CN100406886C - 一种微型化的液相色谱分离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种微型化的液相色谱分离方法，其特征在于它是以干燥的填充毛细管柱或填充微通道为分离通道，以毛细作用为驱动力实现样品分离。本发明不需要附加驱动设备，成本低廉、快速方便、分离柱效高、检测灵敏度高且具有微型化特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种液相色谱分离方法，具体地说是一种微型化的液相色谱分离方法。
背景技术
自从1938年Izmailor和Schraiber首次用薄层色谱法分离了多种植物酊剂中的成份以来，薄层色谱(TLC)在分离分析中占据了重要地位。薄层色谱将吸附剂涂敷于薄层板上，点样后将薄层板浸入展开剂，样品组分在毛细作用驱动下在薄层板上展开，并达到分离。薄层色谱具有设备简单、操作方便、分离速度快、检测方式灵活多样等优点。特别是薄层色谱依靠毛细作用驱动——不需要外加驱动力，因此可以称作“自驱动”，这种“自驱动”的分离技术设备简单，在小型化方面非常诱人。但是现有技术的薄层色谱中吸附剂用量大，一般采用颗粒较大、粒径范围较宽的吸附剂(通常为硅胶或氧化铝)，导致柱效不高，限制了其应用范围。同时，在薄层色谱中，样品斑点存在严重的横向展宽，降低了检测灵敏度。而且薄层色谱作为平面色谱，也难以进一步小型化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有微型化特点的液相色谱分离方法。
本发明的目的是这样实现的：一种微型化的液相色谱分离方法，其特征在于：它是以干燥的填充毛细管柱或填充微通道为分离通道，以毛细作用为驱动力实现样品分离。
本发明采用匀浆法或原位聚合法制备填充毛细管柱或填充微通道；将填充的毛细管柱一端浸入样品溶液中，然后迅速拔出，实现进样，再将填充毛细管柱进样端浸入展开溶剂，或以细内径的毛细管为点样毛细管，在芯片上的小孔处直接点样，然后在芯片上的小孔处加入展开溶剂；展开溶剂在毛细现象驱动下带动样品流过毛细管柱或微通道内的填料而得到分离。
上述采用匀浆法填充毛细管柱，其具体步骤为：首先把石英毛细管一端密封(如果毛细管有涂层，则需要先除去涂层)，然后将填料溶解于丙酮，制成浓度约10％的匀浆，置于匀浆池中，匀浆池一端联接石英毛细管，另一端连接高压泵，将高压泵压力提高到30Mpa，把匀浆压入石英毛细管中，填料充满毛细管后逐渐减压至常压，取下毛细管柱截成小段，将其中的溶剂挥发干即得填充毛细管柱，填充毛细管放入展开溶剂蒸气室中饱合备用。
上述填料为高效液相色谱专用填料，颗粒直径为3～5μm。
上述填充微通道，是以透光材料为芯片，在芯片上设置有微通道，并在其上键合打有小孔的盖片，盖片上小孔的位置分别对准芯片上微通道的两端头，再采用原位聚合法填充芯片上的微通道制得。
本发明采用原位聚合法制得的填充微通道，其具体步骤为：将配制好的聚合溶液滴入填充微通道的盖片上的一个小孔中，聚合溶液在毛细现象作用下充满微通道；用紫外光照射微通道诱发聚合反应，反应完毕后，用甲醇冲洗，晾干即可。
上述芯片或为玻璃或聚二甲基硅氧烷PDMS或聚甲基丙烯酸甲酯PMMA；上述芯片上设置有一个或多个微通道。
上述芯片大小为50mm×30mm×3mm；上述键合采用热键和或化学键和。
上述聚合溶液是由聚合物单体、交联剂、引发剂、溶剂、致孔剂组成，具体地说是由聚合物单体丙烯酸丁酯23.6％、交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯16％，偶氮二异丁腈0.4％，乙醇30％，甲醇30％组成。
