CN1554945A

CN1554945A - 辛基型微柱液相色谱整体柱的制备方法

Info

Publication number: CN1554945A
Application number: CNA2003101218903A
Authority: CN
Inventors: 黄晓佳; 黄本立; 王秋泉
Original assignee: Xiamen University
Current assignee: Xiamen University
Priority date: 2003-12-24
Filing date: 2003-12-24
Publication date: 2004-12-15
Anticipated expiration: 2023-12-24
Also published as: CN1236308C

Abstract

涉及一种辛基型微柱液相色谱整体柱的制备方法。步骤为在毛细管内壁预键合一层带烯基的硅烷化物质；制备甲基丙烯酸辛酯－乙二醇二甲基丙烯酸酯整体柱，称取反应单体和致孔剂混合后注入已预键合的毛细管内，水浴中反应后，以甲醇为流动相冲洗后即可进行μ－HPLC分离操作。使用甲基丙烯酸辛酯为单体，以毛细管为柱管，并在毛细管的预键合反应中，加入有机碱作为催化剂，可使γ－MAPS更容易与毛细管内壁的硅羟基反应，所得整体柱无需在柱两端烧结过滤筛板，具有优异的通透性能、高空间利用率、低柱压、稳定性强、制备简单，可简便地通过调整单体与交联剂比例以及单体混合物与致孔剂的比例得到性能不同的整体柱，同时按实际需要可方便地控制整体柱的长度。

Description

辛基型微柱液相色谱整体柱的制备方法

技术领域

本发明涉及一种微柱液相色谱整体柱的制备方法，尤其是一种辛基型微柱液相色谱整体柱的制备方法。

背景技术

微柱高效液相色谱(μ-HPLC)又称毛细管液相色谱(c-HPLC)，是近几年发展起来的一种色谱微分离技术，具有流动相、固定相和样品消耗量低，环境污染小，分离效率高，易于与其它检测方法在线联用等优点，因此将在生化、医药、环境等领域发挥重要的作用。但μ-HPLC色谱柱的制备常采用装填法，在较高流量条件下有很大的柱压，这对色谱柱的使用寿命和仪器的维护有很大的影响。若流量太小，将导致分析时间的增加；同时微尺寸色谱柱的装填困难，需要很高的装柱技巧，而且对于毛细管色谱柱，需要在柱的两端烧结过滤筛板，费时费力。

最近几年发展的通过原位聚合而形成的整体柱固定相，由于具有优异的通透性能、高空间利用率、制备简单、传质速度快、低柱压和对于毛细管整体柱无需烧结过滤筛板等优点，因此发展微柱液相色谱整体柱材料是解决μ-HPLC发展瓶颈一个非常理想的方法。

至今，整体柱主要限制在常规高效液相色谱(通常选择柱的内径为3.2～4.6mm的常规不锈钢管)和毛细管电色谱(通常选择柱的内径为100～25μm的石英毛细管)，Pavel C.等人以甲基丙烯酸丁酯制备了内径为320um的石英毛细管，但其色谱容量仍较低，而且需要较高的制备技术，同时对液相色谱仪器也要做相应的改造。

发明内容

本发明旨在提供一种以甲基丙烯酸辛酯为单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，偶氮二异丁睛或过氧化苯甲酰为引发剂，正丙醇、1，4丁二醇和水三元混合物为共溶剂，制备毛细管整体柱的方法，该整体柱材料可在μ-HPLC下进行分离应用。

本发明的步骤如下：

1：在毛细管内壁预键合一层带烯基的硅烷化物质；

2：制备甲基丙烯酸辛酯(MAOE)-乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)整体柱：反应单体混合物之间的比例为：MAOE的重量百分比含量在59.5％～44.5％，EDMA重量百分比含量在39.5％～54.5％，引发剂偶氮二异丁睛(AIBN)或过氧化苯甲酰为0.5％～2％；致孔剂混合物之间的比例为：丙醇50％～70％，1，4-丁二醇20％～40％，水5％～20％；单体混合物与致孔剂混合物之间的比例在35％/65％～55％/45％；按上述比例称取反应单体和致孔剂，混合后注入已预键合的毛细管内，两端封口，浸在40～70℃水浴中反应6～24h。反应完成后，截取所需长度，以甲醇为流动相冲洗2～6h后即可进行μ-HPLC分离操作。聚合反应过程如下：

所说的毛细管内壁的预键合可按体积1∶(0.5～1.5)配制γ-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷(γ-MAPS)与甲醇混合溶液，然后加入上述混合溶液体积的0.1％～0.3％的有机碱，注入毛细管内，并将毛细管两端封口，置于30～50℃反应6～24h后，用氮气吹扫2～6h，至此，在毛细管内壁键合上了一层带烯基的硅烷化物质；预键合反应式如下：

