一種硼酸親和有機(jī)-硅膠雜化整體柱及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于毛細(xì)管色譜柱技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硼酸親和有機(jī)-硅膠雜化整體柱及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]有機(jī)-硅膠雜化整體柱，是以硅氧烷為基礎(chǔ)得到的一類具有硅膠骨架結(jié)構(gòu)，并包含特殊功能基團(tuán)的新型整體柱，它結(jié)合了有機(jī)整體柱和無機(jī)硅膠整體柱兩者的優(yōu)勢(shì)，具有良好的機(jī)械穩(wěn)定性、耐酸堿性和抗溶脹性，受到了研究人員的廣泛關(guān)注。雜化整體柱在制備帶有活性基團(tuán)的硅膠整體柱的基礎(chǔ)上，通過柱后衍生法或是“one-pot”來制備的。與柱后衍生相比，“one-pot”法比較省時(shí)，首先將有機(jī)功能單體直接加入水解后的反應(yīng)液中混合均勻，然后再將反應(yīng)液注入管內(nèi)并進(jìn)行加熱反應(yīng)，便可以制得具有帶有特殊官能團(tuán)的雜化整體柱。
[0003]硼酸親和色譜是基于硼酸與順式二醇化合物之間特異性選擇分離的一項(xiàng)技術(shù)，極大地豐富了順式二醇化合物的分離應(yīng)用。硼酸親和作用機(jī)理是基于硼酸基團(tuán)在堿性條件下會(huì)與帶有順式二醇的物質(zhì)發(fā)生共價(jià)結(jié)合反應(yīng)，從而可以形成穩(wěn)定的五或六元環(huán)酯結(jié)構(gòu)，當(dāng)介質(zhì)的pH切換成酸性時(shí)則可實(shí)現(xiàn)解離。2006年P(guān)otter等人(Analyst, 2006 , 131(10):1094-1096)首次在毛細(xì)管中合成了硼酸親和整體柱，利用液相色譜和毛細(xì)管電色譜成功的分離了核苷酸類物。Yang等人(Analyst, 2009，134(10): 2158-2164)用乙二醇二甲基丙烯酸酯和丙烯酰胺作為交聯(lián)劑，將4-乙烯基苯硼酸作為單體灌入不銹鋼柱中制備而成新的硼酸整體柱，該柱可以用于從尿中分離去甲腎上腺素、腎上腺素、多巴胺等神經(jīng)遞質(zhì)。后來，為了進(jìn)一步擴(kuò)大在酸性pH條件下的使用范圍，Liu的課題組(Chem.Comm., 2011, 47:5067-5069)通過制備了氨基官能化的聚(甲基丙烯酸縮水甘油酯亞甲基雙(丙烯酰胺))整體柱，然后通過羧基與氨基的反應(yīng)，進(jìn)一步將羧基官能團(tuán)引入整體柱中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種硼酸親和有機(jī)-硅膠雜化整體柱及其制備方法。該有機(jī)-硅膠雜化毛細(xì)管整體柱既免去了傳統(tǒng)填充柱裝填等復(fù)雜繁瑣的操作及燒結(jié)塞子導(dǎo)致的氣泡產(chǎn)生等問題，又克服了開管柱容量低、相比小的缺點(diǎn)，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，對(duì)中性物質(zhì)和苯胺類物質(zhì)具有良好的分離效果，且對(duì)鄰苯二酸和對(duì)苯二酚有特異性分離作用。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種基于“one-pot”法制備硼酸親和有機(jī)-硅膠雜化整體柱，以四甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷作為硅烷化試劑，以4-乙烯基苯硼酸(VDB)作為功能單體、二乙烯基苯(DB)為交聯(lián)劑、聚乙二醇為致孔劑、偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，采用一鍋法，經(jīng)過酸堿兩步催化在毛細(xì)管中進(jìn)行自由基聚合反應(yīng)，制得所述硼酸親和有機(jī)-硅膠雜化整體柱。
[0006]其制備方法包括如下步驟: 1)毛細(xì)管預(yù)處理:取適當(dāng)長(zhǎng)度毛細(xì)管柱，依次通水0.5h、l M鹽酸I 11、水0.5 h、l M氫氧化鈉0.5 h后，塞住兩端于100°C反應(yīng)3 h;再通水0.5 h、0.1 M鹽酸0.5 11、水0.5 h、甲醇
0.25 h、丙酮0.25 h，然后 180 °C氮吹3 h；
