CN111203001B

CN111203001B - 一种新型氟功能化开管毛细管色谱柱的制备方法

Info

Publication number: CN111203001B
Application number: CN202010098655.2A
Authority: CN
Inventors: 陈子林; 李振涛
Original assignee: Wuhan University WHU
Current assignee: Wuhan University WHU
Priority date: 2020-02-18
Filing date: 2020-02-18
Publication date: 2021-04-02
Anticipated expiration: 2040-02-18
Also published as: CN111203001A

Abstract

本发明一种新型氟功能化开管毛细管色谱柱的制备方法为向预处理后的毛细管通入多巴胺溶液，在毛细管内壁修饰多巴胺薄层，再将PFDT的甲醇溶液通入修饰多巴胺的毛细管内，通过PFDT末端的巯基与多巴胺之间发生迈克尔加成从而实现PFDT固定于毛细管内壁。本发明的制备过程操作简单，易于制备，无环境污染；本发明制备的氟功能化毛细管电色谱开管柱具有优良的色谱性能，可实现烷基苯系物、氟类化合物的高效快速分离分析，在色谱分离领域具有广阔的应用前景。

Description

一种新型氟功能化开管毛细管色谱柱的制备方法

技术领域

本发明涉及一种新型氟功能化开管毛细管色谱柱的制备方法，属于色谱柱技术领域。

背景技术

氟类化合物是一类由碳氟等原子组成的化合物，具有电负性高、极化率低、疏油性和疏水性强、热稳定性和化学稳定性好等特点。此外，它们彼此之间有一种特殊的亲和力，这种亲和力被称为氟亲和力。因此，氟类化合物近年来被广泛用于纺织工业，农药和润滑剂的生产当中，与此同时，因其具有肝毒性、发育毒性、免疫毒性、致癌性、极耐降解性、容易在生物体内富集等特性，近年来其对环境和人体健康的影响也受到广泛的关注。因此，制备氟功能化的固定相，提供特殊的氟亲和作用，以实现对氟类化合物的高效分离分析，对控制和分离检测环境、食品中氟类化合物具有重要的意义。

毛细管电色谱(CEC)是一种将毛细管电泳(CE)的高效性与高效液相色谱(HPLC)的高选择性相结合的新型微柱分离技术。开管毛细管电色谱(OT-CEC)是在毛细管内壁涂覆或键合薄层固定相，以提供色谱分离机制，具有易于制备、重复性和稳定性好等特点。选择具有特征分离选择性的材料用于毛细管电色谱开管柱固定相，是推动毛细管电色谱发展的关键环节。

发明内容

本发明提供了一种利用1H,1H,2H,2H-全氟十二烷硫醇(PFDT)与多巴胺之间发生迈克尔加成反应形成氟功能化的多巴胺作为固定相的毛细管电色谱开管柱的制备方法。该制备方法简单、环保，制备的开管柱色谱性能好，对多种中性物质和氟类化合物实现了高效、高分离度的分离分析。

本发明一种新型氟功能化开管毛细管色谱柱的制备方法为向预处理后的毛细管通入多巴胺溶液，在毛细管内壁修饰多巴胺薄层，再将PFDT的甲醇溶液通入修饰多巴胺的毛细管内，通过PFDT末端的巯基与多巴胺之间发生迈克尔加成从而实现PFDT固定于毛细管内壁。

本发明制备方法包括如下具体步骤：

步骤一，石英毛细管预处理，依次用1.0M NaOH冲洗1h，H₂O冲洗0.5h，1.0M HCl冲洗1h，H₂O冲洗0.5h，甲醇冲洗0.5h，氮气吹干；

步骤二，配制含有5～10mg·mL^-1盐酸多巴胺的Tris溶液，在室温条件下，向步骤一经预处理的石英毛细管中连续通入多巴胺溶液5～10min，将毛细管两端封闭，优选静置2～4h，然后用纯水冲洗1h，氮气吹干，置于60℃烘箱中干燥2h，得到内壁多巴胺修饰的毛细管；

步骤三，配制PFDT的甲醇溶液(10～20mM)，在室温条件下，向步骤二所修饰的毛细管中连续通入PFDT的甲醇溶液12～24h。反应完成后用甲醇冲洗1h，氮气吹干，置于60℃烘箱中干燥12h，得到基于氟功能化的开管毛细管。

