專利名稱：辛基型微柱液相色譜整體柱的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微柱液相色譜整體柱的制備方法，尤其是一種辛基型微柱液相色譜整體柱的制備方法。
背景技術(shù)：
微柱高效液相色譜(μ-HPLC)又稱毛細(xì)管液相色譜(c-HPLC)，是近幾年發(fā)展起來的一種色譜微分離技術(shù)，具有流動(dòng)相、固定相和樣品消耗量低，環(huán)境污染小，分離效率高，易于與其它檢測(cè)方法在線聯(lián)用等優(yōu)點(diǎn)，因此將在生化、醫(yī)藥、環(huán)境等領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。但μ-HPLC色譜柱的制備常采用裝填法，在較高流量條件下有很大的柱壓，這對(duì)色譜柱的使用壽命和儀器的維護(hù)有很大的影響。若流量太小，將導(dǎo)致分析時(shí)間的增加；同時(shí)微尺寸色譜柱的裝填困難，需要很高的裝柱技巧，而且對(duì)于毛細(xì)管色譜柱，需要在柱的兩端燒結(jié)過濾篩板，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
最近幾年發(fā)展的通過原位聚合而形成的整體柱固定相，由于具有優(yōu)異的通透性能、高空間利用率、制備簡(jiǎn)單、傳質(zhì)速度快、低柱壓和對(duì)于毛細(xì)管整體柱無需燒結(jié)過濾篩板等優(yōu)點(diǎn)，因此發(fā)展微柱液相色譜整體柱材料是解決μ-HPLC發(fā)展瓶頸一個(gè)非常理想的方法。
至今，整體柱主要限制在常規(guī)高效液相色譜(通常選擇柱的內(nèi)徑為3.2～4.6mm的常規(guī)不銹鋼管)和毛細(xì)管電色譜(通常選擇柱的內(nèi)徑為100～25μm的石英毛細(xì)管)，Pavel C.等人以甲基丙烯酸丁酯制備了內(nèi)徑為320um的石英毛細(xì)管，但其色譜容量仍較低，而且需要較高的制備技術(shù)，同時(shí)對(duì)液相色譜儀器也要做相應(yīng)的改造。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種以甲基丙烯酸辛酯為單體，乙二醇二甲基丙烯酸酯為交聯(lián)劑，偶氮二異丁睛或過氧化苯甲酰為引發(fā)劑，正丙醇、1，4丁二醇和水三元混合物為共溶劑，制備毛細(xì)管整體柱的方法，該整體柱材料可在μ-HPLC下進(jìn)行分離應(yīng)用。
本發(fā)明的步驟如下1在毛細(xì)管內(nèi)壁預(yù)鍵合一層帶烯基的硅烷化物質(zhì)；2制備甲基丙烯酸辛酯(MAOE)-乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)整體柱反應(yīng)單體混合物之間的比例為MAOE的重量百分比含量在59.5％～44.5％，EDMA重量百分比含量在39.5％～54.5％，引發(fā)劑偶氮二異丁睛(AIBN)或過氧化苯甲酰為0.5％～2％；致孔劑混合物之間的比例為丙醇50％～70％，1，4-丁二醇20％～40％，水5％～20％；單體混合物與致孔劑混合物之間的比例在35％/65％～55％/45％；按上述比例稱取反應(yīng)單體和致孔劑，混合后注入已預(yù)鍵合的毛細(xì)管內(nèi)，兩端封口，浸在40～70℃水浴中反應(yīng)6～24h。反應(yīng)完成后，截取所需長度，以甲醇為流動(dòng)相沖洗2～6h后即可進(jìn)行μ-HPLC分離操作。聚合反應(yīng)過程如下 所說的毛細(xì)管內(nèi)壁的預(yù)鍵合可按體積1∶(0.5～1.5)配制γ-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷(γ-MAPS)與甲醇混合溶液，然后加入上述混合溶液體積的0.1％～0.3％的有機(jī)堿，注入毛細(xì)管內(nèi)，并將毛細(xì)管兩端封口，置于30～50℃反應(yīng)6～24h后，用氮?dú)獯祾?～6h，至此，在毛細(xì)管內(nèi)壁鍵合上了一層帶烯基的硅烷化物質(zhì)；預(yù)鍵合反應(yīng)式如下
