CN103551130A

CN103551130A - 一种高分子基质的液相色谱固定相及其制备和应用

Info

Publication number: CN103551130A
Application number: CN201310555978.XA
Authority: CN
Inventors: 马言顺; 肖慧敏; 陈洁
Original assignee: Sichuan Normal University
Current assignee: Sichuan Normal University
Priority date: 2013-11-11
Filing date: 2013-11-11
Publication date: 2014-02-05

Abstract

本发明涉及一种高分子基质的液相色谱固定相及其制备和应用。所述的高分子基质液相色谱固定相是由粒径单分散或窄分散、粒径大小为数微米的聚（甲基丙烯酸甲酯-二乙烯基苯）微球[P(MMA-DVB80)]构成的填料。该聚（甲基丙烯酸甲酯-二乙烯基苯）微球[P(MMA-DVB80)]是以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为功能单体、二乙烯基苯(DVB-80)为交联剂在乙腈和甲苯构成的溶剂中直接聚合而成。该固定相填料具有制备工艺简单、微球粒径单分散性高、微球表面洁净、化学稳定性好、比表面积大和生物相容性强等突出优点，用于分离分析有机物、多肽、蛋白质等物质时具有较高的分离效能。

Description

一种高分子基质的液相色谱固定相及其制备和应用

技术领域

本发明是关于一种交联高分子微球基质的液相色谱固定相及其制备和应用，特别是一种粒径单分散或窄分散、粒径为数微米的交联聚合物微球填充而成的色谱固定相。

背景技术

高效液相色谱法（HPLC）自上世纪70年代初提出以来，获得了快速发展，因具有三高（高选择性、高灵敏度、高分离效能）、一快（分析速度快）和一广（应用范围广）的突出优点，现已成为生化、医药、化学、化工、食品、药品、环境等诸多领域常规的分析方法。其中反相液相色谱（RP-LC）是最为常用的分离模式，应用对象约占70%。

色谱分离的核心是色谱固定相。因硅胶具有机械强度高、分离性能好、易于化学改性等优点（马言顺，等.分析化学，2004，32：232-236），目前常用的商品化色谱固定相C18是在球形硅胶上键合烷基长链制备而成。随着应用范围的扩展，此类固定相具有的化学稳定性差（通常只能在pH2~8的范围内使用）、生物相容性不好（易造成活性降低）和硅羟基残存（在分离碱性物质时造成色谱峰拖尾）的缺点日益突出，限制了此类固定相的应用。具有一定机械强度的高分子基质固定相可克服硅胶固定相的上述缺点，在需苛刻色谱条件和具有生物活性物质的分离分析中获得了广泛应用。合成粒径单分散或窄分散的聚合物微球是热点之一，目前主要方法有有悬浮聚合法、种子聚合法、微孔膜乳化-悬浮聚合法和沉底聚合法。其中，悬浮聚合法可方便快捷大规模地制备微球，但此法制备的微球粒径较大、粒径分布过宽，难以直接用作液相色谱固定相填料；种子聚合法（Ugelstad等 J Appl. Polym. Sci., 1987,26:1637-1647）可制备孔径均一、粒径均匀的微球，但此法存在制备过程繁琐，制备成本高的致命缺点；微孔膜乳化-悬浮聚合法（王静，等.过程工程学报，2009,9:763-769)可规模化制备粒径为几十微米的单分散微球，填充的色谱柱用作制备模式时效能较好，但因微球粒径过大，填充的色谱柱用作分析模式时效能不高；沉淀聚合法具有聚合工艺简单、制备的微球粒径均匀和微球表面洁净等优点，除在粒径单分散的分子印迹聚合物微球制备中获得较多应用（(Wang J,等. Angew. Chem. Int. Ed., 2003，42：5336–5338)外，在色谱固定相制备中也有报道。但这些报道或存在聚合体系构成繁琐（Heroguez, V,等. Euro. Polym. J., 2012,48:228-234），或存在制备的微球比表面积小（马言顺,等.化工新型材料,2013,41:88-90）等缺点。

