CN101091913B - 一种反相离子交换电色谱柱的原料配方及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种反相离子交换电色谱柱的原料配方：离子化合物单体；中性化合物单体；引发剂；致孔剂。按照上述原料配方，将中性化合物单体和离子化合物单体在毛细管中进行聚合反应，在聚合反应中加入致孔剂及引发剂，制备出反相离子交换电色谱柱。本发明反相离子交换电色谱整体柱解决了离子化合物单体和中性单体互溶性问题，可满足中性、酸性和碱性物质的连续快速分离要求；柱子通透性能好，适用高浓度的缓冲盐体系；制备时不再需要在柱子两端烧塞子，也避免了填充柱子的困难。

Description

一种反相离子交换电色谱柱的原料配方及其制备方法

技术领域

本发明涉及电色谱技术，更具体涉及一种反相离子交换电色谱柱的原料配方及其制备方法。

背景技术

毛细管电色谱(CEC)是高效液相色谱(HPLC)和毛细管电泳(CE)相结合的微分离技术，其流动相由管内电渗流驱动，它同时具了高效液相色谱的高选择性和毛细管电泳的高效性。目前电色谱色谱柱分为三种类型：毛细管填充柱、毛细管开管柱及毛细管整体柱。填充柱近来发展较快，但须制备柱塞，塞子通常会引起气泡的产生，可能导致实验运行过程的中断。开管柱虽无封口问题，能够获得较高的柱效，但其相比小、样品容量低、检测困难，亦受到一定的限制。整体柱是一种用有机或无机聚合方法在毛细管柱内进行原位聚合的连续床固定相，

目前整体色谱柱主要分为有机聚合物整体柱和无机整体柱两大类。有机聚合物整体色谱柱所用的聚合物十分集中，主要是聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸酯和聚乙烯。典型的聚合混合物包括含有一个乙烯基的功能单体，含有两个乙烯基的用作交联剂的单体，以及含离子基团用在电色谱中产生电渗流的单体。现在研究的大多数整体柱都是包含短的烷基链(异丙基、丁基、己基、十二烷基)(A.Palm，M V Novotny，Anal.Chem.69(1997)4499)，而制作长的烷基链(C17、C18、C20)的整体柱，由于中性单体和离子化合物单体极性差别较大，即使是再好的致孔剂也无法使之溶解，因此它们的研究受到限制。(M.Bedair，Z.El Rassi，Electrophoresis23(2002)2938)。

发明内容

本发明的目的针对上述问题，提供一种反相离子交换电色谱柱的原料配方及其制备方法，该方法制备的电色谱柱能够提供不同模式的离子交换功能，可满足中性、酸性和碱性物质的连续快速分离要求，柱子通透性能好，适用高浓度的缓冲盐体系，在制备时不再需要在柱子两端烧塞子，避免填充柱子的困难。

本发明的一种反相离子交换电色谱柱的原料配方的重量百分比为：离子化合物单体0.06～0.90％；中性化合物单体19.50～49.50％；引发剂0.3～2.0％；致孔剂50.0～80.0％。

本发明的一种反相离子交换电色谱柱的制备方法为：按照上述原料配方，将中性化合物单体和离子化合物单体在毛细管中进行聚合反应，在聚合反应中加入致孔剂及引发剂，制备出反相离子交换电色谱柱。

本发明的显著优点为：

a)本发明的反相离子交换电色谱柱采用新型的离子化合物单体，能够很好的与中性单体溶解，解决了离子化合物单体和中性单体互溶性问题。并且这些离子化合物不仅能产生强的电渗流，而且具有多种离子形式，能够提供不同模式的离子交换功能。可满足中性、酸性和碱性物质的连续快速分离要求。

b)本发明的反相离子交换电色谱整体柱用于电色谱时，遵循反相机理加离子交换模式，柱子通透性能好，适用高浓度的缓冲盐体系。

c)本发明原位合成的电色谱柱不再需要在柱子两端烧塞子，也避免了填充柱子的困难。而且本柱子可根据分离对象不同，制备带有不同基团的离子电荷型C18整体柱以产生正反不同方向电渗流。相比于商品硅胶ODS柱，其pH适用范围更广，也避免了在分离碱性物质产生不可逆的托尾，分离酸性物质时间拖长的现象。

