具有光聚合溶胶-凝胶组分的分离柱和相关的方法技术

提供了分离柱和制备该分离柱的方法。分离柱包括分离通道和在通道中的多孔基体。多孔基体包括金属有机聚合物，如光聚合物。多孔基体可以是被设计来分离被分析物样品的分离介质或被设计来将分离介质保留在通道中的熔结玻璃料。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的领域本专利技术一般地涉及分离柱，和特别地涉及包括光聚合溶胶-凝胶组分的分离柱和相关的方法。本专利技术的背景在过去的十年中，毛细管区带电泳(CZE)，以它的高的峰容量(即每单位时间分离的峰的数目)，已经发展成利用它们的电泳淌度来分离离子物质的有效的和广泛使用的技术。在CZE中对于未带电荷的被分析物的选择性的缺乏仍然是有问题的。已经开发了几种方法，如胶束的动电学色谱分析(MEKC)，可通过提供假静止相(其中未带电荷的化合物能够被分离)有助于克服这一问题。MEKC之类的方法的应用是受限制的，因为能够用于该技术中的假静止相的有限数量。随着毛细管电色谱法(CEC)的到来，其中结合了色谱分析和电泳转运机理，能够以高的拆分和效率使用低样品体积来实现未带电荷的被分析物的混合物的分离和分析。CEC在分析应用中的更多兴趣归因于所实现的大的板数和较高分离速度和所能够使用的宽范围的静止相(通常用于高效液相色谱中的那些)。虽然CEC已经用于许多不同领域，但是填充柱制备和低的探测灵敏度使这一技术面临挑战。含有小的硅石填充物的毛细管柱已经成为CEC的主要依靠。填充柱的一个缺点是具有控制的孔径、长度和高的机械稳定性的多孔熔结玻璃料(frit)的制造。虽然与熔结玻璃料对此类毛细管性能的影响有关的系统研究还没有报导，但是应该认为这些熔结玻璃料能够降低这些毛细管柱的效率。尽管如此，当分离柱需要使用熔结玻璃料的填充材料时，仍然希望具有简单和可再现的制造熔结玻璃料的程序。用于颗粒填充柱的熔结玻璃料制造的常规方法包括填充材料如十八烷基硅石微粒(ODS)的区段的热烧结。这一方法具有几个缺点，包括(1)可靠地和可再现地生产熔结玻璃料的困难，(2)在熔结玻璃料本身中静止相的特性的改变，(3)控制熔结玻璃料的孔隙度的困难，(4)在熔结玻璃料的位置处该毛细管的薄弱，(5)由熔结玻璃料引起的谱带增宽，(6)在熔结玻璃料上气泡形成和极性被分析物的吸附。这些问题能够直接影响柱性能和柱-到-柱的可再现性。另一种方法已经被报道用于毛细管柱的制备，它避免了与淤浆和动电学填充物有关的熔结玻璃料制造和柱制造的技术问题。一种方法使用结合的静止相。然而以这种方式制备的毛细管柱会遇到低的保留率和低的样品容量和长的制备时间。用于开口毛细管柱的制备的另一种方法使用整体单段的(monolithic)填充技术。例如，已经描述了装载了以溶胶-凝胶化学为基础的色谱分析的颗粒的整体单段型多孔毛细管柱的制备和表征(参见，例如，Dulay等人，Anal.Chem.，70，5103-5107页，1998)。整体单段型毛细管柱已经受到很多的关注，因为在渗透性和表面电荷的控制中所获得的优点。在CEC技术中的主要挑战是含有低浓度的被分析物的样品的检测。在低浓度下的敏感性的缺乏归因于小的样品容积和在线检测的短的光程长度。在样品注入之前富含目标被分析物的专用样品制备历程常常是为了获得许多现实世界分析的必要敏感性所需要的。历程如溶剂-溶剂萃取和固相萃取常常是非常乏味的和耗时的。这些历程的替代是在线预浓缩。在气相色谱中，这一目标通过让气流通过冷柱(随后加热)来实现。在高性能液相色谱(HPLC)中，这一工艺通常利用梯度HPLC来进行，其中对于第一种溶剂与对于后继的溶剂相比，被分析物更加强烈地保留在柱上。在线的预浓缩也享受着在电泳分离中的一些成功。例如，在毛细管电泳(CE)中，这些包括等速电泳，样品堆积，清扫，和动态pH交点的使用。