一种两性亲水有机-硅胶杂化整体柱及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种两性亲水有机-硅胶杂化整体柱及其制备方法，采用一锅法，同时将有机单体[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]-二甲基（3-硫代丙基）氢氧化铵(SPP)以及水溶性自由基引发剂(AIBA)混合制得均匀的预聚合体系，制备了新型的两性亲水有机-硅胶杂化柱，解决了引发剂与亲水的溶胶凝胶及强极性有机单体难以互溶的问题，极大地丰富了杂化柱的类型。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于毛细管色谱柱
，具体涉及一种两性亲水有机-硅胶杂化整体柱及其制备方法。
技术介绍
有机-硅胶杂化整体柱是建立在无机硅胶整体的基础上，糅合了有机整体柱的制备方法，即以四烷氧基硅烷和三烷氧基硅烷为硅烷化试剂，加入有机单体，在酸碱催化下发生水解和共聚反应制备而成。有机-硅胶杂化整体柱具有制备简单、表面化学性质多样的优点，既简化了无机-硅胶整体繁琐的修饰过程，又解决了有机聚合物整体柱存在的溶胀或收缩的问题，有较大的发展前景。“一锅法”(“one-pot”)是最近发展起来的制备有机-硅胶杂化整体柱的新方法。在制备过程中，先将有机单体直接加入四甲氧基硅烷和含有一个有机功能基团的三甲氧基硅烷的混合体系中，再经酸催化、碱催化或者两步催化的水解进而反应生成带有所需结构的硅胶骨架。磺酸基质的单体同时含有等量的带正电的季铵功能团和负电的磺酸基团，是一种亲水两性物质。在加压毛细管电色谱（pCEC）中，溶液中的溶质在流动相与固定相形成的分配平衡、以及电泳迁移作用对磺酸基质的分离有着重要的影响。早在21世纪初，就有相关报道同时将带有两性离子基团接枝到整体柱中，并用于在电色谱和液相色谱中高效、快速分离蛋白质。例如，Jandera等(J.Chromatogr.A,2012,1268:91-101)用N，N-二甲基-N-(2-甲基丙烯基)-N-（3-磺丙基）铵甜菜碱和二甘醇二甲基丙烯酸酯作为单体，以1-丙醇和1,4-丁醇为致孔剂，进行热引发聚合得到了两性整体柱。该柱用于在二维亲水作用下反相分离酚类化合物和黄酮类化合物，效果明显优于传统的亲水色谱柱。Li等(J.Chromatogr.A,2012,1270:178-185)通过用N，N-二甲基-N-（2-甲基丙烯酰氧-N-（3-磺丙基）铵甜菜碱接枝传统无机硅胶柱来制备两性柱，并用于分离酸碱、核苷酸等。但是“one-pot”技术大多使用疏水性较强的引发剂，如AIBN，但是存在引发剂与亲水的溶胶凝胶及强极性有机单体难以互溶的问题，会造成预聚合混合液的非均一性。目前为止，磺酸基质在pCEC中的研究较少。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种两性亲水有机-硅胶杂化整体柱及其制备方法。该制备方法具有制备简单、表面化学性质多样的优点，既简化了无机-硅胶整体繁琐的修饰过程，又解决了有机聚合物整体柱存在的溶胀或收缩的问题，同时引入水溶性的引发剂AIBA，解决了“one-pot”技术中引发剂与亲水的溶胶凝胶及强极性有机单体难以互溶的问题，极大地丰富了杂化柱的类型。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种两性亲水有机-硅胶杂化整体柱的制备方法：以四甲氧基硅烷（TMOS）和乙烯基三乙氧基硅烷（VTEO）作为硅烷化试剂，以[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]-二甲基（3-硫代丙基）氢氧化铵为有机单体，以偶氮二异丁基脒为引发剂，采用一锅法，经过酸碱两步催化在毛细管中进行自由基聚合反应，制得两性亲水有机-硅胶杂化整体柱。所述两性亲水有机-硅胶杂化整体柱的制备方法，具体步骤为：1）毛细管预处理：取50cm长的毛细管柱，依次通水0.5h、1M盐酸1h、水0.5h、1M氢氧化钠0.5h后，塞住两端于100℃反应3h；再通水0.5h、0.1M盐酸0.5h、水0.5h、甲醇0.25h、丙酮0.25h，然后180℃氮吹3h；2）预聚合溶液的制备：准确称取270mg聚乙二醇、100mg尿素溶解在2.5mL0.01mol/L的醋酸溶液中，待完全溶解后，再加入900μL四甲氧基硅烷和300μL乙烯基三乙氧基硅烷，组成预聚合溶液；然后在0℃下搅拌反应1h,使之形成均匀透明的水解液；3）柱子的制备：准确称取10mg[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]-二甲基（3-硫代丙基）氢氧化铵以及0.5mg偶氮二异丁基脒，加入至1mL步骤2）制得的水解液中，并冰浴超声10min溶解脱气；将混合溶液用注射器手动推入预处理好的毛细管柱中至30cm处，用橡胶将毛细管两端封住，放入40℃水浴锅中加热反应12h后，再将温度升高到60℃继续加热12h，最后分别用甲醇、水冲洗柱子以除去未完全反应的致孔剂和其它残留物，制得两性亲水有机-硅胶杂化整体柱。