專利名稱：一種液相色譜柱混合填料及色譜柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分析化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種液相色譜柱混合填料及色譜柱。
背景技術(shù)：
液相色譜是一種廣泛使用的分析色譜技術(shù)，基本原理是樣品中與固定相有著較強 親和力的組分在固定相中停留時間較長，而與固定相親和力較弱的組分很快流出固定相， 從而達到分離目的。 十八烷基鍵合硅膠是最常用的反相液相色譜柱填料，這類色譜柱柱效高、壽命長、 應(yīng)用范圍廣，但該色譜柱的主要缺點是對于某些親水性極強的化合物保留太弱，難以分離， 而對某些親脂性化合物則保留過強，難以洗脫。當一個樣品中同時擁有親水性極強和親脂 性極強的化合物時，該樣品則難以通過一次液相色譜分離就完成全部成份的分析檢測，而 采用等度液相色譜分離模式時，就更難以實現(xiàn)這一目的。以同時含有脲嘧啶等親水性物質(zhì) 和親脂性的多環(huán)芳烴的樣品為例，當使用十八烷基鍵合硅膠(C18)進行反相色譜分離時， 親水性物質(zhì)保留太弱，無法分離，而多環(huán)芳烴保留太強，需要很長時間才能洗脫，不僅信號 靈敏度下降，影響了準確性，而且檢測效率過低。 對于親水性極強的化合物，近年來越來越多的采用"親水作用液相"(HILIC)的模 式來進行色譜分離，使用的色譜填料主要有純硅膠，氨丙基鍵合硅膠和酰胺基鍵合硅膠，中 國專利申請?zhí)枮?00610015584. 5公開了一種親水正相色譜柱、填料及分離方法，在硅膠表 面鍵合酰胺基官能團作為色譜柱填料，使用的流動相則與反相色譜類似，常用的有乙腈與 水的混合溶液。 高效液相色譜能同時分離檢測不同性質(zhì)的化合物是色譜工作者始終關(guān)注的研究 內(nèi)容，制備具有多種作用機理的色譜固定相材料是實現(xiàn)這種分離的關(guān)鍵，將兩種不同性能 的填料混合均勻后充填在同一根色譜柱里制成混合固定相進行不同性質(zhì)化合物的分離的 方法具有重要的意義，混合填料色譜柱的實用基礎(chǔ)是不同性能的兩種填料的選擇，合適的 配比，及合適的裝填工藝，以保證兩種填料在柱子裝填過程中的混合均勻性，另外要有一個 流動相體系可以同時適用于這兩種填料的色譜分離要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種液相色譜柱混合填料及色譜柱。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下 —種液相色譜柱混合填料，包括長鏈烷基二甲基硅烷鍵合硅膠和酰胺基硅烷鍵合
硅膠，其重量比為io : i-i : 10，平均粒徑相差在±20%以內(nèi)，比重相差在±20%以內(nèi)，即
第一種鍵合硅膠平均粒徑減去第二種鍵合硅膠平均粒徑的絕對值除以第一種鍵合硅膠平
均粒徑，在0. 0到0. 2之間，第一種鍵合硅膠比重減去第二種鍵合硅膠比重的絕對值除以第 一種鍵合硅膠比重，在0. 0到0. 2之間。 所述的長鏈烷基二甲基硅烷鍵合硅膠為長鏈烷基二甲基硅烷與硅膠鍵合反應(yīng)而
3得，可選用商業(yè)化的產(chǎn)品。 所述的酰胺基硅烷鍵合硅膠為酰胺基硅烷與硅膠鍵合反應(yīng)而得，硅膠最好采用金屬雜質(zhì)總含量< 100ppm的高純硅膠，并經(jīng)過特定表面處理，以降低表面的非特征性吸附作用和提高鍵合覆蓋率，可使用氫氟酸或鹽酸對表面處理，或使用原硅酸脂對表面進行處理再水解，鍵合反應(yīng)可以(但不局限于)在甲苯中通過回流完成，反應(yīng)4-16小時，可以但通常不超過16小時。 所述的長鏈烷基二甲基硅烷鍵合硅膠和酰胺基硅烷鍵合硅膠的鍵合覆蓋率為1. 5-3. 5 ii mol/m2，鍵合度為0. l-3mmol/g。所述的硅膠為球形多孔硅膠，粒徑為1-10 ii m，平均孔徑為5-30nm。 