所述的Tris溶液，其浓度为50mM，pH为8.5，含有：CuSO₄(5mM)，H₂O₂(20mM)。

所述的步骤三重复1-3次，可以得到涂覆多层氟功能化固定相的开管柱。

本发明相对于现有技术具有如下优点和效果：

(1)本发明的制备过程操作简单，易于制备，无环境污染。

(2)本发明制备的氟功能化开管柱对有烷基苯系物、氟类化合物实现了高效、高分离度的分离分析。

附图说明

图1为本发明的操作步骤示意图。

图2为本发明实施例1所制备的氟功能化开管柱的扫描电镜图，其中放大倍数分别是：a.2×10⁴倍、b.1×10⁴倍。

图3为本发明实施例1所制备开管柱对四种烷基苯系物的电色谱分离图，其中分别是：1.甲苯、2.乙苯、3.丙苯、4.丁苯。

图4为本发明实施例1所制备开管柱对四种氟烷基苯的电色谱分离图，其中分别为：1.氟苯、2.1,2,4-三氟苯、3.1,2,4,5-四氟苯、4.五氟苯。

图5为本发明实施例1所制备开管柱对四种氟类化合物的电色谱分离图，图中分别为：1.甲苯、2.三氟甲苯、3.3-氟三氟甲苯、4.3,4-二氟三氟甲苯。

具体实施方式

实施例1：

量取60cm长的石英毛细管(50μm i.d.×365μm o.d.)依次用1.0M NaOH冲洗1h，H2O冲洗0.5h，1.0M HCl冲洗1h，H2O冲洗0.5h，甲醇冲洗0.5h，氮气吹干。在室温下用注射器将含5mg·mL-1盐酸多巴胺的Tris溶液持续通入石英毛细管中5min，将毛细管两端封闭，静置2h，然后H2O冲洗1h，氮气吹干，置于60℃烘箱中干燥2h，得到内壁修饰多巴胺的毛细管柱。在室温条件下，用注射器将PFDT的甲醇溶液(20mM)持续通入多巴胺修饰的毛细管中24h，然后用甲醇冲洗1h，氮气吹干，置于60℃烘箱中干燥12h，得到均一稳定氟功能化多巴胺薄层的开管毛细管。

实施例2：

量取60cm长的石英毛细管(50μm i.d.×365μm o.d.)依次用1.0M NaOH冲洗1h，H₂O冲洗0.5h，1.0M HCl冲洗1h，H₂O冲洗0.5h，甲醇冲洗0.5h，氮气吹干。在室温下用注射器将含10mg·mL^-1盐酸多巴胺的Tris溶液持续通入石英毛细管中10min，将毛细管两端封闭，静置2h，然后H₂O冲洗1h，氮气吹干，置于60℃烘箱中干燥2h，得到内壁修饰多巴胺的毛细管柱。在室温条件下，用注射器将PFDT的甲醇溶液(15mM)持续通入多巴胺修饰的毛细管中12h，然后用甲醇冲洗1h，氮气吹干，置于60℃烘箱中干燥12h，得到均一稳定氟功能化多巴胺薄层的开管毛细管。

实施例3

量取60cm长的石英毛细管(50μm i.d.×365μm o.d.)依次用1.0M NaOH冲洗1h，H₂O冲洗0.5h，1.0M HCl冲洗1h，H₂O冲洗0.5h，甲醇冲洗0.5h，氮气吹干。在室温下用注射器将含5mg·mL^-1盐酸多巴胺的Tris溶液持续通入石英毛细管中5min，将毛细管两端封闭，静置4h，然后H₂O冲洗1h，氮气吹干，置于60℃烘箱中干燥2h，得到内壁修饰多巴胺的毛细管柱。在室温条件下，用注射器将PFDT的甲醇溶液(10mM)持续通入多巴胺修饰的毛细管中12h，然后用甲醇冲洗1h，氮气吹干，置于60℃烘箱中干燥12h，得到均一稳定氟功能化多巴胺薄层的开管毛细管。

性能测试：

将实施例1所制备的毛细管柱用于甲苯、乙苯、丙苯、丁苯四种烷基苯系物的毛细管电色谱分离，分离检测操作步骤如下：

1.样品配制：3mg/mL甲苯、乙苯、丙苯、丁苯分别取200μL混合，并稀释至1600μL，4℃冷藏待用。

2.缓冲液配制：10mM Na₂HPO₄溶液用磷酸pH调至7，加入25％(v/v)的乙腈，再用一次性水相针头过滤器过滤，4℃保存待用。

3.分离检测：60cm制备的氟功能化的毛细管开管柱，8.5cm处烧检测窗口，装入卡壳中，使用安捷伦CE 7100实现分离检测。进样量12mbar×5s，检测波长为210nm，电压为17kV。