在CZE中，已经说明在样品和背景溶液区域之间的电场强度的变化能够聚集(即堆积)带电荷的物质(参见，例如，F.E.P.Mikkers，F.M.Everaerts，P.E.M.Verheggen，J.Chromatogr.169(1979)，pp.1-10和R.L.Chien，D.S.Burgi，Anal.Chem.64(1992)pp.489A-496A)。在动电学色谱分析中，已经显示胶束能够用于浓缩(即清扫)中性和带电荷的物质(参见，例如，J.P.Quirino，S.Terabe，Science，282(1998)pp.465-68和J.P.Quirino，S.Terabe，Anal.Chem.71(8)(1999)pp.1638-44)。在使用颗粒(例如，十八烷基硅石)填充柱的CEC中，已经报道了与在梯度高效液相色谱法中类似的聚集效应。这些聚集效应通过使用(1)分步梯度洗脱，(2)在非洗脱溶剂中的样品的制备，或在样品注入之后水栓的注射，来实现。M.R.Taylor，P.Teale，D.Westwood，D.Perrett，Anal.Chem.69(1997)pp.2554-58最先于1997年报道了分步梯度在甾族样品的预浓缩中的应用。D.A.Stead，R.G.Reid，R.B.Taylor，J.Chromatogr.A 798(1998)pp.259-67利用使用非洗脱样品基体(matrix)的预浓缩来实现了甾族化合物的混合物的检测灵敏度的17倍增加。Y.Zhang，J.Zhu，L.Zhang，W.Zhang，Anal.Chem.72(2000)pp.5744-47也使用非洗脱溶剂分别将苯偶姻和乙基苯基-N-甲基-乙内酰脲预浓缩134和219的因数。C.M.Yang，Z.El Rassi，Electrophoresis 20(1999)pp.2337-42报道了通过使用在长栓塞的样品之后所注射的短栓塞的水，对杀虫剂的稀释样品的预浓缩。M.J.Hilhorst，G.W.Somsen，G.J.de Jong，Chromatographia 53(2001)pp.190-96说明了通过使用非洗脱基体和分步梯度洗脱，对在结构上相关的甾族化合物的预浓缩。报道在敏感性上获得了7到9倍的增加。类似地，T.Tegeler，Z.El Rassi，Anal.Chem.73(14)(2001)pp.3365-72最近刚刚报道了通过联合使用非洗脱基体和分步梯度洗脱，在氨基甲酸酯类杀虫剂的混合物中被分析物的预浓缩。最高允许样品栓塞长度是大约20cm和对于虫螨威(carbofuran)实现了500倍的敏感性提高。由张(Zhang)的同事实现了检测灵敏度的进一步提高，它将电场增强的样品注射与溶剂梯度洗脱相结合。他们说明了在带正电荷的被分析物，propatenene，的峰高度上的17,000倍增加。所以希望能够容易地制造具有相对于前述方法而言有改进性能的分离柱。本专利技术概述根据本专利技术的实施方案，分离柱包括分离通道和在通道中的多孔基体。多孔基体包括金属有机光聚合物。在这一实施方案中，多孔基体优选不包含色谱分析的颗粒和一般是均匀的。在本专利技术的实施方案中，该分离柱可以包括毛细管柱。在本专利技术的另一个实施方案中，多孔基体能够包括被设计来将分离介质保留在通道中的熔结玻璃料。该熔结玻璃料能够具有可控孔隙率和能够从可光致固化的、甲基丙烯酸酯取代的硅酸盐形成。因为光聚合反应一般利用辐射来引发，熔结玻璃料的位置能够定位和该孔隙度可再现地控制。在本专利技术的又一个实施方案中，多孔基体可以包括分离介质，后者被设计来预浓缩和分离被分析物，没有色谱分析的颗粒的存在。该分离介质可以是非熔结玻璃料(fritless)。可以相信本文档来自技高网...

【技术保护点】
分离柱，包括：分离通道；和在通道内的多孔基体，多孔基体包括金属有机光聚合物，其中多孔基体是均匀的和不包含色谱分析的颗粒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：RN扎勒，MT杜雷，JP奎利诺，BD贝内特，
申请(专利权)人：莱兰德斯坦福初级大学理事会，
类型：发明
国别省市：US[美国]