所述制备方法得到的两性亲水有机-硅胶杂化整体柱的应用：用于中性小分子、苯酚化合物或苯甲酸化合物的分离；pH值为3.0-9.0。本专利技术的显著优点在于：（1）本专利技术中的磺酸基质单体同时含有等量的带正电的季铵功能团和负电的磺酸基团，是一种亲水两性物质；在pCEC模式中可以利用CE的高效性和CLC的高选择性以及磺酸基质固定相的亲水机理和静电作用，从而可以达到快速分离的效果。（2）本专利技术制备的两性有机-硅胶杂化整体柱具有制备简单、表面化学性质多样的优点，既简化了无机-硅胶整体繁琐的修饰过程，又解决了有机聚合物整体柱存在的溶胀或收缩的问题，同时引入水溶性的引发剂AIBA，解决了“one-pot”技术中引发剂与亲水的溶胶凝胶及强极性有机单体难以互溶的问题，所制得的整体柱具有渗透性、机械稳定性以及重现性好的优点。附图说明图1为不同比例的尿素含量的杂化柱的电镜图；图中尿素的含量分别对应为A:50mg，B:100mg，C:150mg；图2为不同含量单体所制备的的杂化柱对四种中性分子的电色谱分离图；图中单体的含量分别对应为D:5mg,B:10mg,E:20mg,F40mg；图3为不同的pH值对两性有机-硅胶杂化整体柱(柱B)的EOF的影响；图4为两性有机-硅胶杂化整体柱(柱B)中不同pH对苯酚化合物保留因子的影响；图5为两性有机-硅胶杂化整体柱(柱B)中不同pH对苯甲酸化合物保留因子的影响。具体实施方式为了使本专利技术所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本专利技术所述的技术方案做进一步的说明，但是本专利技术不仅限于此。实施例11）毛细管预处理：取若干相同毛细管柱，分别依次通水0.5h、1M盐酸1h、水0.5h、1M氢氧化钠0.5h后，塞住两端于100℃反应3h；再通水0.5h、0.1M盐酸0.5h、水0.5h、甲醇0.25h、丙酮0.25h，然后180℃氮吹3h；2）柱子制备：准确称取270mg聚乙二醇、100mg尿素溶解在2.5mL0.01mol/L的醋酸溶液中，待完全溶解后，再加入900μLTMOS和300μLVTEO组成预聚合溶液，然后在0℃下搅拌反应1h，使之形成均匀透明的水解液；然后，准确称取10mgSPP以及0.5mgAIBA，加入至1mL上述水解液中，并冰浴超声10mi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两性亲水有机‑硅胶杂化整体柱的制备方法，其特征在于：以四甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷作为硅烷化试剂，以[3‑(甲基丙烯酰氨基)丙基]‑二甲基（3‑硫代丙基）氢氧化铵为有机单体，以偶氮二异丁基脒为引发剂，采用一锅法，经过酸碱两步催化在毛细管中进行自由基聚合反应，制得两性亲水有机‑硅胶杂化整体柱。

【技术特征摘要】
1.一种两性亲水有机-硅胶杂化整体柱的制备方法，其特征在于：以四甲氧基硅烷和乙
烯基三乙氧基硅烷作为硅烷化试剂，以[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]-二甲基（3-硫代丙基）
氢氧化铵为有机单体，以偶氮二异丁基脒为引发剂，采用一锅法，经过酸碱两步催化在毛细
管中进行自由基聚合反应，制得两性亲水有机-硅胶杂化整体柱。
2.根据权利要求1所述两性亲水有机-硅胶杂化整体柱的制备方法，其特征在于：具体
步骤为：
1）毛细管预处理：取50cm长的毛细管柱，依次通水0.5h、1M盐酸1h、水0.5h、1M氢
氧化钠0.5h后，塞住两端于100℃反应3h；再通水0.5h、0.1M盐酸0.5h、水0.5h、甲醇
0.25h、丙酮0.25h，然后180℃氮吹3h；
2）预聚合溶液的制备：准确称取270mg聚乙二醇、100mg尿素溶解在2.5mL0.01
mol/L的醋酸溶液中，待完全溶解后，再加入900μL四甲氧基硅烷和30...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕海霞，秦文菲，谢增鸿，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35