一種表面修飾納米纖維素衍生物的開管毛細管柱及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種表面修飾納米纖維素衍生物的開管毛細管柱及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]手性是自然界中普遍存在的現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)不同的手性對映體在藥理活性及其他方面(如毒性、不良反應(yīng)等)有著巨大的差別。纖維素是自然界取之不盡用之不竭的可再生天然高分子，是最易得的天然光學(xué)活性高分子，而且容易修飾或衍生，具有特殊的手性識別能力，其作為手性固定相發(fā)展迅速，應(yīng)用廣泛。目前，國內(nèi)外許多科研機構(gòu)在纖維素手性拆分劑研宄方面取得了很大進展，一批纖維素固定相產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)展為商品柱。
近年來，隨著納米材料的深入發(fā)展，在納米尺寸范圍操縱纖維素分子及其超分子聚集體，設(shè)計并組裝出具有優(yōu)異功能的新納米精細化工品及新納米材料成為纖維素科學(xué)的前沿領(lǐng)域。與粉體纖維素以及微晶纖維素相比，納米纖維素有許多優(yōu)良性能，如高純度、高聚合度、高結(jié)晶度、高親水性、高楊氏模量、高強度、超精細結(jié)構(gòu)和高透明性等。因此，納米纖維素的制備、結(jié)構(gòu)、性能與應(yīng)用是目前國內(nèi)外纖維素化學(xué)研宄的重點和熱點。
[0003]毛細管電泳在手性分離中具有以下優(yōu)點:(I)較高的分離效率，使具有較小分離選擇系數(shù)的對映體也可以達到滿意的分離度；(2)可供選擇的分離模式多且變換簡單，手性選擇試劑直接加入載體電解質(zhì)中，容易通過選用不同的手性選擇試劑和改變背景電解質(zhì)溶液的組成提高分離選擇性；(3)手性選擇劑的消耗量很少，運行成本較低，對環(huán)境污染小。因此，毛細管電泳在手性分離中應(yīng)用廣泛。
[0004]然而，迄今為止，未見納米纖維素作為毛細管電泳管壁修飾劑應(yīng)用于手性拆分的相關(guān)報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有手性分離技術(shù)中存在的困難，如制備過程繁瑣、成本昂貴、分離效率低等，提供一種以納米纖維素衍生物為手性分離基質(zhì)，通過將其涂覆于毛細管內(nèi)壁，制備成納米纖維素手性開管毛細管柱。本發(fā)明工藝簡單、成本低廉、分離效率高，適用于手性分離分析。
[0006]為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案包括以下步驟:1.納米纖維素衍生物的制備；2.納米纖維素衍生物開管毛細管的制備。以下為具體步驟:
1)將微晶纖維素用64%的濃硫酸水解，然后離心除去未水解纖維素，得到納米纖維素，冷凍干燥；采用6位保護的方法在納米纖維素上修飾3，5-二甲基苯基異氰酸酯制得納米纖維素衍生物；
2)將毛細管依次用0.lmol/L的NaOH、蒸餾水、0.lmol/L的HC1、蒸餾水進行活化處理；
3)將處理好的毛細管固定在泵頭上，在0.1?1.0 mL/min流速下，首先將表面活性劑水溶液動態(tài)通入毛細管中，通過靜電作用吸附在毛細管內(nèi)壁，然后利用隊吹掃出多余的表面活性劑；將步驟I)所得納米纖維素衍生物溶解于吡啶中加入到正硅酸乙酯的乙醇溶液中，冰浴條件下攪拌反應(yīng)4小時后，溶液呈溶膠狀，利用真空泵將其注入毛細管內(nèi)，用吡啶沖洗去除毛細管通道內(nèi)多余的殘留溶膠，最后將毛細管放置在真空干燥箱內(nèi)在50?100°C下使其凝膠，即得修飾了納米纖維素衍生物的開管毛細管柱。
[0007]所述表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基氯化銨、N, N, N-三甲基-1-十四烷基溴化銨或二癸基二甲基氯化銨。
[0008]所述表面活性劑水溶液的濃度為5?50 mol/Lo
[0009]所述納米纖維素衍生物溶膠中納米纖維素衍生物的含量為0.05?0.5 mg/mL。
