[发明专利]一种溶胶凝胶基质毛细管整体柱及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及毛细管整体柱技术，具体涉及一种溶胶凝胶基质毛细管整体柱及其制备方法。

背景技术

毛细管电色谱(CEC)是一种以电渗流为驱动力的微柱液相色谱分离技术。它结合了高效液相色谱(HPLC)的高选择性和毛细管电泳(CE)的高效性，是一种新型的微分离技术。它具有快速分离和样品、试剂消耗少等特点。不仅应用于离子化合物的分离分析，也用于中性化合物的分离分析。

毛细管柱是毛细管电色谱分离分析的核心，毛细管柱的制备是毛细管电色谱的关键。毛细管电色谱柱可根据固定相在柱内的存在方式分为以下三种:开管毛细管电色谱柱，填充毛细管电色谱柱及整体毛细管电色谱柱。开管毛细管电色谱柱相比较低、柱容量较小及检测灵敏度低，所以其应用收到受到一定的限制。填充毛细管电色谱柱由于需要柱塞，柱塞可靠性差和可重复性差、难以控制柱塞的孔隙率、易导致区带展宽、在柱塞处生成气泡等问题直接影响到柱效和重现性。相比较而言，毛细管电色谱整体柱不再需要在毛细管两端烧塞子，被认为是毛细管电色谱将来进一步发展的很有希望的一种制备方法。

从整体柱材料的分类上看，可将其分为有机聚合整体柱、无机溶胶凝胶整体柱及有机无机杂化材料整体柱。溶胶-凝胶技术是指溶胶的凝胶化过程，即液体介质中的基本单元粒子发展为三维网络结构-凝胶。溶胶-凝胶技术具有高纯度、高均匀性及合成温度低等优点，近年在材料科学领域得到了广泛的应用，目前溶胶-凝胶技术已用于整体柱的制备。以烷氧基硅烷为硅基来源的硅胶整体柱，其制备过程包括两个反应过程：一是烷氧基硅烷水解、缩聚形成网状结构；二是对表面的硅羟基进行化学修饰，使其具有特定的保留性能。Anal.Chem.杂志2001年第73卷第16期3921-3926页中报道了DμLay等用甲基丙烯酰氧丙基三甲基硅烷溶液在酸性催化剂、水、甲苯及一种光引发剂的存在下在365nm下引发制得了多孔硅胶整体柱，这种硅胶柱表现出反相色谱行为，对小分子量的中性化合物，如PAHs，烷基苯，烷基苯基酮及甾族类化合物进行分离，结果满意。Electrophoresis杂志2003年第24卷第3期408-420页报道了Darin等制备了表面经C₁₈修饰的硅胶整体柱，并对中性及带电化合物进行了分离，在优化了的柱制备及流动相组成和流速条件下，平均柱效达到160000/m。J.Chromatogr.A杂志2003年第1004卷第1-2期209-215页报道了DμLay等用两个经修饰的多孔光聚合的溶胶-凝胶整体柱对五个衍生化的氨基酸在7min内实现了分离。其中一个用二甲基十八烷基氯硅烷(DMOS)修饰，另一个经DMOS修饰后又用4-氟-7-硝基-1,2,3苯丙二恶嗪封住残余的硅羟基.理论塔板数达到了58700/m以上。

目前整体柱的研究工作大多集中在发展新型整体柱材料和扩展整体柱的应用方面，而对整体柱制备方法学的研究相对较少。国内外常用的有机聚合整体柱制备方法基本上均采用紫外光聚合和热聚合的方式。从原理上讲，采用γ射线、X-射线、紫外、红外、微波甚至超声波进行辐射或辐照在不锈钢管或毛细管内原位进行有机聚合是可能。

微波是一种内加热，具有加热速度快、加热均匀无温度梯度、无滞后效应等特点。微波对化学反应的加速主要归结为对极性有机物的选择加热，即微波的致热效应。另外的观点认为微波对化学反应作用是非常复杂的，一方面是反应物分子吸收了微波能量，提高了分子运动速度，致使分子运动杂乱无章，导致熵的增加；另外微波对极性分子的作用，迫使其按照电磁场作用方式运动，导致了熵的增加，因此微波对化学反应的作用机理是不能仅仅用微波致热效应来描述的。采用微波聚合方式替代整体柱制作过程中的传统外加热方式，有可能数百倍的缩短聚合反应时间，从而大大提高制造整体柱的效率，使普通的色谱工作者均能在几分钟内制备想要的整体柱成为可能。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种溶胶凝胶基质毛细管整体柱及其制备方法。

本发明的技术方案是：一种溶胶凝胶基质毛细管整体柱的制备方法，将聚合液充入烯基化的毛细管10cm在温度80℃、功率700W条件下微波聚合14.5min。

本发明的进一步改进包括：

所述聚合液的配置方法是，将1150μL甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷，300μL0.12M盐酸，室温下避光搅拌30分钟，得到单体溶液；然后，将800μL甲苯和50mg十二烷基磺酸钠加入到200μL单体溶液中，室温下搅拌30分钟，得含有十二烷基磺酸钠的甲苯-单体溶液混合液。