[发明专利]一种多胺修饰的触须式聚合物毛细管电色谱开管柱及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种多胺修饰的触须式聚合物毛细管电色谱开管柱及其制备方法，属于毛细管电色谱技术领域。

背景技术：

毛细管电色谱(capillary electrochromatography)是近年发展起来的一种高效、快速的新型色谱微分离技术。毛细管分离柱是CEC的核心，毛细管开管柱作为毛细管柱主要类型之一，与填充柱相比无需制备塞子，与整体柱相比无需精确优化聚合物和致孔剂的混合比例，具有制备简单、容易操作、平衡时间短、冲洗方便和进样量小的特点，能够获得较高的柱效。

由于开管柱内能有效键合官能团的柱表面积较小，开管电色谱的相比较低，柱容量较小。为了克服低相比的难题，科学家相继将蚀刻管壁键合、多孔层修饰、高配基容量聚合和纳米材料修饰等技术应用于固定相的制备，以提高开管柱容量。触须式聚合物因为具备较高的配基容量而在液相色谱和膜技术领域具有广泛的应用，柱相比、配体容量和比表面积均有明显提高，分离效果明显改善。

支化聚乙烯亚胺是带有伯胺、仲胺和叔胺基团和部分支链的聚合物，易与环氧、酸、异氰酸酯化合物反应，可以进行多种化学改性。支化聚乙烯亚胺阳离子密度和活性高，热稳定性好，而且具有极性基团(氨基)和疏水基(烷基、乙烯基)结构，能与不同的物质相结合，是一种良好的毛细管功能修饰材料。本发明首次提出经由毛细管内壁乙烯基化、环氧基团柱内接枝反应，在毛细管内壁键合环氧基团，在此基础上接枝支化聚乙烯亚胺制备开管柱固定相，使得所制备的开管柱触须式聚合固定相有效作用位点大幅提升，提供了明显且稳定的阳极电渗流和更多的静电作用位点，可以有效减少对蛋白质等大分子样品的吸附作用，显著改善开管柱容量和分离效果。同时，在同向电渗流模式下，酸性化合物也可实现快速高效的分离，可适用的分离对象范围较广。

发明内容：

为了实现开管柱固定相有效作用位点大幅提升，提供稳定的阳极电渗流，本发明提供了一种多胺修饰的触须式聚合物毛细管电色谱开管柱及其制备方法。采用毛细管内壁乙烯基化、环氧基团柱内接枝反应、支化聚乙烯亚胺开环反应等步骤，即首先通过甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷在管壁内表面引入可反应性的乙烯基，然后实施环氧基团柱内接枝反应，通过乙烯基与甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合反应形成表面带有环氧基、呈触须式分布的甲基丙烯酸酯聚合物；最后将应用支化聚乙烯亚胺与环氧基反应，将支化聚乙烯亚胺分子键合于毛细管表面，从而形成稳定的聚乙烯亚胺修饰层。所制得的聚合固定相键合大量胺基基团，且触须式结构使得有效作用位点大幅提升，从而能够提供了明显且稳定的阳极电渗流和更多的静电作用位点，稳定性高，可以有效减少碱性物质在管壁的吸附效应，应用于蛋白质、肽等生物样品分离，具有良好的效果。同时，在同向电渗流模式下，酸性化合物也可实现快速高效的分离，可适用的分离对象范围较广。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种多胺修饰的触须式聚合物毛细管电色谱开管柱，所述毛细管开管柱键合有甲基丙烯酸酯触须式聚合物，聚合物表面键合有多胺，所键合的多胺是支化聚乙烯亚胺。

所述多胺修饰的触须式聚合物毛细管电色谱开管柱的制备方法包括以下步骤：

1、毛细管内壁乙烯基化：

将体积含量为30～50％的甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷和对应比例的N，N-二甲基甲酰胺以及1.0mg/mL阻聚剂二苯基苦基肼混合后，在低温下超声振荡15～20min，注入经HCl溶液和NaOH溶液预处理过的毛细管中。将毛细管两端封闭，于120℃下加热反应6～12h或者40～60℃下反应12～14h，优选为120℃下反应12h。待反应完成后，依次用N，N-二甲基甲酰胺和甲醇分别冲洗毛细管柱30min，于90℃氮气吹干。

2、环氧基团柱内接枝反应

将体积含量为10％的甲基丙烯酸缩水甘油酯和90％的无水甲苯以及0.25～1.25mg/mL引发剂偶氮二异丁腈，浓度优选为0.75mg/mL，混合后，在低温下超声振荡15～20min，吹氮气5～10min除去混合物中溶解的氧气，然后将混合物注入乙烯基化处理过的毛细管中。将毛细管两端封闭，浸于80℃水浴中反应2～20h，待反应完成后，依次用甲苯和甲醇分别冲洗毛细管柱30min，于90℃氮气吹干。

3、支化聚乙烯亚胺开环键合