所說的有機(jī)堿為吡啶，三乙胺或咪唑等。在γ-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷(γ-MAPS)與甲醇混合溶液注入毛細(xì)管前，最好超聲脫氣，其時(shí)間可為5～20min。
將反應(yīng)液吸入已經(jīng)預(yù)鍵合好的一定長度的毛細(xì)空管中，兩端用橡膠小塞封口。
本發(fā)明使用甲基丙烯酸辛酯為單體，以石英毛細(xì)管為柱管，并在毛細(xì)管的預(yù)鍵合反應(yīng)中，加入干燥的有機(jī)堿(如吡啶，三乙胺，咪唑等)作為催化劑，可使γ-MAPS更容易與毛細(xì)管內(nèi)壁的硅羥基反應(yīng)，因此有更多的雙鍵與隨后的單體混合物發(fā)生共聚合反應(yīng)，這樣所得的整體柱材料具有很好的穩(wěn)定性能。所制得的整體柱無需在柱的兩端燒結(jié)過濾篩板，具有優(yōu)異的通透性能、高空間利用率、低柱壓、穩(wěn)定性強(qiáng)、制備簡(jiǎn)單，可簡(jiǎn)便地通過調(diào)整單體與交聯(lián)劑比例以及單體混合物與致孔劑的比例得到性能不同的整體柱，同時(shí)按實(shí)際需要可方便地控制整體柱的長度。


圖1為實(shí)施例1整體柱的電鏡掃描圖。
圖2為管壁與聚合物交接處的電鏡掃描圖。
圖3為實(shí)施例2整體柱的電鏡掃描圖。
圖4為實(shí)施例3液相色譜圖。
圖5為實(shí)施例4液相色譜圖。
圖6為實(shí)施例5中流速與柱壓的關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
實(shí)施例11)毛細(xì)管的內(nèi)壁清潔處理取內(nèi)徑為530μm，長5m的石英玻璃毛細(xì)管，先用0.1moL/L的HCl溶液以1.0mL/min的流速?zèng)_洗0.5h，用去離子水以1.0mL/min的流速?zèng)_洗至沖洗液為中性，再用0.1moL/L的NaOH溶液以1.0mL/min的流速?zèng)_洗2.0h，用去離子水以1.0ml/min沖洗至沖洗液為中性，最后用甲醇以1.0mL/min的流速?zèng)_洗15min后，用氮?dú)獯祾?h。
2)毛細(xì)管內(nèi)壁的預(yù)鍵合配制γ-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷(γ-MAPS)與甲醇混合溶液3.0mL(γ-MAPS∶MeOH＝1∶0.5)，然后加入3μL的干燥吡啶，超聲脫氣10min，用注射器注入已經(jīng)預(yù)處理的毛細(xì)管內(nèi)，并將毛細(xì)管兩端用橡膠塞封口，置于30℃反應(yīng)6h后，用氮?dú)獯祾?h，兩端用橡膠塞封口備用。至此，在毛細(xì)管內(nèi)壁鍵合上了一層帶烯基的硅烷化物質(zhì)。
3)整體柱的制備按甲基丙烯酸辛酯(MAOE)∶乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)∶偶氮二異丁睛(AIBN)為59.5％∶39.5％∶0.5％的比例配置反應(yīng)單體混合物，按丙醇60％，1，4-丁二醇30％，水10％的比例配置致孔劑混合物；將反應(yīng)單體混合物與致孔劑混合物按40％∶60％混合，然后超聲10min，沖氮?dú)?min，用注射器將反應(yīng)液吸入已經(jīng)預(yù)鍵合好長為23cm，內(nèi)徑為530μm的空毛細(xì)管，兩端用橡膠小塞封口，分別在60℃反應(yīng)6h，12h，24h，反應(yīng)完后，接到液相色譜泵上，用甲醇沖洗6h即可，圖1中的a、b、c分別為反應(yīng)6h，12h，24h的電鏡掃描圖。圖2為管壁與聚合物交接處的電鏡掃描圖。
