專利名稱：動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱的制備方法
動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及色譜住技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱的制備方法及裝置。
背景技術(shù)：
毛細(xì)管電色譜柱根據(jù)其制備方法不同，分為整體住，開管柱，填充柱。整體柱是用有機(jī)或無機(jī)方法在色譜柱內(nèi)進(jìn)行原位聚合得到連續(xù)床固定相。這種色譜柱制備方法簡(jiǎn)單， 無需柱塞，通過改變反應(yīng)單體可以引入多種官能團(tuán)，有更好的多孔性和滲透性。避免了開管柱柱容量低，填充柱容易在塞子處產(chǎn)生氣泡等缺點(diǎn)。但整體柱存在著其固有的缺點(diǎn)，如機(jī)械強(qiáng)度相對(duì)較差、柱壽命短，另外其過大、不均勻的微孔結(jié)構(gòu)也不適宜小分子物質(zhì)的分離和分析；而無機(jī)硅膠整體柱的整個(gè)制備過程非常復(fù)雜。填充柱柱效高，重復(fù)性好，但柱中塞子與填料、塞子與檢測(cè)窗口的交界處易產(chǎn)生氣泡。開管柱與填充柱相比，由于沒有渦流擴(kuò)散， 分離效率可以提高，分離時(shí)間大大縮短；另外不需要制作柱塞，減小氣泡生成的可能性。但它有相比較低和柱容量較小的缺點(diǎn)。目前，開管CEC柱的制備方法雖然進(jìn)行了一些改進(jìn)，以獲得更高相比和較高的柱效，但仍然存在制柱過程繁瑣、周期長(zhǎng)、成功率低、不易再生、無法在極端流動(dòng)相下使用等缺點(diǎn)。特別地，與填充柱相比，開管CEC柱的相比相對(duì)較低，柱容量小，制約了其在復(fù)雜樣品分離中的應(yīng)用。納米磁性材料是20世紀(jì)70年代后逐步產(chǎn)生、發(fā)展、壯大而成為最富有生命力與廣闊應(yīng)用前景的新型磁性材料。納米磁性材料的特性不同于常規(guī)的磁性材料，呈現(xiàn)出一些反常的磁學(xué)性質(zhì)?；谶@些特性，磁性納米材料在靶向藥物、細(xì)胞分離、蛋白輸運(yùn)載體、蛋白質(zhì)的分離等領(lǐng)域的醫(yī)療應(yīng)用成為當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)的一項(xiàng)熱門研究課題。因其自身化學(xué)穩(wěn)定性、膠體穩(wěn)定性及生物相容性差等缺點(diǎn)，其表面經(jīng)常需要修飾保護(hù)層。通過對(duì)磁性納米粒子的表面修飾可以降低其表面能，提高粒子的抗氧化能力，得到分散性好的納米復(fù)合粒子，同時(shí)適當(dāng)?shù)谋砻嫘揎椏梢哉{(diào)節(jié)磁性納米粒子與其他材料的相容性和反應(yīng)特性。二氧化硅具有化學(xué)和膠體穩(wěn)定性好、親水性、生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)，可以屏蔽磁性粒子之間的偶極相互作用，阻止粒子團(tuán)聚，成為保護(hù)磁性顆粒的最理想材料之一。當(dāng)納米粒子小到一定尺寸的時(shí)候，每一個(gè)納米粒子都相當(dāng)于一個(gè)小的磁疇。當(dāng)施加磁場(chǎng)，粒子按磁場(chǎng)排列，當(dāng)去掉外磁場(chǎng)后，剩磁很快消失，粒子(磁疇)排列無序。且由于納米材料晶粒極小，比表面積巨大，根據(jù)van Deemter方程式，固定相顆粒度越小，柱效越高，更小的顆粒度使最佳流速向高端移動(dòng)。這些特點(diǎn)應(yīng)用于動(dòng)態(tài)磁涂覆開管毛細(xì)管電色譜， 可以為分離提供具有特殊功能的高比表面積固定相。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱的制備方法。本發(fā)明的構(gòu)思為利用磁性納米材料在磁場(chǎng)中定向分布的特點(diǎn)，構(gòu)建動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱；核殼結(jié)構(gòu)二氧化硅/磁性納米顆粒表面的二氧化硅能夠與硅烷化試劑反應(yīng)，通過引進(jìn)特定官能團(tuán)改變表面性能，制備可滿足不同分離要求的多功能色譜固定相；將核殼結(jié)構(gòu)的二氧化硅包覆磁性納米顆粒的優(yōu)良分離能力和極高比表面積的優(yōu)點(diǎn)與開管毛細(xì)管電色譜柱制備簡(jiǎn)單、分離快速等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，極大地提高開管毛細(xì)管電色譜柱的柱容量和分離柱效，僅開/關(guān)外加磁場(chǎng)即可便捷地實(shí)現(xiàn)柱系統(tǒng)的再生，延長(zhǎng)毛細(xì)管柱的使用壽命。