[发明专利]一种单分散孔道可控贯流型色谱微球制备方法

说明书

本发明公开了一种单分散孔道可控贯流型色谱微球制备方法，属于色谱制备技术领域，步骤一，硅溶胶前驱体溶液的配制：将催化剂、水和高分子聚合物置于0℃的环境下搅拌30 min形成均相体系，接着将烷氧基硅烷、3‑缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、尿素依次加入上述溶液中，将混合溶液置于0℃环境下搅拌60 min后，完成硅溶胶前驱体溶液的配制，步骤二，通过微流控芯片生成粒径高度均一的前驱体液滴，将液滴内的高分子聚合物作为溶胶微粒的亲和分子，步骤三，利用奥氏熟化和凝胶化进程的耦合效应，构建贯流型孔道，升温诱发溶胶微粒间的交联，形成单分散色谱微球。将此方法制备的色谱微球装填成色谱柱，可以用于小分子、生物大分子的快速分析。

技术领域

本发明涉及色谱制备，特别涉及一种单分散孔道可控贯流型色谱微球制备方法，属于色谱制备工艺技术领域。

背景技术

色谱作为分离科学领域的核心技术，在环境分析、材料制造、生命科学等方面已有广泛的应用，面对日益繁杂的分离需求，色谱学家致力于发展性能更加优异的色谱微球填料以及更高效的分离分析方法，根据色谱速率理论中关于柱效影响因素的描述，样品中的溶质在分离过程中存在扩散效应，其扩散路径的离散程度越高，色谱分离的柱效越低。传统色谱微球制造工艺制备得到的微球填料的粒径均一度较差，不利于降低分子扩散路径的离散程度，同时，微球内部孔道结构的不可控性大幅降低了大分子分离过程中的传质效率。

利用微流控技术在芯片内生成尺寸高度均一的硅溶胶液滴，通过调节前驱体溶液和氟化液的流量区间，可以准确控制液滴的粒径大小；通过改变高分子聚合物的化学组成和分子质量，可以构建出具有相应形貌特征的贯流型孔道结构；通过调节硅氧烷缩聚交联和奥氏熟化过程的温度区间，可以改变微球内孔道的连通性质以及尺寸大小，将合成的贯流型色谱微球装填成色谱柱，可以用于小分子以及生物大分子等物质的高效分离分析，因此我们做出改进，提出一种单分散孔道可控贯流型色谱微球制备方法。

发明内容

本发明的目的在提供一种单分散孔道可控贯流型色谱微球制备方法，以解决上述背景技术中提出的现有色谱填料存在的关键问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种单分散孔道可控贯流型色谱微球制备方法，步骤一，硅溶胶前驱体溶液的配制：将催化剂、水和高分子聚合物的混合溶液置于0℃的环境下搅拌30 min形成均相体系，接着将烷氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、尿素依次加入上述均相溶液中，将混合溶液置于0℃环境下搅拌60 min后，完成硅溶胶前驱体溶液的配制。

步骤二，单分散硅溶胶液滴的生成：将所述步骤一中配制的前驱体溶液和电子氟化液HFE-7500分别作为分散相和连续相注入微流控芯片中，通过设置合适的两相流体的流量，实现单分散硅溶胶液滴的稳定生成。

步骤三，液滴的固化：将所述步骤二中收集的液滴分别置于两种温度环境下各反应6 h，通过升温促进溶胶之间的缩聚交联以及硅胶网络骨架的奥氏熟化过程，在两个过程的耦合作用下，微球内部形成相互连通的贯流型孔道。

优选的，所述步骤一硅溶胶前驱体溶液的配制中，催化剂可以为盐酸或乙酸，当催化剂为盐酸时，其水溶液的pH范围控制为1.5-3.5；当催化剂为乙酸时，其水溶液的pH范围控制为2.8-3.5。

优选的，所述步骤一硅溶胶前驱体溶液的配制中，烷氧基硅烷可以为硅酸四甲酯或硅酸四乙酯，当烷氧基硅烷为硅酸四甲酯时，其在前驱体溶液中的含量范围为15-20wt%；当烷氧基硅烷为硅酸四乙酯时，其在前驱体溶液中的含量范围为12-15 wt%。

优选的，所述步骤一硅溶胶前驱体溶液的配制中，高分子聚合物可以为聚环氧乙烷或聚乙烯醇，当聚合物为聚环氧乙烷时，分子质量可以为100KDa和300KDa，其在前驱体溶液中的含量范围为0.5-3 wt%；当聚合物为聚乙烯醇时，分子质量可以为31KDa、47KDa和67KDa，其在前驱体溶液中的含量范围为0.2-2.7 wt%。