2)柱子制備:準(zhǔn)確稱取270mg聚乙二醇(PEG)溶解在2.5 mL 0.01 mol/L的醋酸溶液中，完全溶解后，再加入由900 yL四甲氧基硅烷(TMOS)和300 yL乙烯基三乙氧基硅烷(VTEO)組成預(yù)聚合溶液，然后在0°C下攪拌反應(yīng)I h，使之形成均勻透明的水解液;再準(zhǔn)確稱取13.4 mg 4-乙稀基苯硼酸和26.8 mg二乙稀基苯以及4 mg偶氮二丁腈(AIBN)，加入至I mL上述水解液中，冰浴超聲10 min溶解脫氣;將混合溶液用注射器手動(dòng)推入預(yù)處理好的毛細(xì)管柱中至30 cm (總長(zhǎng)50 cm)處，用橡膠將毛細(xì)管兩端封住，放入40 0C水浴鍋中加熱反應(yīng)12 h后，將溫度升高到70 °(3繼續(xù)加熱12 h;
所述硼酸親和有機(jī)-硅膠雜化整體柱通過調(diào)節(jié)流動(dòng)相、緩沖鹽的鹽濃度和PH值來改變其電滲流大小，可用于分離中性物質(zhì)苯胺類物質(zhì)，以及順式二醇物質(zhì)。
[0007]整體柱所用流動(dòng)相為乙腈、甲醇或者二次水(優(yōu)選流動(dòng)相中乙腈含量為50%_100%(v/v)),在pH為2.0?9.0使用，緩沖鹽的濃度為1mmoI/L。
[0008]本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)在于:
(1)本發(fā)明基于硼酸基團(tuán)在堿性條件下會(huì)與帶有順式二醇的物質(zhì)發(fā)生共價(jià)結(jié)合反應(yīng)，從而可以形成穩(wěn)定的五或六元環(huán)酯結(jié)構(gòu)，當(dāng)介質(zhì)的PH切換成酸性時(shí)則可實(shí)現(xiàn)解離的特點(diǎn)，與雜化柱相結(jié)合，制備了硼酸親和有機(jī)-硅膠雜化整體柱，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)中性物質(zhì)、苯胺化合物的分離，以及順式二醇的物質(zhì)的特異性分離；
(2)本發(fā)明制備的硼酸親和有機(jī)-硅膠雜化整體柱，既免除了傳統(tǒng)填充柱裝填等復(fù)雜繁瑣的操作及燒結(jié)塞子導(dǎo)致的氣泡產(chǎn)生等問題，又克服了開管柱容量低和相比小的缺點(diǎn)，具有性質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，機(jī)械穩(wěn)定性、重現(xiàn)性好的優(yōu)點(diǎn)；可在較大PH范圍內(nèi)使用，其電滲流大小可以通過調(diào)節(jié)流動(dòng)相的pH來控制。
【附圖說明】
[0009]圖1為不同比例的單體含量的雜化柱的電鏡圖；圖中A、B、C、D中VI3B與DB的比分別對(duì)應(yīng)為2:1、1:1、1:2、1:3；
圖2為在不同流動(dòng)相中線速度對(duì)整體柱背壓的影響；
圖3為硼酸親和有機(jī)-硅膠雜化整體柱(柱C)中乙腈含量對(duì)中性分子迀移時(shí)間的影響；
圖4為硼酸親和有機(jī)-硅膠雜化整體柱(柱C)中不同pH對(duì)鄰苯二酚、對(duì)苯二酚分離的影響；圖中1.對(duì)苯二酚，2.鄰苯二酚；
圖5為硼酸親和有機(jī)-硅膠雜化整體柱中不同乙腈含量對(duì)鄰苯二酚、對(duì)苯二酚分離的影響；圖中1.對(duì)苯二酚，2.鄰苯二酚。
【具體實(shí)施方式】
[0010]為了使本發(fā)明所述的內(nèi)容更加便于理解，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明所述的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明，但是本發(fā)明不僅限于此。
[0011]實(shí)施例1 1)毛細(xì)管預(yù)處理:取若干相同毛細(xì)管柱，分別依次通水0.5h、l M鹽酸I 1水0.5 h、lM氫氧化鈉0.5 h后，塞住兩端于100°C反應(yīng)3 h;再通水0.5 h、0.1 M鹽酸0.5 11、水0.5 h、甲110.25 h、丙酮0.25 h，然后 180 °C氮吹3 h；
2)柱子制備:準(zhǔn)確稱取270mg PEG溶解在2.5 mL 0.01 mol/L的醋酸溶液中，完全溶解后，再加入由900 yL TMOS和300 yL VTEO組成預(yù)聚合溶液，然后在0°C下攪拌反應(yīng)I h，使之形成均勾透明的水解液;再準(zhǔn)確稱取13.4 mg 4-乙稀基苯硼酸和26.6 mg二乙稀基苯以及4 mg AIBN，加入至I mL上述水解液中，冰浴超聲10 min溶解脫氣；將混合溶液用注射器手動(dòng)推入預(yù)處理好的毛細(xì)管柱中至30 cm (總長(zhǎng)50 cm)處，用橡膠將毛細(xì)管兩端封住