上述毛细管柱或微通道的内径为0.05～1.0mm，制备成的填充毛细管柱或填充微通道为均一度的整体柱。
本发明以薄层色谱原理为基础，以干燥的填充毛细管或填充微通道为分离通道，利用毛细作用为驱动力实现色谱分离。本发明通过细内径填充毛细管柱的制备以及在芯片微通道内制备整体柱，实现了包括柱制备、进样、分离、检测等系统的微型化。在本发明中由于采用了高质量的填料，提高了分离效率，分离速度非常快，通常可在1-3分钟内完成分离，其分辨率大大高于薄层色谱，与HPLC相当；同时，由于毛细管壁或微通道的限制，样品斑点不存在横向展宽，提高了检测灵敏度，相同条件下，灵敏度比薄层色谱高5倍以上。本发明同时又是一种微型化方法，进样量约为10-9L级，展开剂需求量小于10-4L，节省了试剂，降低了成本。另外，在本发明中由于不需要附加驱动装置，设备简单，使用方便。
附图说明
图1是本发明实施例1中填充毛细管柱的结构示意图。
图2是本发明实施例1的展开装置。
图3是本发明中激光诱导荧光扫描检测结构示意图。
图4为本发明实施例2中在芯片上填充微通道结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
柱制备：采用匀浆法制备填充毛细管柱。取内径为0.05-1.0mm，长约30cm的石英毛细管1，在其一端口敲入一小段硅胶(长约2mm，硅胶直径5μm)，在600℃左右烧结约10秒制成塞子(此塞子可以通过溶剂而不能通过填料)；将毛细管涂层全部烧去。然后以颗粒直径为3μm或5μm的硅胶或ODS硅胶为填料2溶解于丙酮，制成浓度约10％的匀浆，置于匀浆池中。匀浆池一端联接毛细管，另一端连接高压泵，将高压泵压力提高到30Mpa，把匀浆压入毛细管中，填料充满毛细管后逐渐减压至常压，取下毛细管截成3cm长的小段，将其中的溶剂挥发干即得到填充毛细管柱3，放入展开溶剂蒸气室中饱合备用。
进样：取上述填充毛细管柱，将其一端浸入样品溶液中，再迅速拔出，便可实现进样。
分离：将填充毛细管柱3进样端浸入展开溶剂4。展开溶剂4在毛细管现象驱动下带动样品流过填充毛细管柱内的填料，样品中不同组分由于在填料上的吸附、分配行为的差异，展开速度不同，而得到分离。根据样品的极性、溶解度和吸附剂的活性可以选用不同的展开溶剂。分离过程通常在2-3分钟即可完成，展开距离约为20mm。
检测：检测可以采用扫描检测，也可直接成像后进行图像分析。
扫描检测：以激光诱导荧光为例。以532nm的激光为激发光5聚焦在填充毛细管柱上，同时，填充毛细管柱在步进电机6驱动下沿轴向匀速移动，即可完成对填充毛细管柱的扫描。填充毛细管柱中的成份在激光激发下产生荧光信号7，用光电转换器件可将此信号转化为电信号并记录。样品中的组分产生的荧光信号与展开溶剂的荧光信号不同，因而可以区分出样品组分展开距离；同时，由于荧光信号的强弱与组分浓度相关，可以此进行定量分析。
采用扫描检测，对没有荧光信号的物质需进行衍生；也可用有荧光的硅胶为填料，分离后在紫外光照射下显示斑点。
上述扫描检测也可采用其它光分析方法如散射、吸收等方式代替激光诱导荧光进行扫描分析。
成像分析检测：样品展开分离后，采用成像器件(如CCD、CMOS)成像，然后采用软件进行定性和定量。成像分析装置简单，速度快。
实施例2：
填充微通道的制备：首先以玻璃为原材料，加工成尺寸为50mm×30mm×3mm的芯片8。然后在芯片上加工3个微通道9，每个微通道宽约0.1-1mm，深0.05-0.5mm，长约3cm。再键合(采用热键和或化学键和)上打有6个直径约5mm小孔10的盖片11，盖片上6个小孔的位置分别对准3个微通道两端的6个端口。