所说的有机碱为吡啶，三乙胺或咪唑等。在γ-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷(γ-MAPS)与甲醇混合溶液注入毛细管前，最好超声脱气，其时间可为5～20min。

将反应液吸入已经预键合好的一定长度的毛细空管中，两端用橡胶小塞封口。

本发明使用甲基丙烯酸辛酯为单体，以石英毛细管为柱管，并在毛细管的预键合反应中，加入干燥的有机碱(如吡啶，三乙胺，咪唑等)作为催化剂，可使γ-MAPS更容易与毛细管内壁的硅羟基反应，因此有更多的双键与随后的单体混合物发生共聚合反应，这样所得的整体柱材料具有很好的稳定性能。所制得的整体柱无需在柱的两端烧结过滤筛板，具有优异的通透性能、高空间利用率、低柱压、稳定性强、制备简单，可简便地通过调整单体与交联剂比例以及单体混合物与致孔剂的比例得到性能不同的整体柱，同时按实际需要可方便地控制整体柱的长度。

附图说明

图1为实施例1整体柱的电镜扫描图。

图2为管壁与聚合物交接处的电镜扫描图。

图3为实施例2整体柱的电镜扫描图。

图4为实施例3液相色谱图。

图5为实施例4液相色谱图。

图6为实施例5中流速与柱压的关系图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1：

1)毛细管的内壁清洁处理：取内径为530μm，长5m的石英玻璃毛细管，先用0.1moL/L的HCl溶液以1.0mL/min的流速冲洗0.5h，用去离子水以1.0mL/min的流速冲洗至冲洗液为中性，再用0.1moL/L的NaOH溶液以1.0mL/min的流速冲洗2.0h，用去离子水以1.0ml/min冲洗至冲洗液为中性，最后用甲醇以1.0mL/min的流速冲洗15min后，用氮气吹扫2h。

2)毛细管内壁的预键合：配制γ-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷(γ-MAPS)与甲醇混合溶液3.0mL(γ-MAPS∶MeOH＝1∶0.5)，然后加入3μL的干燥吡啶，超声脱气10min，用注射器注入已经预处理的毛细管内，并将毛细管两端用橡胶塞封口，置于30℃反应6h后，用氮气吹扫6h，两端用橡胶塞封口备用。至此，在毛细管内壁键合上了一层带烯基的硅烷化物质。

3)整体柱的制备：按甲基丙烯酸辛酯(MAOE)∶乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)∶偶氮二异丁睛(AIBN)为59.5％∶39.5％∶0.5％的比例配置反应单体混合物，按丙醇60％，1，4-丁二醇30％，水10％的比例配置致孔剂混合物；将反应单体混合物与致孔剂混合物按40％∶60％混合，然后超声10min，冲氮气5min，用注射器将反应液吸入已经预键合好长为23cm，内径为530μm的空毛细管，两端用橡胶小塞封口，分别在60℃反应6h，12h，24h，反应完后，接到液相色谱泵上，用甲醇冲洗6h即可，图1中的a、b、c分别为反应6h，12h，24h的电镜扫描图。图2为管壁与聚合物交接处的电镜扫描图。

实施例2：

毛细管的内壁清洁处理同实施例1，毛细管内壁的预键合中，配制γ-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷(γ-MAPS)与甲醇混合溶液3.0mL(γ-MAPS∶MeOH＝1∶1)，然后加入6μL的吡啶，注入已经预处理的毛细管内，并将毛细管两端封口，置于45℃反应12h后，用氮气吹扫2h，两端封口备用。配置反应单体混合物，其中MAOE∶EDMA∶AIBN＝59.5％∶39.5％∶1％；致孔剂混合物之间的比例为：丙醇60％，1，4-丁二醇30％，水10％；反应单体混合物与致孔剂混合物之间的比例分别为35％∶65％；45％∶55％；50％∶50％；55％∶45％，混合后超声10min，冲氮气5min，然后用注射器将反应液吸入已经预键合好长为23cm，内径为250μm的空毛细管，两端用橡胶小塞封口，分别在60℃反应12h，反应完后，接到液相色谱泵上，用甲醇冲洗3h即可，图3a，3b，3c，3d分别为比例35％∶65％；45％∶55％；50％∶50％；55％∶45％的电镜扫描图。

实施例3：

取内径为50μm的毛细管，内壁清洁处理同实施例1，毛细管内壁的预键合中，配制γ-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷(γ-MAPS)与甲醇混合溶液3.0mL(γ-MAPS∶MeOH＝1∶1.5)，然后加入9μL的三乙胺，注入已经预处理的毛细管内，并将毛细管两端封口，置于50℃反应24h后，用氮气吹扫4h，两端封口备用。配置反应单体混合物，其中MAOE∶EDMA∶AIBN为59.5％∶39.5％∶0.5％；致孔剂混合物之间的比例为：丙醇70％，1，4-丁二醇20％，水10％；反应单体混合物与致孔剂混合物之间的比例为40％∶60％，混合注入内径为50μm已经预键合好长为23cm空毛细管，两端封口，分别在70℃反应12h，反应完后，接到液相色谱泵上，用甲醇冲洗6h即可。

