季胺碱功能化阴离子交换有机聚合物毛细管电色谱整体柱及其制备与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种季胺碱功能化阴离子交换有机聚合物毛细管电色谱整体柱及其制备与应用，属于分析化学领域。本发明专利技术的毛细管电色谱整体柱的固定相为：功能单体N‑苄基奎宁氯、甲基丙烯酰胺与交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯在制孔剂甲醇与一缩二乙二醇中发生原位聚合反应，生成的整体多孔有机骨架材料。本发明专利技术首次采用季胺碱型功能单体N‑苄基奎宁氯制备阴离子交换色谱固定相，方法简单，色谱性能优异，重现性好；其可用于有机酸性小分子的快速分离检测，解决了酸性化合物难出峰、不出峰问题，在复杂组分物质分离方面具有极大的应用潜能。

Quaternary ammonium functional anion exchange organic polymer capillary electrochromatography monolithic column and its preparation and Application

The invention discloses a quaternary ammonium base functionalized anion exchange organic polymer capillary electrochromatography monolithic column and its preparation and application, which belongs to the field of analytical chemistry. The invention of the capillary electrochromatography column stationary phase: functional monomer N benzyl chloride, methyl acrylamide quinine and crosslinking agent two ethylene glycol methacrylate in porogen methanol and a polymerization shrinkage occur in situ diethylene glycol, the whole porous organic framework materials generated. The invention uses a quaternary amine alkali functional monomer N benzyl chloride quinine preparation of anion exchange chromatography, HPLC method is simple, excellent performance, good reproducibility; it can be used for rapid separation of acidic organic small molecule detection, solve the acidic compounds and non peak to peak, has great potential for application the separation of substances in the complex group.

【技术实现步骤摘要】
季胺碱功能化阴离子交换有机聚合物毛细管电色谱整体柱及其制备与应用
本专利技术属于分析化学领域，具体涉及一种季胺碱功能化阴离子交换有机聚合物毛细管电色谱整体柱及其制备与应用。
技术介绍
毛细管电色谱柱是毛细管电色谱研究的核心，主要有填充柱、开管柱、整体柱三种柱型。有机聚合物毛细管整体柱因其制备方法简单、无需设计柱塞、柱容量大、柱效高等优势，成为毛细管电色谱柱研究的热点。当前有机聚合物毛细管整体柱发展成熟，但大多数为反相色谱柱，疏水性强，对有机酸性物质分离选择性不强，且存在难出峰或不出峰问题。阴离子交换型色谱柱有效解决了上述问题，但此类整体柱发展有限，应用不广泛，难以满足复杂组分物质分离的需要。因此，发展新型阴离子交换毛细管电色谱整体柱是十分有意义的。
技术实现思路
