[發明專利]高效液相色譜多孔硅膠空心微球填料及其制備方法

無效

• 申請號: 201310323056.6
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN103394337A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 龔彩榮;李雪云;范國樑;張珊珊;寧云龍
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B01J20/283
• 分類號: B01J20/283;B01J20/30;C08F112/08
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王秀奎

技術領域

本發明屬于高效液相色譜柱填料技術，更具體地說，涉及一種硅膠多級孔空心球及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著我國社會主義市場經濟的不斷發展，食品安全逐漸成為備受關注的焦點。因此，食品中有害物質的檢測，尤以蔬菜中的農殘檢測為主，變得越來越重要。目前，高效液相色譜法（HPLC）是檢測農殘含量的一種主要技術手段。色譜柱填料的發展是色譜技術進步的源動力。色譜是生命物質分析的一種重要手段，隨著分析對象的不斷增多，樣品的復雜程度日益提高，對色譜技術的要求也越來越高。其中色譜柱的填料對色譜分離至關重要，是實現有效分離的關鍵。理想的柱填料應具有狹窄的粒徑分布，較高的比表面積及合適的孔結構，并具有穩定的化學性能和機械強度。其中孔徑是影響色譜填料分離效果的關鍵因素，孔徑的大小決定了色譜填料的比表面積，填料的比表面積隨孔徑的增大而減小，而分離效率隨孔徑減小而提高。與其他填料相比，由于硅膠表面上存在著足夠的可反應的硅醇基，同時硅膠載體基質具有強度好、多孔結構、表面積易于人為控制和較好的化學穩定性等優點而被人們廣泛研究，以硅膠為基質的現代高效液相色譜填料占90%以上，絕大部分為多孔球形基質。經過多年的發展，國內外專家學者進行了大量的研究工作，將制備全多孔球形硅膠的方法分為四類：堆砌硅珠法、兩相法、噴霧干燥法和生物囊法。上述四種合成方法中堆砌硅珠法應用最為廣泛，但由于諸多原因我國高性能的多孔硅膠基質仍需要進口。目前，國產填料在性能和品種上與國外發達國家還有較大的差距,主要體現在制備方法落后以及填料性能欠佳兩個方面。

為了提高效率，粒徑均勻，直徑小，球形均一，孔徑分布集中，比表面積大的硅膠填料成了色譜工作者爭相追求的目標，在高效液相色譜分離、檢測農殘成分含量過程中，硅膠微球是一種理想的耐高壓、高機械強度的填料。現階段分離、檢測農殘成分含量過程中高效液相色譜使用5μm的硅膠實心微球，但是色譜柱壓力是一個難題。此外，在分離、檢測過程中涉及使用的最佳流速、分離速度等問題也不容忽視。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，克服已有高效液相色譜填料的實心球問題和大粒徑，提供一種空心的多孔的小粒徑的填料及其制備方法，該填料具有優異的分離性能，適合應用在高效液相色譜中，其制備方法過程簡單。

本發明的目的通過下述技術方案予以實現：

高效液相色譜多孔硅膠空心微球填料及其制備方法，按照下述步驟進行制備：

第一步，利用分散聚合法制備聚苯乙烯（PS）微球模板，使用乙醇和水組成的混合溶劑，其中乙醇質量份數為60—65份、水為5—12質量份；聚乙烯吡咯烷酮為分散劑，高分子聚合中常用的熱引發劑，如偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈或者過氧化苯甲酰，選擇反應的溫度為熱引發劑的引發溫度之上，具體來說需要：

首先將2份（質量份數）聚乙烯吡咯烷酮溶于由60份（質量份數）乙醇和8份（質量份數）蒸餾水組成的混合溶劑中，再將其投入裝有溫度計、攪拌器和冷凝器的四口瓶中，通氮氣保護，于60—80℃下預分散0.5—1小時。然后加入30份（質量份數）單體苯乙烯和0.3份（質量份數）引發劑偶氮二異丁腈，在60—80℃下反應10—18小時。將所得產物用10000r/s超速離心機離心10—20分鐘，沉淀物用體積分數為95%的乙醇水溶液洗滌，沉降后去除上清液，上述操作反復兩次后常溫下干燥成乳白色聚苯乙烯粉體低溫保存。

第二步，在聚苯乙烯表面包裹聚乙烯亞胺（PEI），使得聚苯乙烯微球表面帶有正電荷（即PEI@PS），具體來說需要：

將5.4份聚乙烯亞胺溶于水中，制成質量分數為5.4%的水溶液并攪拌均勻，然后加入6份第一步制得的聚苯乙烯樣品，磁力攪拌6-10個小時，將所得產物用10000r/s超速離心機離心10—20min，取出，放入烘箱中，在60—80℃下烘干8—10h。利用Bl-90plus電泳儀測得包裹后樣品的表面電勢為29.38mv，較之前PS樣品有明顯增加，證明其包裹成功。

第三步，利用溶膠—凝膠法制備聚苯乙烯包裹聚乙烯亞胺（PEI）/硅膠，具體來說需要：

首先，在250ml的燒杯中加入5—20質量份硅酸乙酯，1.5—6質量份乙烯基三甲氧基硅烷（VTMS）和蒸餾水質量份5—15，均勻攪拌至不分層（至少30min），然后加入包裹聚乙烯亞胺的聚苯乙烯5—20質量份，繼續攪拌，直至成為凝膠，停止攪拌，得到固體的聚苯乙烯/硅膠復合體，在60℃下烘干8小時。