发明内容

本发明的目的是克服现有微球聚合方法具有的聚合体系复杂、聚合工艺繁琐、微球比表面积小等缺点，以二乙烯基苯（DVB-80）为交联剂、甲基丙烯酸甲酯（MMA）为共聚单体在乙腈和甲苯组成的溶剂中直接聚合制备粒径单分散的、粒径大小为数微米的聚（甲基丙烯酸甲酯-二乙烯基苯）微球[P(MMA-DVB80)]。该微球具有制备工艺条件简单、机械强度高、生物相容性好等突出优点，用其填充的液相色谱固定相具有较高的柱效，可用作有机物、多肽、蛋白质等物质的有效分离分析。

附图说明

图1：[P(MMA-DVB80)]的扫描电子显微镜图片。

图2：高分子基质固定相分离三种碱性芳香烃和苯的混合物的色谱图。

色谱峰：1、吡啶 2、苯胺 3、苯 4、N,N-二甲基苯胺。

图3：高分子基质固定相分离四种芳香烃混合物的色谱图。

色谱峰：1、苯 2、萘 3、联苯 4、蒽。

实施例

在含有800mL乙腈和200mL甲苯的单口圆底烧瓶中依次加入15.0mL二乙烯基苯（DVB-80，二乙烯基苯含量75%~85%）、15.0mL甲基丙烯酸甲酯（MMA）和0.9g偶氮二异丁腈并超声5min后，将烧瓶置于水浴加热锅中，缓慢加热至70℃并继续反应24h。以玻砂漏斗过滤反应液，所得微球并依此以乙腈、四氢呋喃和甲醇各泡洗数次，60℃真空干燥过夜，得24.2g[P(MMA-DVB80)]。微球表面真空镀金后进行扫描电子显微镜分析，结果如图1所示。

实施例2：

秤取2.0g实施例1所得[P(MMA-DVB80)]，超声分散于30mL甲醇中，然后采用匀浆顶替法将[P(MMA-DVB80)]微球填充于不锈钢色谱柱管（内径3.9mm，长度150mm）中，在1.0mL/min流速下平衡老化色谱柱4h后的高分子基质液相色谱固定相。以甲醇-水（9:1，V/V）为流动相，柱温为35℃，检测波长为254nm，分离三种碱性芳香烃和苯的混合物，其结果如附图2所示。

实施例3

以甲醇-水（9:1，V/V）为流动相，柱温为35℃，检测波长为254nm，采用反相液相色谱模式在实施例2所得的高分子基质液相色谱固定相分离四种芳香烃混合物，其结果如附图3所示。

Claims

1.一种高分子基质的液相色谱固定相，其特征是此固定相由粒径单分散或窄分散、粒径为数微米的交联高分子微球作为填料填充而成。

2.根据权利要求1所述的交联高分子微球的制备方法，其特征是聚合单体溶解在含有引发剂的溶剂中直接聚合而成，聚合单体在聚合体系中的浓度为0.5%~10%（体积比），引发剂用量为聚合单体重量的0.5%~10%。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所用的聚合单体是由甲基丙烯酸甲酯和二乙烯基苯构成，其中甲基丙烯酸甲酯占聚合单体体积的10%~70%。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所用的二乙烯基苯为二乙基苯-80（DVB-80）,其中二乙基苯的含量为75%~85%，其余为乙基苯乙烯。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所用的溶剂由乙腈和甲苯混合而成，其中甲苯体积为溶剂总体积的5%~45%。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所用的引发剂为自由基引发剂，为过硫酸铵、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、偶氮偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异丁脒、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丙基咪唑啉、偶氮异丁氰基甲酰胺或偶氮二氰基戊酸中的一种或几种。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于所用的引发方式为光引发、热引发或光热复合引发。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于高分子基质液相色谱柱是采用匀浆法以高压液体为顶替液将制备的微球填充于液相色谱柱柱管中制备而成。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于高分子基质液相色谱柱在有机物、多肽和蛋白质分离分析中的应用。