本专利技术目的在于解决现有技术存在的问题，提供一种季胺碱功能化阴离子交换有机聚合物毛细管电色谱整体柱及其制备与应用。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种季胺碱功能化阴离子交换有机聚合物毛细管电色谱整体柱，其固定相为：功能单体N-苄基奎宁氯、甲基丙烯酰胺与交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯在制孔剂甲醇与一缩二乙二醇中发生原位聚合反应，生成的整体多孔有机骨架材料。上述季胺碱功能化阴离子交换有机聚合物毛细管电色谱整体柱的制备方法，包括以下步骤：（1）石英毛细管预处理：依次用碱溶液、H2O、酸溶液HCl溶液、H2O、甲醇冲洗石英毛细管，最后用氮气吹干。（2）将甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧硅烷甲醇溶液注入预处理后的毛细管中，用Teflon连接两端成环状，放置于40-50℃水浴锅中反应10-16h，使毛细管内壁乙烯基化；用甲醇冲洗毛细管除去未与毛细管管壁键合的硅烷化试剂，氮气吹干。（3）将包含如下按质量百分比计的组分的混合溶液超声混合均匀且除去气泡：3-6%（w/w）的N-苄基奎宁氯，2-5%（w/w）的甲基丙烯酰胺，13-21%（w/w）的乙二醇二甲基丙烯酸酯，43-49%（w/w）的甲醇，28-32%（w/w）的一缩二乙二醇，N-苄基奎宁氯、甲基丙烯酰胺和乙二醇二甲基丙烯酸酯总质量1.0%-1.5%的偶氮二异丁腈。（4）将步骤（3）得到的均一溶液注入经步骤（2）处理后的毛细管中，根据需求控制注入长度，两端用硅胶塞密封，60-70℃水浴反应12-18h。反应完成后用甲醇冲洗，洗去未反应原料，得到季胺碱功能化阴离子交换有机聚合物毛细管电色谱整体柱。步骤（1）中所述的碱溶液为NaOH溶液，所述的酸溶液为HCl溶液。步骤（1）优选为：石英毛细管依次用1MNaOH冲洗1h，H2O冲洗0.5h，1MHCl冲洗1h，H2O冲洗0.5h，甲醇冲洗20min，最后用氮气吹干。步骤（2）中所述的甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧硅烷甲醇溶液的浓度优选为40-50%（v/v）。上述季胺碱功能化阴离子交换有机聚合物毛细管电色谱整体柱可用于有机酸性小分子（羧酸、磺酸等）的分离检测。所述的有机酸性小分子包括吡啶-3,5-二羧酸、2-氨基对苯二甲酸、对羟基苯甲酸、苯甲酸、2-氯苯甲酸、扁桃酸、对氨基苯甲酸、3-吲哚乙酸等。本专利技术首次采用季胺碱N-苄基奎宁氯和甲基丙烯酰胺作功能单体通过原位聚合法一步合成阴离子交换色谱固定相。由于N-苄基奎宁氯自身带有正电荷，可产生逆向电渗流，此条件下酸性物质电迁移方向与电渗方向一致，有利于其快速分离检测。本专利技术的整体柱成功实现了有机酸性小分子的快速分离检测，解决了酸性化合物难出峰、不出峰问题，在复杂组分样品分离检测应用中有极大潜能。本专利技术的整体柱制备方法简单，重复性好，色谱性能良好，为新型有机聚合物毛细管电色谱整体柱的发展提供了思路。附图说明图1为本专利技术实施例1所制备的季胺碱功能化阴离子交换有机聚合物毛细管电色谱整体柱的扫描电镜图，由扫描电镜图可以看出，整体柱结构较疏松多孔，通透性较好。图2为本专利技术实施例1所制备整体柱对8种有机酸性小分子的电色谱分离图，图中8种有机酸性物质分别为：1.吡啶-3,5-二羧酸、2.2-氨基对苯二甲酸、3.对羟基苯甲酸、4.苯甲酸、5.2-氯苯甲酸、6.扁桃酸、7.对氨基苯甲酸、8.3-吲哚乙酸。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限与此。实施例1（1）截取35cm长石英毛细管（内径100μm），预处理后，配制甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧硅烷甲醇溶液50%（v/v），吸入注射器并注入预处理后的毛细管中，用Teflon连接两端成环状，放置于45℃水浴锅中过夜反应，使毛细管内壁乙烯基化；然后甲醇冲洗毛细管30min，干燥N2吹干待用。（2）将20mg的N-苄基奎宁氯、20mg的甲基丙烯酰胺、76μL的乙二醇二甲基丙烯酸酯、303μL的甲醇、143μL的一缩二乙二醇、2.0mg的偶氮二异丁腈置于2mLeppendorf管中，超声10min混合均匀且除去气泡。（3）将步骤（2）得到的均一溶液注入步骤（1）经硅烷化试剂处理后的毛细管中，控制注入长度为25.5cm，两端用硅胶塞密封，60℃水浴反应16h。