一種有機(jī)基質(zhì)毛細(xì)管整體柱及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微柱分離技術(shù)，具體涉及一種有機(jī)基質(zhì)毛細(xì)管整體柱及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 毛細(xì)管液相色譜是介于常規(guī)液相色譜與微流控芯片之間的一種微柱分離技術(shù)。由 于其所消耗樣品和流動(dòng)相少，耗材成本低、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)已成為一種快速發(fā)展的 微柱分離分析手段。制備分離性能良好的色譜分離床層是該技術(shù)的核心，整體材料的研究 制備無(wú)疑是一種好的解決方案。
[0003] 從整體柱材料的分類(lèi)上看，可將其分為有機(jī)聚合整體柱、硅膠整體柱及有機(jī)無(wú)機(jī) 雜化材料整體柱。有機(jī)聚合物整體柱的制備是將單體混合物及致孔劑注入到毛細(xì)管空柱 中，經(jīng)熱、紫外光、微波或γ射線引發(fā)使單體混合物在毛細(xì)管內(nèi)聚合，然后用合適的溶劑（甲 醇、乙醇或丙酮等有機(jī)溶劑)除去柱體內(nèi)的致孔劑和殘留的單體。在聚合混合物中加入特定 的單體或在聚合后進(jìn)行化學(xué)修飾可改善色譜柱的選擇性。這類(lèi)整體柱因選材廣泛、PH值應(yīng) 用范圍寬以及與硅膠整體柱相比制備更簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)。自2001年德國(guó)默克公司研制的液相色 譜整體柱在美國(guó)舉行的國(guó)際色譜會(huì)上先后獲得了 "Ptticon Editors"最佳產(chǎn)品金獎(jiǎng)及"R&D World Award"以來(lái)(此獎(jiǎng)項(xiàng)被業(yè)內(nèi)人士稱為"新發(fā)明的奧斯卡獎(jiǎng)"和"應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的諾貝爾 獎(jiǎng)"），這項(xiàng)新技術(shù)對(duì)色譜理論及應(yīng)用，乃至對(duì)整個(gè)分析領(lǐng)域都產(chǎn)生了重大的影響。業(yè)內(nèi)很多 人士認(rèn)為整體液相色譜柱及毛細(xì)管整體電色譜柱有望在今后數(shù)年內(nèi)全面取代傳統(tǒng)的顆粒 性液相色譜柱和電色譜柱，將帶來(lái)色譜分離領(lǐng)域的理論和應(yīng)用的新一次革命。
[0004] 目前整體柱的研究工作大多集中在發(fā)展新型整體柱材料和擴(kuò)展整體柱的應(yīng)用方 面，而對(duì)整體柱制備方法學(xué)的研究相對(duì)較少。國(guó)內(nèi)外常用的有機(jī)聚合整體柱制備方法基本 上均采用紫外光聚合和熱聚合的方式。從原理上講，采用γ射線、X-射線、紫外、紅外、微波 甚至超聲波進(jìn)行輻射或輻照在不銹鋼管或毛細(xì)管內(nèi)原位進(jìn)行有機(jī)聚合是可能。
[0005] 微波是一種內(nèi)加熱，具有加熱速度快、加熱均勻無(wú)溫度梯度、無(wú)滯后效應(yīng)等特點(diǎn)。 微波對(duì)化學(xué)反應(yīng)的加速主要?dú)w結(jié)為對(duì)極性有機(jī)物的選擇加熱，即微波的致熱效應(yīng)。另外的 觀點(diǎn)認(rèn)為微波對(duì)化學(xué)反應(yīng)作用是非常復(fù)雜的，一方面是反應(yīng)物分子吸收了微波能量，提高 了分子運(yùn)動(dòng)速度，致使分子運(yùn)動(dòng)雜亂無(wú)章，導(dǎo)致熵的增加；另外微波對(duì)極性分子的作用，迫 使其按照電磁場(chǎng)作用方式運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致了熵的增加，因此微波對(duì)化學(xué)反應(yīng)的作用機(jī)理是不能 僅僅用微波致熱效應(yīng)來(lái)描述的。