所述的長鏈烷基二甲基硅烷為十八烷基二甲基硅烷或辛烷基二甲基硅烷。 所述的酰胺基硅烷為ROSi (CH3) 2CH2CH2NHCONH2、 ROSi (CH3) 2CH2CH2C0NH2、ROSi (CH3) 2CH2CH2CH2NHCONH2、 ROSi (CH3) 2CH2CH2CH2CONH2、ROSi (CH3) 2CH2CH2CH20C0NHR， 、 (RO) 2Si (CH3) CH2CH2CH2NHCONH2、 (RO) 3SiCH2CH2CH2NHCONH2、 (RO) 3SiCH2CH2CONH2、 (RO) 2Si (CH3) CH2CH2C0NH2或(RO) 3SiCH2CH2CH2OCONHR，； 其中R可以是甲基、乙基、丙基等常見烷基或苯基等簡單的芳香基團，R'通常為甲基或乙基，也可使用長達6個亞甲基碳鏈的相似官能化硅烷。 —種由以上混合填料制得的色譜柱(見附圖l)，柱管內(nèi)填充混合填料，柱管兩端外側(cè)有內(nèi)羅紋與管路相連，兩端內(nèi)側(cè)有篩板防止混合填料外漏，柱管的一端設(shè)有進液孔，流動相從進液孔進入色譜柱。
將長鏈烷基二甲基硅烷鍵合硅膠和酰胺基硅烷鍵合硅膠按重量比io : i-i : io
在勻漿液中攪拌，勻漿液選用(但不局限于)二氯甲烷、四氫呋喃、異丙醇、和吡硌烷酮中的
一種或幾種溶劑的混合，并采用超聲協(xié)助，待混合均勻后，在10-50Mpa的高壓下灌入通用的各類液相色譜管，壓力一般不超過50Mpa，得混合填料色譜柱，柱管內(nèi)徑通常為l-100mm，管長20-300mm。 混合填料色譜柱用于液相色譜分離，其特征應(yīng)用為在含有乙腈和水溶液混合流動相條件下的色譜分離。方法(見附圖2)為(1)、將高壓輸液泵，進樣閥，混合填料色譜柱和檢測器用不銹鋼管串聯(lián)在一起，(2)、將待分離的樣品注入進樣閥相連的樣品管中，(3)、扭動進樣閥使樣品管與輸液泵和色譜柱相連接，(4)、流動相將樣品帶入混合填料色譜柱進行分離，(5)、每一個分離開的組分在通過檢測器時被檢測并顯示出來?；旌咸盍仙V柱可適用于等度或梯度分離，即流動相的組分比例在整個分離過程中可以保持恒定(等度)或按一定規(guī)律改變(梯度)。流動相中可含有0_100%水，當含水時，其它成份應(yīng)與水互溶。常用的有機溶劑有(但不局限于)甲醇，乙腈，異丙醇，乙醇，四氫膚腩，最常用的流動相是乙腈
和水溶液混合流動相，最特征的流動相比例是乙腈水=20 : i到i : i。流動相中可加
入0-100mmo1/1可溶性酸、堿或其它緩沖鹽。流動相pH為l-10，pH最好為2_8以保證一定的色譜柱穩(wěn)定性，使用溫度為5-8(TC，最好為20-5(TC。被分離的特征化合物通常為(但不局限于)有機化合物，如有機堿，有機酸，酰胺，璜酰胺，有機脲，璜酰脲，糖類，核酸，多肽，多酚類，多環(huán)芳烴，脂類，類固醇，皂甙類化合物等。最特征的分離應(yīng)用是同時含有親水性極強的化合物如糖類，有機酸等和親脂性極強的化合物如多環(huán)芳烴，脂類等的樣品的色譜分離和檢測，從而使得本發(fā)明在化工、生物、醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
本發(fā)明所具有的有益效果 1、本發(fā)明可實現(xiàn)在等度液相色譜條件下，對含有強親水性化合物和強親脂性化合物的樣品一次分離完成所有組分的分離檢測。 2、本發(fā)明可以通過一支色譜柱同時采用兩種不同分離機理對混合物進行分離，從而實現(xiàn)通常需要兩支不同色譜柱進行兩次分離才能夠達到的全分離效果，不僅方法簡便，而且重現(xiàn)性好。


圖1為色譜柱示意圖； 圖中，1-1為進液孔，1-2為柱管，1-3為混合填料、l-4為篩板。 圖2為色譜柱分離方法示意圖； 圖3為實施例12中商業(yè)化十八烷基色譜柱的分離效果示意圖； 圖中，3-l為蔗糖，3-2為硝基苯，3-3為萘。 圖4為實施例12中混合填料色譜柱的分離效果示意圖。 圖中，4-l為蔗糖，4-2為硝基苯，4-3為萘。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例1 :