附图说明

图1是该反相离子交换电色谱整体柱(C18丙磺酸的整体柱)分离烷基苯的电色谱图。其中：1硫脲，2甲苯，3乙苯，4丙苯，5丁苯，6戊苯，7己苯。

图2是该反相离子交换电色谱整体柱(C18丙磺酸的整体柱)分离多环芳烃的电色谱图。其中：1硫脲，2萘，3菲，4蒽，5荧蒽，6吡。

图3是该反相离子交换电色谱整体柱(C18丙磺酸的整体柱)分离苯胺的电色谱图。其中：1邻苯二胺，2苯胺，3对硝基苯胺，4对氯苯胺，5甲萘胺。

具体实施方式

其中，中性化合物单体是由甲基丙烯酸十八烷基酯和二甲基丙烯酸乙二酯组成；所述甲基丙烯酸十八烷基酯和二甲基丙烯酸乙二酯的重量百分比分别为：40.0～80.0％，20.0～60.0％。离子化合物单体为3-丙磺酸甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸、2-甲基丙酰基乙基三甲基铵乙基硫酸酯或2-N，N-二甲基胺乙基甲基丙烯酸酯中的一种。致孔剂为苯、甲苯、丙醇、环己醇、辛醇、1，4-丁二醇、乙二醇以及所述苯、甲苯、丙醇、环己醇、辛醇、1，4-丁二醇、乙二醇的同系物或异构体中的一种或多种。引发剂为偶氮二异丁腈、正丁基锂、硫酸铵、硫代硫酸钠或过氧化苯甲酰中的一种。

制备方法的步骤为：

1)柱子的预处理：用0.1～1mol/l的HCl溶液冲洗毛细管空柱约15～30min，然后用去离子水冲洗10～15min，后用0.1～1mol/l的NaOH冲洗2h～3h，接着用甲醇冲洗15～20min，氮气吹干待用。

2)此步骤为可选步骤：在步骤1)处理过的毛细管加入甲醇与甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷的1～2∶1混合物，在40～60℃下反应12h～24h。然后用甲醇冲洗10min～15min。在50～70℃用氮气吹干。

3)柱内合成：将原料按照上述配方混合，将所得的混合物超声振荡10～15min后，吹氮气除去混合物中溶解的氧气，然后将混合物注入已处理过的毛细管中，将毛细管两端封闭并浸于60℃水浴中，反应5～20h，待反应完成后，分别用甲醇、流动相冲洗柱子，除去毛细管内的残留试剂；最后将所述毛细管柱在低电压状态下平衡10～15h，得到反相离子交换电色谱柱。

实施例1

1.柱子的预处理

首先用0.1mol/l的HCl溶液冲洗毛细管空柱约0.5h，然后用去离子水冲洗10min，后用0.1mol/l的NaOH冲洗2h～3h，接着用甲醇冲洗15min，氮气吹干待用。

2.此步骤为可选步骤。在步骤1处理过的毛细管加入甲醇与甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷的1∶1混合物，在60℃下反应12h～24h。然后用甲醇冲洗10min～15min。在70℃氮气吹干。

3.柱内合成

将甲基丙烯酸十八烷基酯、二甲基丙烯酸乙二酯、3-丙磺酸甲基丙烯酸酯、环己醇和1，4-丁二醇按重量比分别为17.82％∶12.00％∶0.18％∶49.00％∶21.00％，所加引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)的用量为聚合物单体用量的1％，将混合物超声振荡20min后，吹氮气10min以除去所溶解的氧气，将此反应液注入已按步骤1或步骤2处理过的一定长度的毛细管中，将毛细管两端封闭，并浸于60℃水浴中，反应20h，反应完成后，将柱子先用甲醇后用流动相冲洗，以除去毛细管内可能残留的试剂，最后，将该柱在低电压状态下平衡15h即可进行正常实验或保存备用。附图1是该电色谱柱分离烷基苯的电色谱图。附图2是该电色谱柱分离多环芳香烃的电色谱图。附图3是该电色谱柱分离碱性化合物的电色谱图。

实施例2

将甲基丙烯酸十八烷基酯、二甲基丙烯酸乙二酯、2-甲基丙酰基乙基三甲基铵乙基硫酸酯、环己醇和1，4-丁二醇按重量比分别为17.70％∶12.00％∶0.30％∶45.50％∶24.50％，所加引发剂偶氮二异丁腈的用量为聚会物单体用量的1％，将混合物超声振荡20min后，吹氮气10min以除去所溶解的氧气，将此反应液注入已按步骤2处理过的一定长度的毛细管中，将毛细管两端封闭，并浸于60℃水浴中，反应10h，反应完成后，将柱子先用甲醇后用流动相冲洗，以除去毛细管内可能残留的试剂，最后，将该柱在低电压状态下平衡15h即可进行正常实验或保存备用。

