣。

目前，基于有機單體和帶有乙烯基團的硅氧烷共價聚合的一步法得到了發展，通過該法可以將帶有季銨基團的有機單體在預縮聚的硅氧烷骨架上共聚反應，得到穩定性良好的有機無機雜化硅膠聚合物。由于帶有季銨基團的有機單體數量多，從而可以有效突破了功能化有機硅氧烷試劑極少的限制。但是，由于極性的硅膠體系、有機離子單體和常規的疏水性引發劑之間存在不兼容問題，反應體系的均一性亟待解決。目前，基于一步法的反相雜化硅膠聚合物發展良好，但在親水強陰離子作用的雜化硅膠整體柱方面，尚未見相關技術報道。

發明內容

本發明目的是提供一種親水強陰離子交換作用雜化硅膠毛細管電色譜柱及其制備方法。本發明將水溶性引發劑應用于有機無機雜化反應，解決了常規雜化技術中各組分兼容性較差甚至不相容的問題；本發明建立了親水強陰離子交換作用雜化硅膠整體柱的聚合反應各組分配比，制備了全新的雜化硅膠整體柱。本發明所制備的固定相基質為有機無機雜化硅膠，表面帶有強極性的季銨離子基團，在較大pH范圍內提供強而穩定電滲流，同時能提供離子交換的位點，滿足酸性和堿性化合物的連續分離要求。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明的親水強陰離子交換作用雜化硅膠毛細管電色譜柱固定相經由有機硅氧烷凝膠縮聚反應和季銨離子有機單體與硅膠骨架乙烯鍵共聚反應制得，原料配方中組分配比為：硅氧烷（TMOS：四甲氧基硅烷，VTMS：乙烯基三甲氧基硅烷）TMOS/VTMS=3:1-5:1（體積比），季銨離子有機單體的濃度為60-80?mg/mL，水溶性引發劑?0.7%-1.0%?（重量百分比）。其中，季銨離子有機單體為丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨；所述的引發劑為水溶性的偶氮二異丁脒鹽酸鹽、過硫酸銨中的一種。

本發明的親水強離子交換雜化硅膠毛細管電色譜柱的制備方法為：將硅氧烷試劑按上述比例溶解于0.01mol/L的乙酸溶液（含有270?mg/2.5?mL?聚乙二醇PEG），于冰水浴中攪拌水解制得溶膠凝膠體系；取該溶膠凝膠液與有機離子化合物單體：丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、引發劑：偶氮二異丁脒鹽酸鹽或過硫酸銨在超聲振蕩下混合后；將混合液注入預處理過的石英毛細管內，將毛細管兩端封閉，浸于40℃水浴5~24h后，移至60℃水浴中或置于25℃紫外燈下反應5～40h，除去柱內的殘留試劑，得到極性離子交換雜化硅膠電色譜柱。

本發明的顯著優點：