硅膠制備 將1240ml純凈水、26g濃硝酸、840g硅溶膠(7. 1 % )及37g尿素依次加入6000ml燒杯中，攪拌至尿素溶解。 在快速攪拌下加入100g甲醛，持續(xù)快攪15秒，室溫25°C 。
靜置10-15min，析出白色沉淀。 放置5-8小時，撇去上液，加純凈水攪拌，靜置30分鐘，撇去上液。 用丙酮洗滌3遍，過濾。真空100。C，12小時烘干。鏡檢，呈4一5iim，球形，均勻。 高溫?zé)疲?00。C，3-4h ;500。C，2-3h ;800。C，2h ;1000。C，3h。 燒完后得白色固體53g;在400m10. 5M HF水溶液中加熱至90°C 4小時；過濾，200ml純水洗滌2次，200ml丙酮洗滌3次；真空干燥8小時。鏡檢，呈5 y m球形，孔徑8nm，比表面198m7g。
實施例2 : 實例1中制備得到的硅膠50g，加四乙氧基硅烷4g，三乙胺lg，甲苯200ml ;電動攪拌下加熱ll(TC回流16小時；過濾，用甲苯洗滌3次，每次劑量100ml，再用甲醇洗滌3次，每次劑量100ml，再用甲醇和水的混合液攪拌洗滌3次，每次劑量150ml，其中甲醇與水的體積比為1 : l，再用甲醇洗滌3次，每次劑量100ml ;在IO(TC真空干燥12小時；得白色球形固體粉末52g。 C%= 0. 2。
實施例3 :
實例2中制備得到的白色固體20g，加EtOSi(CH3)2CH2CH2CONH2lOg，三乙胺lg，甲苯100ml ;電動攪拌下加熱ll(TC回流18小時；過濾，用甲苯洗滌3次，每次劑量100ml，再用甲醇洗滌3次，每次劑量100ml，再用甲醇和水的混合液攪拌洗滌3次，每次劑量150ml，其中甲醇與水的體積比為l : 1，再用甲醇洗滌3次，每次劑量100ml ;在IO(TC真空干燥IO小時；得白色球形固體粉末22g。 C%= 3. 2， N%= 0. 8。 (0. 5mmol/g)
實施例4 : 實例2中制備得到的白色固體20g，加EtOSi (CH3)2CH2CH2NHC0NH210g，三乙胺lg，甲苯100ml ;電動攪拌下加熱ll(TC回流16小時；過濾，用甲苯洗滌3次，每次劑量100ml，再用甲醇洗滌3次，每次劑量100ml，再用甲醇和水的混合液攪拌洗滌3次，每次劑量150ml，其中甲醇與水的體積比為l : 1，再用甲醇洗滌3次，每次劑量100ml ;在IO(TC真空干燥IO小時；得白色球形固體粉末20g。 C%= 4. 8， N%= 1. 8。 (0. 6mmol/g)
實施例5 : 實例2中制備得到的白色固體20g，加(EtO) 3SiCH2CH2CH2NHC0NH220g，三乙胺lg，甲苯100ml ;電動攪拌下加熱ll(TC回流16小時；過濾，用甲苯洗滌3次，每次劑量100ml，再用甲醇洗滌3次，每次劑量100ml，再用甲醇和水的混合液攪拌洗滌3次，每次劑量150ml，其中甲醇與水的體積比為l : 1，再用甲醇洗滌3次，每次劑量100ml ;在10(TC真空干燥12小時；得白色球形固體粉末21g。 C%= 3. 8， N%= 1. 9。 (0. 8mmol/g)
實施例6 : 實例1中制備得到的白色固體20g，加(PhO)3SiCH2CH2CONH220g，三乙胺lg，甲苯100ml ;電動攪拌下加熱11(TC回流16小時；過濾，用甲苯洗滌3次，每次劑量100ml，再用甲醇洗滌3次，每次劑量100ml，再用甲醇和水的混合液攪拌洗滌3次，每次劑量150ml，其中甲醇與水的體積比為1 : 1，再用甲醇洗滌3次，每次劑量100ml ;在IO(TC真空干燥10小時；得白色球形固體粉末22g。 C%= 1. 8， N%= 0. 6。 (0. 4mmol/g)