结果如图3所示，实施例1所制备的氟功能化的毛细管开管柱可实现对4种烷基苯系物的基线分离。

将实施例1所制备的毛细管柱用于氟苯、1,2,4-三氟苯、1,2,4,5-四氟苯、五氟苯四种氟苯类物质的毛细管电色谱分离，分离检测操作步骤如下：

1.样品配制：5mg/mL氟苯、1,2,4-三氟苯、1,2,4,5-四氟苯、五氟苯分别取200μL混合，并稀释至1600μL，4℃冷藏待用。

2.缓冲液配制：20mM Na₂HPO₄溶液用磷酸pH调至7，加入15％(v/v)乙腈，再用一次性水相针头过滤器过滤，4℃保存待用。

3.分离检测：60cm制备的氟功能化的毛细管柱，8.5cm处烧检测窗口，装入卡壳中，使用安捷伦CE 7100实现分离检测。进样量12mbar×5s，检测波长为210nm，电压为16kV。

结果如图4所示，实施例1所制备的氟功能化的毛细管开管柱可实现对4种氟苯类物质的基线分离。

将实施例1所制备的毛细管柱用于甲苯、三氟甲苯、3-氟三氟甲苯、3,4-二氟三氟甲苯四种氟类化合物的毛细管电色谱分离，分离检测操作步骤如下：

4.样品配制：3mg/mL甲苯、三氟甲苯、3-氟三氟甲苯、3,4-二氟三氟甲苯分别取200μL混合，并稀释至1600μL，4℃冷藏待用。

5.缓冲液配制：10mM Na₂HPO₄溶液用磷酸pH调至7，加入25％(v/v)乙腈，再用一次性水相针头过滤器过滤，4℃保存待用。

6.分离检测：60cm制备的氟功能化的毛细管柱，8.5cm处烧检测窗口，装入卡壳中，使用安捷伦CE 7100实现分离检测。进样量14mbar×5s，检测波长为210nm，电压为20kV。

结果如图5所示，实施例1所制备的氟功能化的毛细管开管柱可实现对4种氟类化合物的基线分离。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不只局限于上述实施方式，对于本领域的研究者，在不脱离本发明宗旨的前提下可以做出相应的改进。

Claims

1.一种新型氟功能化开管毛细管色谱柱的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

向预处理后的石英毛细管通入多巴胺溶液，在毛细管内壁修饰多巴胺薄层，再将多氟单体的甲醇溶液通入修饰多巴胺的毛细管内，通过多氟单体末端的巯基与多巴胺之间发生迈克尔加成从而实现多氟单体固定于毛细管内壁；

所述多氟单体为1H,1H,2H,2H-全氟十二烷硫醇，简称PFDT。

2.根据权利要求1所述的一种新型氟功能化开管毛细管色谱柱的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

步骤一，石英毛细管预处理，依次用NaOH、H₂O、HCl、H₂O、甲醇冲洗，最后用氮气吹干；

步骤二，在室温条件下，向步骤一中预处理的毛细管中通入盐酸多巴胺的Tris溶液5～10min，毛细管柱两端封闭，静置一段时间，用纯水冲洗毛细管除去未与毛细管管壁键合的多巴胺，氮气吹干，置于60℃烘箱中干燥2h；

步骤三，在室温条件下，向步骤二中所修饰的毛细管中连续通入多氟单体的10～20mM甲醇溶液12～24h，反应完成后用甲醇冲洗1h，氮气吹干，置于60℃烘箱中干燥12h，得到氟功能化的开管毛细管。

3.根据权利要求1或2所述的一种新型氟功能化开管毛细管色谱柱的制备方法，其特征在于，所述预处理包括如下步骤：石英毛细管先用1.0M NaOH溶液冲洗1h，然后依次用H₂O冲洗0.5h，1.0M HCl溶液冲洗1h，H₂O冲洗0.5h，氮气吹干。

4.根据权利要求2所述的一种新型氟功能化开管毛细管色谱柱的制备方法，其特征在于，步骤二中所述的盐酸多巴胺的Tris溶液，其多巴胺浓度为5～10mg·mL^-1；Tris其浓度为50mM；pH为8.5，含有5mMCuSO₄，20mMH₂O₂。

5.根据权利要求2所述的一种新型氟功能化开管毛细管色谱柱的制备方法，其特征在于，重复步骤三1-3次，可以得到涂覆多层氟功能化固定相的开管毛细管。