芯片微通道的填充采用原位聚合法。其步骤为：键和完成后，将配制好的聚合溶液(聚合物单体丙烯酸丁酯23.6％、交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯16％，偶氮二异丁腈0.4％，乙醇30％，甲醇30％)滴入芯片上每个微通道一端的小孔中，溶液在毛细现象作用下充满微通道。用紫外光照射微通道诱发聚合反应。4小时后，用甲醇冲洗，晾干即可。
进样：以细内径的毛细管(25-50μm)为点样毛细管，在芯片上的小孔处直接点样。
分离：在芯片上的小孔处加入展开剂，展开剂在毛细管现象驱动下带动样品流过微通道内的填料，样品中不同组分由于在填料上的吸附、分配行为的差异，展开速度不同，而得到分离。此过程在2-3分钟即可完成，展开距离约为20mm。
检测：同实施例1。
Claims (9)
1.一种微型化的液相色谱分离方法，其特征在于：它是以干燥的填充毛细管柱或填充微通道为分离通道，以毛细作用为驱动力实现样品分离；
其中作为分离通道的毛细管柱采用匀浆法制备填充，将填充的毛细管柱一端浸入样品溶液中，然后迅速拔出，实现进样，再将填充毛细管柱进样端浸入展开溶剂，展开溶剂在毛细作用驱动下带动样品流过毛细管柱内的填料而得到分离；
或作为分离通道的微通道采用原位聚合法制备填充，以细内径的毛细管为点样毛细管，在芯片上的小孔处直接点样，然后在芯片上的小孔处加入展开溶剂；展开溶剂在毛细作用驱动下带动样品流过微通道内的填料而得到分离。
2.如权利要求1所述的微型化的液相色谱分离方法，其特征在于：采用匀浆法填充毛细管柱，其具体步骤为：首先将石英毛细管一端密封，然后将填料溶解于丙酮，制成浓度10％的匀浆，置于匀浆池中，匀浆池一端联接石英毛细管，另一端连接高压泵，将高压泵压力提高到30Mpa，把匀浆压入石英毛细管中，填料充满毛细管后逐渐减压至常压，取下毛细管截成小段，将其中的溶剂挥发干即得到填充毛细管，填充毛细管放入展开溶剂蒸气室中饱合备用。
3.如权利要求2所述的微型化的液相色谱分离方法，其特征在于：所述填料为高效液相色谱专用填料硅胶或ODS硅胶，颗粒直径为3～5μm。
4.如权利要求1所述的微型化的液相色谱分离方法，其特征在于：所述填充微通道，是以透光材料为芯片，在芯片上设置有微通道，并在其上键合打有小孔的盖片，盖片上小孔的位置分别对准芯片上微通道的两端头，再采用原位聚合法填充芯片上的微通道制得。
5.如权利要求4所述的微型化的液相色谱分离方法，其特征在于：采用原位聚合法制得的填充微通道，其具体步骤为：将配制好的聚合溶液滴入填充微通道的盖片上的一个小孔中，聚合溶液在毛细现象作用下充满微通道；用紫外光照射微通道诱发聚合反应，反应完毕后，用甲醇冲洗，晾干即可。
6.如权利要求4所述的微型化的液相色谱分离方法，其特征在于：所述芯片或为玻璃或聚二甲基硅氧烷或聚甲基丙烯酸甲酯；所述芯片上设置有一个或多个微通道。
7.如权利要求6所述的微型化的液相色谱分离方法，其特征在于：所述芯片大小为50mm×30mm×3mm；所述键合采用热键和或化学键和。
8.如权利要求5所述的微型化的液相色谱分离方法，其特征在于：所述聚合溶液由聚合物单体、交联剂，引发剂、溶剂、致孔剂组成。
9.如权利要求1或2所述的微型化的液相色谱分离方法，其特征在于：所述毛细管柱或微通道的内径为0.05～1.0mm，制备成的填充毛细管柱或填充微通道为均一度的整体柱。
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