反应完成后用甲醇冲洗10h，洗去未反应原料，得到一种季胺碱功能化阴离子交换有机聚合物毛细管电色谱整体柱，其扫描电镜图如图1所示，该整体柱结构较疏松多孔，通透性较好。将实施例1制备的毛细管整体柱应用于电色谱分离，应用电压：-20kV，流动相：pH310mMNaH2PO4-Na2HPO4/乙腈（40/60，v/v）。实现了8种有机酸性小分子良好基线分离（图2），分离度均大于2.7，以吡啶-3,5-二羧酸为分析物评价其柱效，可达每米4.60×105塔板数，柱效高；此整体柱可同时实现多组分物质良好基线分离。实施例2（1）截取35cm长石英毛细管（内径100μm），预处理后，配制甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧硅烷甲醇溶液50%（v/v），吸入注射器并注入预处理后的毛细管中，用Teflon连接两端成环状，放置于45℃水浴锅中过夜反应，使毛细管内壁乙烯基化；然后甲醇冲洗毛细管30min，干燥N2吹干待用。（2）将25mg的N-苄基奎宁氯、15mg的甲基丙烯酰胺、76μL的乙二醇二甲基丙烯酸酯、303μL的甲醇、143μL的一缩二乙二醇、2.0mg的偶氮二异丁腈置于2mLeppendorf管中，超声10min混合均匀且除去气泡。（3）将步骤（2）得到的均一溶液注入步骤（1）经硅烷化试剂处理后的毛细管中，控制注入长度为25.5cm，两端用硅胶塞密封，60℃水浴反应16h。反应完成后用甲醇冲洗10h，洗去未反应原料，得到一种季胺碱功能化阴离子交换有机聚合物毛细管电色谱整体柱。实施例3（1）截取35cm长石英毛细管（内径100μm），预处理后，配制甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧硅烷甲醇溶液50%（v/v），吸入注射器并注入预处理后的毛细管中，用Teflon连接两端成环状，放置于45℃水浴锅中过夜反应，使毛细管内壁乙烯基化；然后甲醇冲洗毛细管30min，干燥N2吹干待用。（2）将30mg的N-苄基奎宁氯、10mg的甲基丙烯酰胺、76μL的乙二醇二甲基丙烯酸酯、303μL的甲醇、143μL的一缩二乙二醇、2.0mg的偶氮二异丁腈置于2mLeppendorf管中，超声10min混合均匀且除去气泡。（3）将步骤（2）得到的均一溶液注入步骤（1）经硅烷化试剂处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种季胺碱功能化阴离子交换有机聚合物毛细管电色谱整体柱，其特征在于：所述毛细管电色谱整体柱的固定相为：功能单体N‑苄基奎宁氯、甲基丙烯酰胺与交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯在制孔剂甲醇与一缩二乙二醇中发生原位聚合反应，生成的有机骨架材料。

【技术特征摘要】
1.一种季胺碱功能化阴离子交换有机聚合物毛细管电色谱整体柱，其特征在于：所述毛细管电色谱整体柱的固定相为：功能单体N-苄基奎宁氯、甲基丙烯酰胺与交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯在制孔剂甲醇与一缩二乙二醇中发生原位聚合反应，生成的有机骨架材料。2.权利要求1所述的季胺碱功能化阴离子交换有机聚合物毛细管电色谱整体柱的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）石英毛细管预处理：依次用碱溶液、H2O、酸溶液、H2O、甲醇冲洗石英毛细管，最后用氮气吹干；（2）将甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧硅烷甲醇溶液注入预处理后的毛细管中，用Teflon连接两端成环状，放置于40-50℃水浴锅中反应10-16h，使毛细管内壁乙烯基化；用甲醇冲洗毛细管除去未与毛细管管壁键合的硅烷化试剂，氮气吹干；（3）将包含如下按质量百分比计的组分的混合溶液超声混合均匀且除去气泡：3-6%的N-苄基奎宁氯，2-5%的甲基丙烯酰胺，13-21%的乙二醇二甲基丙烯酸酯，43-49%的甲醇，28-32%的一缩二乙二醇，N-苄基奎宁氯、甲基丙烯酰胺和乙二醇二甲基丙烯酸酯总质量1.0%-1.5%的偶氮二异丁腈；（4）将步...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈子林，毛振坤，覃小宁，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42