實施例7 : 球型硅膠30g (30nm平均孔徑，2 ii m平均粒徑)，加EtOSi (CH3) 2CH2CH2C0NH28g，三乙胺lg，甲苯200ml ;電動攪拌下加熱ll(TC回流18小時；過濾，用甲苯洗滌3次，每次劑量lOOml，再用甲醇洗滌3次，每次劑量lOOml，再用甲醇和水的混合液攪拌洗滌3次，每次劑量150ml，其中甲醇與水的體積比為1 : 1，再用甲醇洗滌3次，每次劑量100ml ;在10(TC真空干燥10小時；得白色球形固體粉末29g。 C%= 1.4，N%= 0. 4。 (0. 2mmol/g)
實施例8 : 球型硅膠600g(6nm平均孔徑，10iim平均粒徑)，加(EtO)3SiCH2CH2CH2NHCONH2500g，三乙胺50g，甲苯2000ml ;電動攪拌下加熱ll(TC回流18小時；過濾，用甲苯洗滌3次，每次劑量1000ml，再用甲醇洗滌3次，每次劑量1000ml，再用甲醇和水的混合液攪拌洗滌3次，每次劑量1500ml，其中甲醇與水的體積比為l : l，再用甲醇洗滌3次，每次劑量1000ml ;在IO(TC真空干燥10小時；得白色球形固體粉末630g。 C%=7.8，N%=4.3。 (1.5mmol/g)
實施例9 : 實例5中所得到的白色固體2g，商業(yè)化十八烷基二甲基硅烷鍵合硅膠2g(5iim粒徑，10nm孔徑，含碳量12% )，與50ml 二氯甲烷超聲攪拌制得漿液。在500公斤/平方厘米
6壓力下，使用二氯甲烷灌裝進1支4. 6mm(內(nèi)徑)X250mm(長度)色譜柱。
實施例10 : 實例8中所得到的白色固體80g，加十八烷基二甲基硅烷鍵合硅膠260g(5iim粒 徑，10nm孔徑，含碳量12% )，四氫呋喃1000ml，攪拌制得槳液。在200公斤/平方厘米壓 力下，使用甲醇灌裝進1支50mm(內(nèi)徑)X250mm(長度)色譜柱。
實施例11 : 實例5中所得到的白色固體0. 3g，加辛烷二甲基硅烷鍵合硅膠0. lg(5 ii m粒徑， 10nm孔徑，含碳量8% )，四氫呋喃與異丙醇的混合液10ml，其中四氫呋喃與異丙醇體積比 為2 : l，攪拌制得漿液。在300公斤/平方厘米壓力下，使用甲醇灌裝進l支2. lmm(內(nèi) 徑)X50mm(長度)色譜柱。
實施例12 : 選用實施例9所得色譜柱和商業(yè)化十八烷基色譜柱，測試樣品為含蔗糖、硝基苯、 萘的20ml乙腈70%和水30%的溶液，流動相為乙腈/水(70/30)，在30°C ， 1. OmL/min流速 下對兩支不同色譜柱分別在島津IOA液相色譜儀上進行檢測，檢測波長為195nm。所得譜圖 見圖3、圖4，其中圖3為商業(yè)化十八烷基色譜柱的測試結(jié)果，圖4為實施例9所得色譜柱的 測試結(jié)果，實施例9所得色譜柱對蔗糖有保留而商業(yè)化十八烷基色譜柱對蔗糖沒有保留。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的技術(shù)方案作任何形式 上的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修 飾，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種液相色譜柱混合填料，其特征是包括長鏈烷基二甲基硅烷鍵合硅膠和酰胺基硅烷鍵合硅膠，其重量比為10∶1-1∶10，平均粒徑相差在±20％以內(nèi)，比重相差在±20％以內(nèi)；所述的長鏈烷基二甲基硅烷鍵合硅膠為長鏈烷基二甲基硅烷與硅膠鍵合反應(yīng)而得；所述的酰胺基硅烷鍵合硅膠為酰胺基硅烷與硅膠鍵合反應(yīng)而得。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液相色譜柱混合填料，其特征是所述的長鏈烷基二甲 基硅烷鍵合硅膠和酰胺基硅烷鍵合硅膠的鍵合覆蓋率為1.5-3.5ymol/m、鍵合度為 0.l_3mmol/g。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液相色譜柱混合填料，其特征是所述的硅膠為球形多孔硅膠，粒徑為1-10 ii m，平均孔徑為5-30nm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液相色譜柱混合填料，其特征是所述的長鏈烷基二甲基硅 烷為十八烷基二甲基硅烷或辛烷基二甲基硅烷。