實(shí)施例2毛細(xì)管的內(nèi)壁清潔處理同實(shí)施例1，毛細(xì)管內(nèi)壁的預(yù)鍵合中，配制γ-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷(γ-MAPS)與甲醇混合溶液3.0mL(γ-MAPS∶MeOH＝1∶1)，然后加入6μL的吡啶，注入已經(jīng)預(yù)處理的毛細(xì)管內(nèi)，并將毛細(xì)管兩端封口，置于45℃反應(yīng)12h后，用氮?dú)獯祾?h，兩端封口備用。配置反應(yīng)單體混合物，其中MAOE∶EDMA∶AIBN＝59.5％∶39.5％∶1％；致孔劑混合物之間的比例為丙醇60％，1，4-丁二醇30％，水10％；反應(yīng)單體混合物與致孔劑混合物之間的比例分別為35％∶65％；45％∶55％；50％∶50％；55％∶45％，混合后超聲10min，沖氮?dú)?min，然后用注射器將反應(yīng)液吸入已經(jīng)預(yù)鍵合好長為23cm，內(nèi)徑為250μm的空毛細(xì)管，兩端用橡膠小塞封口，分別在60℃反應(yīng)12h，反應(yīng)完后，接到液相色譜泵上，用甲醇沖洗3h即可，圖3a，3b，3c，3d分別為比例35％∶65％；45％∶55％；50％∶50％；55％∶45％的電鏡掃描圖。
實(shí)施例3取內(nèi)徑為50μm的毛細(xì)管，內(nèi)壁清潔處理同實(shí)施例1，毛細(xì)管內(nèi)壁的預(yù)鍵合中，配制γ-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷(γ-MAPS)與甲醇混合溶液3.0mL(γ-MAPS∶MeOH＝1∶1.5)，然后加入9μL的三乙胺，注入已經(jīng)預(yù)處理的毛細(xì)管內(nèi)，并將毛細(xì)管兩端封口，置于50℃反應(yīng)24h后，用氮?dú)獯祾?h，兩端封口備用。配置反應(yīng)單體混合物，其中MAOE∶EDMA∶AIBN為59.5％∶39.5％∶0.5％；致孔劑混合物之間的比例為丙醇70％，1，4-丁二醇20％，水10％；反應(yīng)單體混合物與致孔劑混合物之間的比例為40％∶60％，混合注入內(nèi)徑為50μm已經(jīng)預(yù)鍵合好長為23cm空毛細(xì)管，兩端封口，分別在70℃反應(yīng)12h，反應(yīng)完后，接到液相色譜泵上，用甲醇沖洗6h即可。
實(shí)施例4毛細(xì)管的內(nèi)壁清潔處理同實(shí)施例1，毛細(xì)管內(nèi)壁的預(yù)鍵合中，γ-MAPS∶MeOH＝1∶1.5，然后加入7μL的咪唑，其余操作同實(shí)施例1。配置反應(yīng)單體混合物，其中MAOE∶EDMA∶過氧化苯甲酰＝59.5％∶39.5％∶2％；致孔劑丙醇、1，4-丁二醇和水混合物之間的比例為60％∶35％∶5％；反應(yīng)單體混合物與致孔劑混合物之間的比例分別為40％∶60％，混合注入內(nèi)徑為320μm已經(jīng)預(yù)鍵合好長為25cm空毛細(xì)管，兩端封口，分別在60℃反應(yīng)24h，反應(yīng)完后，接到液相色譜泵上，用甲醇沖洗4h即可。
實(shí)施例5配置反應(yīng)單體混合物，其中MAOE∶EDMA∶AIBN為59.5％∶39.5％∶1％；致孔劑混合物之間的比例為丙醇60％，1，4-丁二醇30％，水10％；反應(yīng)單體混合物與致孔劑混合物之間的比例為40％∶60％，其余操作同實(shí)施例2。截取制備好的整體柱取長20.1cm，在μ-HPLC模式下，流動(dòng)相為乙腈/水＝35/65，流速為40μL/min，檢測(cè)波長254nm，對(duì)苯的同系物進(jìn)行分離，其譜圖如圖4所示。
實(shí)施例6用實(shí)施例1制備的整體柱，流動(dòng)相由5mmol/L 8-羥基喹啉-5-磺酸，3mmol/L十六烷基三甲基溴化銨，10mmol/L NaAc(pH＝4.8)和30％乙腈混合溶液組成；流速為40.L/min；熒光激發(fā)波長和發(fā)射波長分別為388nm和518nm，對(duì)Mg2+、Zn2+和Cd2+離子進(jìn)行分離，其譜圖如圖5所示。
實(shí)施例7配置反應(yīng)單體混合物，其中MAOE∶EDMA∶AIBN為59.5％∶39.5％∶1％；致孔劑混合物之間的比例為丙醇60％，1，4-丁二醇30％，水10％；反應(yīng)單體混合物與致孔劑混合物之間的比例分別為35％∶65％和45％∶55％，柱長則分別為19.7cm和20.1cm，流動(dòng)相為乙腈/水＝60/40，其余操作同實(shí)施例2，它們的流速與柱壓的關(guān)系如圖6a，6b所示。