实施例4：

毛细管的内壁清洁处理同实施例1，毛细管内壁的预键合中，γ-MAPS∶MeOH＝1∶1.5，然后加入7μL的咪唑，其余操作同实施例1。配置反应单体混合物，其中MAOE∶EDMA∶过氧化苯甲酰＝59.5％∶39.5％∶2％；致孔剂丙醇、1，4-丁二醇和水混合物之间的比例为：60％∶35％∶5％；反应单体混合物与致孔剂混合物之间的比例分别为40％∶60％，混合注入内径为320μm已经预键合好长为25cm空毛细管，两端封口，分别在60℃反应24h，反应完后，接到液相色谱泵上，用甲醇冲洗4h即可。

实施例5：

配置反应单体混合物，其中MAOE∶EDMA∶AIBN为59.5％∶39.5％∶1％；致孔剂混合物之间的比例为：丙醇60％，1，4-丁二醇30％，水10％；反应单体混合物与致孔剂混合物之间的比例为40％∶60％，其余操作同实施例2。截取制备好的整体柱取长20.1cm，在μ-HPLC模式下，流动相为乙腈/水＝35/65，流速为40μL/min，检测波长254nm，对苯的同系物进行分离，其谱图如图4所示。

实施例6：

用实施例1制备的整体柱，流动相由5mmol/L 8-羟基喹啉-5-磺酸，3mmol/L十六烷基三甲基溴化铵，10mmol/L NaAc(pH＝4.8)和30％乙腈混合溶液组成；流速为40.L/min；荧光激发波长和发射波长分别为388nm和518nm，对Mg²⁺、Zn²⁺和Cd²⁺离子进行分离，其谱图如图5所示。

实施例7：

配置反应单体混合物，其中MAOE∶EDMA∶AIBN为59.5％∶39.5％∶1％；致孔剂混合物之间的比例为：丙醇60％，1，4-丁二醇30％，水10％；反应单体混合物与致孔剂混合物之间的比例分别为35％∶65％和45％∶55％，柱长则分别为19.7cm和20.1cm，流动相为乙腈/水＝60/40，其余操作同实施例2，它们的流速与柱压的关系如图6a，6b所示。

Claims

1.辛基型微柱液相色谱整体柱的制备方法，其特征在于步骤如下：

1)：在毛细管内壁预键合一层带烯基的硅烷化物质；

2)：制备甲基丙烯酸辛酯-乙二醇二甲基丙烯酸酯整体柱：反应单体混合物之间的比例为：MAOE的重量百分比含量在59.5％～44.5％，EDMA重量百分比含量在39.5％～54.5％，引发剂偶氮二异丁睛或过氧化苯甲酰为0.5％～2％；致孔剂混合物之间的比例为：丙醇50％～70％，1，4-丁二醇20％～40％，水5％～20％；单体混合物与致孔剂混合物之间的比例在35％/65％～55％/45％；按比例称取反应单体和致孔剂，混合后注入已预键合的毛细管内，两端封口，浸在40～70℃水浴中反应6～24h，反应完成后，截取所需长度，以甲醇为流动相冲洗2～6h后即可进行μ-HPLC分离操作。

2、如权利要求1所述的辛基型微柱液相色谱整体柱的制备方法，其特征在于所说的毛细管内壁的预键合按体积1∶0.5～1.5配制γ-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷与甲醇混合溶液，然后加入上述混合溶液体积的0.1％～0.3％的有机碱，注入毛细管内，并将毛细管两端封口，置于30～50℃反应6～24h后，用氮气吹扫2～6h，在毛细管内壁键合上一层带烯基的硅烷化物质。

3、如权利要求2所述的辛基型微柱液相色谱整体柱的制备方法，其特征在于所说的毛细管内壁的预键合按体积1∶1配制γ-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷与甲醇混合溶液。

4、如权利要求2所述的辛基型微柱液相色谱整体柱的制备方法，其特征在于所说的有机碱为吡啶，三乙胺或咪唑。

5、如权利要求2所述的辛基型微柱液相色谱整体柱的制备方法，其特征在于在γ-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷与甲醇混合溶液注入毛细管前，超声脱气。

6、如权利要求5所述的辛基型微柱液相色谱整体柱的制备方法，其特征在于在γ-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷与甲醇混合溶液注入毛细管前超声脱气的时间为5～20min。