实施例3

将甲基丙烯酸十八烷基酯、二甲基丙烯酸乙二酯、甲基丙烯酸、环己醇和1，4-丁二醇按重量比分别为23.60％∶16.00％∶0.40％∶42.00％∶18.00％，所加引发剂偶氮二异丁腈的用量为聚会物单体用量的0.5％，将混合物超声振荡20min后，吹氮气10min以除去所溶解的氧气，将此反应液注入已按步骤2处理过的一定长度的毛细管中，将毛细管两端封闭，并浸于60℃水浴中，反应5h，反应完成后，将柱子先用甲醇后用流动相冲洗，以除去毛细管内可能残留的试剂，最后，将该柱在低电压状态下平衡15h即可进行正常实验或保存备用。

实施例4

将甲基丙烯酸十八烷基酯、二甲基丙烯酸乙二酯、2-N，N-二甲基胺乙基甲基丙烯酸酯、环己醇和1，4-丁二醇按重量比分别为23.60％∶16.00％∶0.40％∶39.00％∶21.00％，所加引发剂偶氮二异丁腈的用量为聚会物单体用量的0.5％，将混合物超声振荡20min后，吹氮气10min以除去所溶解的氧气，将此反应液注入已按步骤2处理过的一定长度的毛细管中，将毛细管两端封闭，并浸于60℃水浴中，反应5h，反应完成后，将柱子先用甲醇后用流动相冲洗，以除去毛细管内可能残留的试剂，最后，将该柱在低电压状态下平衡15h即可进行正常实验或保存备用。

Claims (6)

1.一种反相离子交换电色谱柱，其特征在于：所述反相离子交换电色谱柱的原料配方中各组分的重量百分比为：离子化合物单体0.06～0.90％；中性化合物单体19.50～49.50％；引发剂0.3～2.0％；致孔剂50.0～80.0％；所述离子化合物单体为3-丙磺酸甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸、2-甲基丙酰基乙基三甲基胺乙基硫酸酯或2-N，N-二甲基胺乙基甲基丙烯酸酯中的一种。

2.根据权利要求1所述的一种反相离子交换电色谱柱，其特征在于：所述的中性化合物单体是由甲基丙烯酸十八烷基酯和二甲基丙烯酸乙二酯组成；所述甲基丙烯酸十八烷基酯和二甲基丙烯酸乙二酯的重量百分比分别为：40.0～80.0％和20.0～60.0％。

3.根据权利要求1所述的一种反相离子交换电色谱柱，其特征在于：所述致孔剂为苯、甲苯、丙醇、环己醇、辛醇、1，4-丁二醇、乙二醇以及所述苯、甲苯、丙醇、环己醇、辛醇、1，4-丁二醇、乙二醇的同系物或异构体中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种反相离子交换电色谱柱，其特征在于：所述引发剂为偶氮二异丁腈、正丁基锂、硫酸铵、硫代硫酸钠或过氧化苯甲酰中的一种。

5.一种如权利要求1、2、3或4所述的反相离子交换电色谱柱的制备方法，其特征在于：按照上述原料配方，将中性化合物单体和离子化合物单体在毛细管中进行聚合反应，在聚合反应中加入致孔剂及引发剂，制备出反相离子交换电色谱柱。

6.根据权利要求5所述的反相离子交换电色谱柱的制备方法，其特征在于：所述制备方法的步骤为：

1)柱子的预处理：用0.1～1mol/1的HCl溶液冲洗毛细管空柱约15～30min，然后用去离子水冲洗10～15min，后用0.1～1mol/l的NaOH冲洗2h～3h，接着用甲醇冲洗15～20min，氮气吹干待用；

2)此步骤为可选步骤：在步骤1)处理过的毛细管中加入甲醇与甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷体积比为1∶1～2∶1的混合物，在40～60℃下反应12h～24h；然后用甲醇冲洗10min～15min；在50～70℃用氮气吹干；

3)柱内合成：将原料按照上述配方混合，将所得的混合物超声振荡10～15min后，吹氮气除去混合物中溶解的氧气，然后将混合物注入已处理过的毛细管中，将毛细管两端封闭并浸于60℃水浴中，反应5～20h，待反应完成后，分别用甲醇、流动相冲洗柱子，除去毛细管内的残留试剂；最后将所述毛细管柱在低电压状态下平衡10～15h，得到反相离子交换电色谱柱。

Images