權(quán)利要求
1.辛基型微柱液相色譜整體柱的制備方法，其特征在于步驟如下1)在毛細(xì)管內(nèi)壁預(yù)鍵合一層帶烯基的硅烷化物質(zhì)；2)制備甲基丙烯酸辛酯-乙二醇二甲基丙烯酸酯整體柱反應(yīng)單體混合物之間的比例為MAOE的重量百分比含量在59.5％～44.5％，EDMA重量百分比含量在39.5％～54.5％，引發(fā)劑偶氮二異丁睛或過氧化苯甲酰為0.5％～2％；致孔劑混合物之間的比例為丙醇50％～70％，1，4-丁二醇20％～40％，水5％～20％；單體混合物與致孔劑混合物之間的比例在35％/65％～55％/45％；按比例稱取反應(yīng)單體和致孔劑，混合后注入已預(yù)鍵合的毛細(xì)管內(nèi)，兩端封口，浸在40～70℃水浴中反應(yīng)6～24h，反應(yīng)完成后，截取所需長度，以甲醇為流動(dòng)相沖洗2～6h后即可進(jìn)行μ-HPLC分離操作。
2.如權(quán)利要求1所述的辛基型微柱液相色譜整體柱的制備方法，其特征在于所說的毛細(xì)管內(nèi)壁的預(yù)鍵合按體積1∶0.5～1.5配制γ-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷與甲醇混合溶液，然后加入上述混合溶液體積的0.1％～0.3％的有機(jī)堿，注入毛細(xì)管內(nèi)，并將毛細(xì)管兩端封口，置于30～50℃反應(yīng)6～24h后，用氮?dú)獯祾?～6h，在毛細(xì)管內(nèi)壁鍵合上一層帶烯基的硅烷化物質(zhì)。
3.如權(quán)利要求2所述的辛基型微柱液相色譜整體柱的制備方法，其特征在于所說的毛細(xì)管內(nèi)壁的預(yù)鍵合按體積1∶1配制γ-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷與甲醇混合溶液。
4.如權(quán)利要求2所述的辛基型微柱液相色譜整體柱的制備方法，其特征在于所說的有機(jī)堿為吡啶，三乙胺或咪唑。
5.如權(quán)利要求2所述的辛基型微柱液相色譜整體柱的制備方法，其特征在于在γ-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷與甲醇混合溶液注入毛細(xì)管前，超聲脫氣。
6.如權(quán)利要求5所述的辛基型微柱液相色譜整體柱的制備方法，其特征在于在γ-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷與甲醇混合溶液注入毛細(xì)管前超聲脫氣的時(shí)間為5～20min。
全文摘要
涉及一種辛基型微柱液相色譜整體柱的制備方法。步驟為在毛細(xì)管內(nèi)壁預(yù)鍵合一層帶烯基的硅烷化物質(zhì)；制備甲基丙烯酸辛酯－乙二醇二甲基丙烯酸酯整體柱，稱取反應(yīng)單體和致孔劑混合后注入已預(yù)鍵合的毛細(xì)管內(nèi)，水浴中反應(yīng)后，以甲醇為流動(dòng)相沖洗后即可進(jìn)行μ－HPLC分離操作。使用甲基丙烯酸辛酯為單體，以毛細(xì)管為柱管，并在毛細(xì)管的預(yù)鍵合反應(yīng)中，加入有機(jī)堿作為催化劑，可使γ－MAPS更容易與毛細(xì)管內(nèi)壁的硅羥基反應(yīng)，所得整體柱無需在柱兩端燒結(jié)過濾篩板，具有優(yōu)異的通透性能、高空間利用率、低柱壓、穩(wěn)定性強(qiáng)、制備簡(jiǎn)單，可簡(jiǎn)便地通過調(diào)整單體與交聯(lián)劑比例以及單體混合物與致孔劑的比例得到性能不同的整體柱，同時(shí)按實(shí)際需要可方便地控制整體柱的長度。
文檔編號(hào)G01N30/60GK1554945SQ200310121890
公開日2004年12月15日 申請(qǐng)日期2003年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月24日
發(fā)明者黃曉佳, 黃本立, 王秋泉 申請(qǐng)人:廈門大學(xué)