[发明专利]限进型聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯)修饰硅胶色谱填料

说明书

技术领域

本发明涉及一种限进型聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯)修饰硅胶色谱填料，具体是限进型聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-co-乙二醇二甲基丙烯酸酯)修饰硅胶色谱填料(Silica-g-p(SPM-co-EDMA)-g-pGMMA)及其制备方法，材料以原子转移自由基聚合以及表面引发方法制备，应用此材料为固相萃取剂，建立了固相萃取(SPE)／液相色谱(HPLC)在线联用测定牛奶中三聚氰胺和环丙氨嗪的方法。

背景技术

离子型或可以离子化的分析物的色谱分离和测定在生命科学、医药等领域起到了重要的作用，有着广泛的应用。但是在生物样品中的小分子分析中，由于样品中的生物大分子在色谱柱上的不可逆吸附使柱效迅速降低，影响了色谱方法的应用。因此在实际样品的分析中必须先进行蛋白去除的前处理工作。沉淀蛋白是常用的传统方法，但是这些前处理过程不仅繁琐、耗时，而且有可能使待测物损失，严重影响了分析的效率和准确性。为了解决这些问题，色谱工作者发展了限进材料，这种材料以物理或化学屏蔽的方式使蛋白等大分子不能进入小分子结合层(材料内层)而流出柱外，而小分子可以进入内层而被保留及分离，可以应用于生物样品的直接进样分析，对于高效分离测定起到了重要作用。目前，国际市场上已经有限进型色谱材料，但仍有需要改进的问题，例如，在接枝高分子链时应用“grafting onto”方法，而这种方法不容易得到均匀的接枝密度。

发明内容

本发明的目的是提供一种限进型聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-co-乙二醇二甲基丙烯酸酯)修饰硅胶色谱材料及其制备方法。材料应用原子转移自由基聚合(atom transfer radical polymerization，简称ATRP)法、在键合有ATRP引发剂的硅胶表面进行两次表面引发“grafting from”接枝聚合进行制备。首先以甲基丙烯酸3-磺酸丙酯(3-sulfopropyl methacrylate，SPM)为单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯(ethylene glycol dimethacrylate，EDMA)为交联剂，在硅胶表面接枝聚合，聚合后在硅胶表面形成带有磺酸基团的交联聚合物，材料简称为Silica-g-p(SPM-co-EDMA)；再以甲基丙烯酸缩水甘油酯(gIycidyl methacrylate，GMA)为单体，在Silica-g-p(SPM-co-EDMA)表面继续进行ATRP接枝聚合，水解后在外层形成带有二醇基的聚(甲基丙烯酸甘油单酯)[poly(glycerol monomethacrylate)，pGMMA]。这种双层聚合物接枝的材料具有结合阳离子和排阻蛋白的功能，称为限进型聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-co-乙二醇二甲基丙烯酸酯)修饰硅胶，[Silica-g-p(SPM-co-EDMA)-g-pGMMA]。由于采用ATRP以及“grafting from”方法进行接枝聚合，接枝反应可控，也可以避免在溶液中非接枝聚合物的形成。该填料表面具有两种不同特性的化学结构层，内层为聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-co-乙二醇二甲基丙烯酸酯)，其聚合链上的磺酸基团能够通过静电作用结合阳离子；外层为聚(甲基丙烯酸甘油单酯)，其二醇基具有亲水性，可以避免蛋白的不可逆吸附。

本发明生物兼容性好，具有结合阳离子型小分子、排阻生物大分子的功能，可以作为生物样品及环境样品分析的色谱固定相或固相萃取材料，能够在免去蛋白沉淀的前处理过程的情况下对生物或环境复杂样品中的阳离子型化合物进行有效提取分离，其应用可减少样品前处理步骤及由此带来的损失，提高生物样品的分析效率及准确性。本发明以限进型聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-co-乙二醇二甲基丙烯酸酯)修饰硅胶为固相萃取柱填料，与HILIC分析柱通过柱切换阀连接，建立了在线固相萃取／液相色谱联用技术测定牛奶中三聚氰胺和环丙氨嗪的测定方法。

本发明提供的一种限进型聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-co-乙二醇二甲基丙烯酸酯)修饰硅胶色谱填料是硅胶表面接枝双层聚合物的材料，内层为聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-co-乙二醇二甲基丙烯酸酯)，外层为聚(甲基丙烯酸甘油单酯)，其表达式如下：Silica-g-p(SPM-co-EDMA)-g-pGMMA，其中，Silica为多孔硅胶，g表示接枝，p(SPM-co-EDMA)表示甲基丙烯酸3-磺酸丙酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯的交联聚合物；pGMMA表示聚(甲基丙烯酸甘油单酯)。

其制备方法是经过如下步骤：

1)活化硅胶与(3-(2-溴异丁酰基)丙基)三乙氧基硅烷加热回流反应得到表面接枝ATRP引发剂的硅胶；