[0010]上述開管毛細管柱在氨基酸手性對映體的毛細管電泳分離分析中的應(yīng)用。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
1、本發(fā)明所述開管柱的制備方法簡單、成本低，可用于規(guī)模化制備毛細管開管柱。
[0012]2、本發(fā)明所述開管柱對手性氨基酸具有滿意的分離效果。
【附圖說明】
[0013]圖1為裸毛細管開管柱的掃描電鏡圖。
[0014]圖2為本發(fā)明所述納米纖維素衍生物修飾的毛細管開管柱的掃描電鏡圖。
[0015]圖3為本發(fā)明所述納米纖維素衍生物修飾的毛細管開管柱用于苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸手性分離的電泳圖。電泳條件為:pH 9.48的0.2 mol/L硼砂緩沖體系，15 kV分離高壓，溫度25°C，進樣時間為5 S，檢測波長250 nm。
【具體實施方式】
[0016]實施例1
將10 g微晶纖維素用64%的濃硫酸水解，多次離心后，除去未水解纖維素，得到納米纖維素，冷凍干燥后得約3 g;將3 g納米纖維素采用6位保護的方法在納米纖維素上修飾3，5- 二甲基苯基異氰酸酯。將毛細管依次用0.lmol/L的NaOH，蒸餾水，0.lmol/L的HCl，蒸餾水處理活化。再將處理好的毛細管固定在泵頭上，在0.lmL/min的流速下，首先將10mol/L十六烷基三甲基溴化銨通入毛細管中，通過靜電作用吸附在毛細管內(nèi)壁，然后利用N2吹掃至無溶液流出；再將上述制備的納米纖維素衍生物溶解于吡啶中加入到正硅酸乙酯的乙醇溶液中，納米纖維素衍生物濃度為0.1 mg/mL，冰浴條件下攪拌反應(yīng)4小時后，溶液呈溶膠狀，將此納米纖維素衍生物的溶膠利用真空泵注入毛細管內(nèi)，形成開管毛細管柱；然后用吡啶沖洗去除毛細管通道內(nèi)的殘留溶膠，將毛細管放置在真空干燥箱內(nèi)在60 °C將其凝膠，制得修飾了納米纖維素衍生物的手性毛細管開管柱。
[0017]實施例2
將10 g微晶纖維素用64%的濃硫酸水解，多次離心后，除去未水解纖維素，得到納米纖維素，冷凍干燥后得約3 g;將3 g納米纖維素采用6位保護的方法在納米纖維素上修飾3，5- 二甲基苯基異氰酸酯。將毛細管依次用0.lmol/L的NaOH，蒸餾水，0.lmol/L的HCl，蒸餾水處理活化。再將處理好的毛細管固定在泵頭上，在0.2 mL/min的流速下，首先將20mol/L十六烷基三甲基溴化銨通入毛細管中，通過靜電作用吸附在毛細管內(nèi)壁，然后利用N2吹掃至無溶液流出；再將上述制備的納米纖維素衍生物溶解于吡啶中加入到正硅酸乙酯的乙醇溶液中，納米纖維素衍生物濃度為0.2 mg/mL，冰浴條件下攪拌反應(yīng)4小時后，溶液呈溶膠狀，將此納米纖維素衍生物的溶膠利用真空泵注入毛細管內(nèi)，形成開管毛細管柱；然后用吡啶沖洗去除毛細管通道內(nèi)的殘留溶膠，將毛細管放置在真空干燥箱內(nèi)在80 °C將其凝膠，制得修飾了納米纖維素衍生物的手性毛細管開管柱。
[0018]實施例3
將10 g微晶纖維素用64%的濃硫酸水解，多次離心后，除去未水解纖維素，得到納米纖維素，冷凍干燥后得約3 g;將3 g納米纖維素采用6位保護的方法在納米纖維素上修飾3，5- 二甲基苯基異氰酸酯。將毛細管依次用0.lmol/L的NaOH，蒸餾水，0.lmol/L的HCl，蒸餾水處理活化。再將處理好的毛細管固定在泵頭上，在0.3 mL/min的流速下，首先將40mol/L十六烷基三甲基溴化銨通入毛細管中，通過靜電作用吸附在毛細管內(nèi)壁，然后利用N2吹掃至無溶液流出；再將上述制備的納米纖維素衍生物溶解于吡啶中加入到正硅酸乙酯的乙醇溶液中，納米纖維素衍生物濃度為0.4 mg/mL,冰浴條件下攪拌反應(yīng)4小時后，溶液呈溶膠狀，將此納米纖維素衍生物的溶膠利用真空泵注入毛細管內(nèi)，形成開管毛細管柱；然后用吡啶沖洗去除毛細管通道內(nèi)的殘留溶膠，將毛細管放置在真空干燥箱內(nèi)在100 °C將其凝膠，制得修飾了納米纖維素衍生物的手性毛細管開管柱。
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