[发明专利]一种阳离子交换色谱固定相及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型液相色谱固定相及其制备方法，具体地说是一种配基为烷基和磷酸基团的新型阳离子交换色谱固定相。

背景技术

离子交换色谱是被广泛应用于离子型物质（涵盖从生物大分子到无机小离子等各种类型的物质）的分离分析和纯化制备。离子交换色谱分离介质的研发是离子交换色谱发展和应用的基础。树脂等有机聚合物分离介质在离子交换色谱中使用较为广泛，具有pH适用范围广、稳定性好等优点[Nair,L.M.et al,J.Chromatogr.A,1996,739,99]。但是，有机聚合物离子交换固定相存在机械强度差、分离效率低、容易发生溶胀等缺陷。另外，有机聚合物基质还具有较强的疏水性，容易导致分子体积较大的离子发生极化，使其难以洗脱和峰形展宽、变形。硅胶基质作为最常用的色谱分离介质，具有粒径和孔径分布均匀、机械强度好、分离效率高、表面亲水性好、硅醇基容易修饰改性等优点，能很好的克服聚合物基质的缺陷。然而，由于存在硅胶表面修饰方法和硅胶的化学稳定性等问题，硅胶基质在离子交换色谱方面应用较少。

阳离子交换色谱作为一种离子交换色谱模式，主要是通过静电作用实现带正电的离子型化合物或者容易离子化的中性化合物的分离。Zhu等报道了基于Polysulfoethyl Aspartamide阳离子交换色谱柱用于带正电荷的多肽的分离分析[Zhu,B.Y.et al,J.Chromatogr.1991,548,13-24],不同的多肽所带的净电荷不同，随着所带正电荷的增加，离子交换作用增强，多肽的保留增强。

Sullivan等发展了一种合成带有磷酸酯基与磷酸基团多孔硅胶的方法并对其进行了表征[Aliev,A.et al,J.Mater.Chem.2000,10,2758]。HongqiangQin等发展了一种带有磷酸根官能团的有机-无机杂化材料并将其用于磷酸化肽的高通量富集。这些都为高效液相色谱中的离子交换填料制备提供了可能。但是，当前尚未出现使用此方法制备离子交换色谱固定相的技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型阳离子交换色谱固定相及其制备方法。该固定相为烷基和磷酸基表面键合的硅胶固定相。该固定相的制备方法简单，用途广泛。

本发明的技术方案是：离子交换色谱固定相，其特征在于结构为：

其中Silica Gel为硅胶，m=0-16。

本发明还提供了上述固定相的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

a．硅胶预处理：硅胶加入质量浓度为1%～38%的盐酸或硝酸溶液中，加热回流搅拌1～48小时，过滤，水洗至中性，于100～160°C下干燥至恒重。

b．硅胶表面键合：将步骤a所得硅胶置于玻璃或者聚四氟乙烯反应容器中，在氮气氛围下加入有机溶剂，搅拌均匀，滴加磷酰硅烷试剂，保持温度为20～200°C条件下搅拌2～48小时。反应体系冷却至室温，减压过滤并用甲苯、二氯甲烷、甲醇、水、四氢呋喃、甲醇洗涤，固体产品在60～100°C条件下干燥12小时；

c．水解反应：将步骤b所得的键合固定相置于玻璃或者聚四氟乙烯反应容器中，加入质量浓度为5%～50%的硫酸水溶液或者质量浓度为5%～50%的盐酸水溶液，保持温度为20～200°C条件下搅拌2～48小时。反应体系冷却至室温，减压过滤并用甲醇、水、甲醇洗涤，固体产品在60～100°C条件下干燥12小时即阳离子交换色谱固定相；

所用有机溶剂为与水不互溶的有机溶剂，包括甲苯、乙苯、二甲苯、正己烷、正庚烷、正戊烷、正辛烷、环己烷等苯系物和烷烃。有机溶剂的使用量为每克硅胶使用2mL～100mL有机溶剂；所用的磷酰硅烷试剂是含碳数为1～18烷基的磷酰硅烷，结构如下：

Si(OH₂CH₃C)₃-R-PO(OCH₂CH₃)₂(R为碳数为2～20的烷基)。

磷酰基硅烷总的使用量为每克硅胶使用0.5mmol～5mmol；混合溶剂的使用量为每克键合硅胶使用1mL～100mL。

本发明具有如下优点：

1.结构新颖。本发明首次提出以硅胶表面烷基和磷酸基表面键合相为阳离子交换色谱固定相。该固定相结构中含有磷酸基团，因而带有表面负电荷中心，十分适合作为阳离子交换色谱固定相。