[發明專利]一種有機-無機雜化整體柱的制備方法

有效

• 申請號: 201210355509.9
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN102872613A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 馮鈺錡;章珺;陳鳴鑾;張錚
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: B01D15/22
• 分類號: B01D15/22;B01J20/281;B01J20/30
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明涉及整體柱的制備方法，特別涉及一種有機-無機雜化整體柱的制備方法。?

背景技術

整體柱是通過原位聚合的方法所形成的連續、多孔的整體固定相床層。整體柱同時具有微米級的骨架及通孔，和納米級的中孔，因此，與傳統的填充型色譜柱相比，具有滲透性好、傳質速率高等優點。此外，在整體柱制備過程中容易實現對其孔結構、比表面積、表面性質的調控。這些優勢使得整體柱作為一種新型分離介質，在化學、醫藥、食品、環保、生化及工業制備等眾多領域發揮越來越重要的作用。?

根據材料的種類，整體柱可分為有機聚合物整體柱和硅膠基質整體柱兩種類型。有機聚合物整體柱制備簡單，生物相容性好，但是有一個明顯缺點，就是在某些溶劑中易發生溶脹或收縮，導致整體結構性能的改變。硅膠整體柱在有機溶劑條件下穩定，具有較好的機械穩定性，柱效高等優點，但是在干燥和焙燒過程中極易產生開裂和收縮現象，并且通常需要花費一定時間對硅膠整體柱進行修飾以引入功能基團，整個制備過程比較復雜。雜化整體柱是在硅膠整體柱的基礎上發展起來的，在有機溶劑條件下穩定，且具有較好的機械穩定性，同時能夠避免開裂和收縮現象。因此，有機-無機雜化整體柱的制備與應用成為了色譜學的又一研究熱點。?

有機-無機雜化整體柱的制備方法主要采用在反應物中加入具有色譜保留基團的功能化三甲氧基或三乙氧基單體的溶膠—凝膠法。目前，已經報道合成了許多不同功能基團的有機-無機雜化整體柱，例如長鏈烴基、苯基、氨基、磺酸根等（《Electrophoresis》雜志，第26卷，2935（2005年）；《Journal?of?Chromatography?A》雜志，第1121卷，92（2006年）；《Journal?of?Chromatography?A》雜志，第1046卷，255（2004年）；Journal?of?Chromatography?A》雜志，第1217卷，3547（2004年）），在高效液相、微柱液相、毛細管電泳、加壓電色譜?等多種色譜模式下獲得成功應用。?

近年來，許多課題組紛紛嘗試將功能單體修飾于雜化整體柱表面以開發更多帶有不同功能基團的雜化整體柱，并取得一定突破。Zou等人（《Analytical?Chemistry》雜志第81卷，3529（2009年））開發了“一鍋法”制備雜化整體柱的技術，即在反應物中加入四甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、功能單體十二烷基二甲基烯丙基溴化銨和引發劑偶氮二異丁腈，首先在40°C下反應12h形成表面帶有乙烯基功能基團的骨架，然后在60°C下反應12h，利用雙鍵間的自由基反應將功能單體鍵合到整體柱表面形成表面帶有長碳鏈的雜化整體柱，并成功應用于牛血清蛋白酶解產物和小鼠肝臟提取物的酶解產物的分析。Yao等人（《Talanta》雜志，第91卷，52（2012））通過巰基-雙鍵之間的“點擊化學（click?reaction）”反應對已經制備好的乙烯基雜化整體柱表面進行修飾改性，合成了具有長鏈烴基及磺酸根雙功能基團的雜化整體柱，并用苯的同系物、5種芳香胺類物質進行了色譜性能評價，證明該整體柱同時具有疏水和離子交換的保留機理。?

然而，上述的有機-無機雜化整體柱的制備方法依然面臨商品化的具有色譜保留基團的功能化三甲氧基或三乙氧基單體，及含巰基的功能單體的種類不多，需要人工合成功能單體，步驟復雜；需要兩步加熱反應24h，制備周期較長等瓶頸。?

發明內容

針對背景技術中存在的不足，本發明提供了一種有機-無機雜化整體柱的制備方法，其具體方案如下：?

一種有機-無機雜化整體柱的制備方法，其特征在于：以硅烷偶聯試劑形成表面帶有巰基基團的整體柱骨架；同時利用巰基-雙鍵之間的“點擊化學反應”，在硅膠整體柱形成的同時，將含末端碳碳雙鍵功能單體直接鍵合到整體柱表面。?

具體步驟如下：?

1）將硅烷偶聯劑?及反應量的致孔劑在甲酸或乙酸溶液中水解，得到溶液1；?

2）將末端含碳碳雙鍵的功能單體和發生“點擊化學反應”所需的反應量的引發劑加入到溶液1中，混合均勻制得預聚液；?

3）將上步所制預聚液填入經過預處理的毛細管中，兩端密封，于20℃～80℃溫度范圍內使其反應形成均一柱體，用有機溶劑沖洗反應后的毛細管，洗去殘余的反應試劑，即得。?

作為優選項：?

所述致孔劑為聚乙二醇、聚環氧乙烷或聚丙烯酰胺。?

所述引發劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異丁瞇鹽酸鹽。?

所述有機溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、乙腈、二甲基甲酰胺或二甲基亞砜。?