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液相色譜柱混合填料，其特征是所述的酰胺基硅烷為ROSi (CH3) 2CH2CH2NHCONH2、 ROSi (CH3) 2CH2CH2C0NH2、 ROSi (CH3) 2CH2CH2CH2NHC0NH2、 ROSi (CH3) 2CH2CH2CH2CONH2、 ROSi (CH3) 2CH2CH2CH20C0NHR， 、 (RO) 2Si (CH3) CH2CH2CH2NHCONH2、 (RO) 3SiCH2CH2CH2NHCONH2、 (RO) 3SiCH2CH2CONH2、 (RO)2Si(CH3)CH2CH2CONH2或(RO) 3SiCH2CH2CH2OCONHR，；其中R可以是甲基、乙基、丙基等常見烷基或苯基等簡單的芳香基團，R'通常為甲基 或乙基，也可使用長達6個亞甲基碳鏈的相似官能化硅烷。
6. 權(quán)利要求l所述的混合填料制成的色譜柱，其特征是柱管(1-2)內(nèi)填充混合填料 (l-3)，柱管(1-2)兩端外側(cè)有內(nèi)羅紋與管路相連，兩端內(nèi)側(cè)有篩板(1-4)防止混合填料 (1-3)外漏，柱管(1-2)的一端設(shè)有進液孔(l-l)，流動相從進液孔(1-1)進入色譜柱。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的色譜柱，其特征是所述的混合填料(1-3)在勻漿液中攪拌， 混合均勻后，在10-50Mpa的高壓下灌入通用的各類液相色譜柱管，柱管內(nèi)徑l-100mm，管長 20-300mm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的色譜柱，其特征是所述的勻漿液包括二氯甲烷、四氫呋喃、異丙醇、和吡硌烷酮中的一種或幾種溶劑的混合。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的色譜柱，其特征是所述的流動相中含有0-100%水，當含水 時，其它成份應(yīng)與水可互溶；流動相中可含有0-100mmo1/1可溶性酸、堿或其它緩沖鹽；pH 為1-10，溫度為5-80°C。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的色譜柱，其特征是所述的流動相pH為2-8，溫度為 20-5(TC，流動相中可含有l(wèi)-100mmo1的可溶于流動相的酸，堿或其它緩沖鹽作為添加劑。
全文摘要
一種液相色譜柱混合填料及色譜柱，涉及分析化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，液相色譜柱混合填料包括長鏈烷基二甲基硅烷鍵合硅膠和酰胺基硅烷鍵合硅膠，其重量比為10∶1-1∶10，平均粒徑相差在±20％以內(nèi)，比重相差在±20％以內(nèi)，一種由混合填料制成的色譜柱，柱管內(nèi)填充混合填料，柱管兩端外側(cè)有內(nèi)螺紋與管路相連，兩端內(nèi)側(cè)有篩板防止混合填料外漏，柱管的一端設(shè)有進液孔，流動相從進液孔進入色譜柱，本發(fā)明的特征應(yīng)用為在含有乙腈和水溶液混合流動相條件下的色譜分離，分離應(yīng)用是同時含有親水性極強的化合物和親脂性極強的化合物的樣品的色譜分離和檢測，在等度液相色譜條件下，可一次分離完成所有組分的分離檢測。
文檔編號B01J20/281GK101721980SQ20091022853
公開日2010年6月9日 申請日期2009年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月13日
發(fā)明者朱旭東, 王宛 申請人:天津博納艾杰爾科技有限公司