[0006] -般的微波引發(fā)采用普通微波爐，制備雖然高效，但是重現(xiàn)性較差，即使相同的實(shí) 驗(yàn)條件制備出來(lái)的整體柱柱效也存在較大差異。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種有機(jī)基質(zhì)毛細(xì)管整體柱及其制備方 法。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種有機(jī)基質(zhì)毛細(xì)管整體柱的制備方法，依次包括聚合液 的制備，毛細(xì)管預(yù)處理和聚合制備，所述聚合制備具體為:將聚合液充入預(yù)處理之后的毛細(xì) 管內(nèi)10cm，在溫度為80°C、功率為700W條件下微波聚合15min。
[0009]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)包括：
[0010] 所述聚合液的制備具體包括:將4mL的MAA與ImL橄欖醇溶于SmL甲苯和2mL十二醇 中，先超聲處理30min，后冷卻至室溫，再加入20mmol的乙二醇二甲基丙稀酸酯和0.04g偶氮 二異丁腈，混勻后通氮?dú)馀懦芤褐腥芙獾难鯕狻?br>[0011] 所述毛細(xì)管預(yù)處理具體包括：依次用IM的NaOH，H2O，0 . IM的HCL溶液沖洗0.5h;再 利用甲醇溶液沖洗〇. 5h后氮?dú)獯蹈?將γ -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷與甲醇按照 體積比1:1混合后的混合溶液，用注射器注入毛細(xì)管內(nèi)，并將毛細(xì)管的兩端用橡膠塞封口， 置于60°C水浴中反應(yīng)12h;烯基化后的毛細(xì)管用氮?dú)獯蹈纱谩?br>[0012] 本發(fā)明的另一目的在于提供了一種有機(jī)基質(zhì)毛細(xì)管整體柱，按照上述的方法制 得。
[0013] 所述的一種有機(jī)基質(zhì)毛細(xì)管整體柱，其孔隙率為0.53-0.57。
[0014] 本發(fā)明采用微波聚合方式替代整體柱制作過(guò)程中的傳統(tǒng)外加熱方式，可數(shù)百倍的 縮短聚合反應(yīng)時(shí)間，從而大大提高制造整體柱的效率，使普通的色譜工作者均能在幾分鐘 內(nèi)制備想要的整體柱成為可能。
[0015] 那么合適的可控的微波反應(yīng)條件來(lái)制備穩(wěn)定高效的毛細(xì)管整體柱就是本發(fā)明的 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)。本發(fā)明通過(guò)控溫微波制備了甲基丙烯酸-乙二醇二甲基丙烯酸酯整體柱，并采 用自組裝的毛細(xì)管微流液相色譜系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行了色譜評(píng)價(jià)，采用掃描電鏡對(duì)整體材料進(jìn)行 了形態(tài)表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本方法所制備的整體柱可以基線分離硫脲、菲、萘、蒽四種物 質(zhì)，蒽的最低理論塔板高度達(dá)4.8μπι;相同色譜條件下重復(fù)7次的RSD為3.27%。與普通微波 反應(yīng)的方法相比，本方法的反應(yīng)條件可控，制備的毛細(xì)管整體柱重現(xiàn)性好，極大的提高了反 應(yīng)效率。
[0016] 采用控溫微波替代普通的微波反應(yīng)合成器來(lái)制備毛細(xì)管整體柱，可有效控制制備 整體柱的反應(yīng)條件，從而大大提高制備整體柱的效率，使普通的色譜工作者能在條件可控 的情況下快速制備需要的整體柱。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1是控溫與不控溫的對(duì)比色譜圖。
[0018] 圖2a是本發(fā)明制備的毛細(xì)管整體柱。
[0019]圖2b是圖2a的局部放大圖。
[0020]圖2c是圖2b的局部放大圖。
[0021 ]圖3a是普通微波方法制備的毛細(xì)管整體柱。
[0022]圖3b是圖3a的局部放大圖。
[0023]圖3c是圖3b的局部放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)說(shuō)明。
[0025] 實(shí)驗(yàn)步驟
[0026] I ·試劑:橄欖醇(01 i veto I，86 · 5 % )、甲苯、十二醇、MAA(甲基丙烯酸）、乙二醇二甲 基丙烯酸酯（乙二醇二甲基丙烯酸酯）、偶氮二異丁腈(偶氮二異丁氰）、；硫脲(500ppm)、萘 (500ppm)、菲（