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱的制備方法，其具體步驟為一、磁性納米材料的功能化核殼結(jié)構(gòu)!^3O4OSiO2磁性納米粒子與硅烷化試劑反應(yīng)，在其表面引進(jìn)特定官能團(tuán)， 制備以滿足對(duì)樣品分離所需的磁性色譜固定相；二、動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱的制備(1)永久磁鐵的選擇采用永久磁鐵，以提供穩(wěn)定的磁場(chǎng)；所述的永久磁鐵為長(zhǎng)方體，正方體，圓柱體，同心圓圓柱體磁鐵等；(2)磁場(chǎng)方向的選擇在毛細(xì)管上對(duì)夾23 50對(duì)的永久磁鐵，以在毛細(xì)管內(nèi)的縱軸方向提供局部穩(wěn)定的磁場(chǎng)；所述的永久磁鐵在毛細(xì)管內(nèi)部產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)槊?xì)管的縱向；(3)毛細(xì)管位置的確定毛細(xì)管置于對(duì)吸磁鐵磁力較強(qiáng)的部位，且為了固定毛細(xì)管與磁鐵的位置，相鄰的對(duì)吸磁鐵的位置要錯(cuò)開，裝置圖見附圖1 ；(4)磁涂覆納米固定相將步驟一所述處理的磁性納米粒子分散于分散相中，以獲得均勻分散的磁性納米粒子勻漿，其濃度為0. 1 30mg/ml ；用注射器將其注射入安裝好磁鐵的毛細(xì)管，用緩沖液將未被吸附的磁性納米粒子沖出毛細(xì)管；得到動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱；三、動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜系統(tǒng)的再生取下磁鐵，即撤去外加磁場(chǎng)，毛細(xì)管內(nèi)壁吸附的磁性納米顆粒失去磁性作用力，用水或緩沖液即可很容易地將磁性納米粒子沖出毛細(xì)管。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是(1)本發(fā)明的動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱制備簡(jiǎn)單，穩(wěn)定；(2)本發(fā)明的動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱結(jié)合納米顆粒小、比表面積大的特征，極大地提高開管毛細(xì)管電色譜的柱容量；(3)本發(fā)明的動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱將核殼結(jié)構(gòu)二氧化硅/ 磁性納米粒子的優(yōu)良分離能力和極高比表面積的優(yōu)點(diǎn)與開管毛細(xì)管電色譜柱制備簡(jiǎn)單、分離快速等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來極大地提高開管毛細(xì)管電色譜的柱容量和分離柱效；(4)本發(fā)明的動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱可方便地除去被污染或發(fā)生不可逆吸附的固定相，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)開管柱的再生，延長(zhǎng)毛細(xì)管柱的使用壽命；這一特征尤為適宜于容易產(chǎn)生不可逆吸附而使固定相失去分離能力的蛋白質(zhì)等復(fù)雜樣品的分離。
圖1為本發(fā)明提供的同心圓圓柱體磁鐵裝置示意圖；圖2為本發(fā)明5中有機(jī)酸的分離譜圖；圖3為本發(fā)明柱子穩(wěn)定性譜圖。
具體實(shí)施方式以下提供本發(fā)明一種動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱的制備方法的具體實(shí)施方式
。實(shí)施例1一種動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱的制備方法，其具體步驟為一、磁性納米材料的功能化核殼結(jié)構(gòu)!^e3O4OSiO2磁性納米材料與硅烷化試劑反應(yīng)，在其表面引進(jìn)特定官能團(tuán)， 制備以滿足對(duì)樣品分離所需的固定相；二、動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱的制備(1)永久磁鐵的選擇采用永久磁鐵，以提供穩(wěn)定的磁場(chǎng)；所述的永久磁鐵為長(zhǎng)方體，正方體，圓柱體，同心圓圓柱體磁鐵等；(2)磁場(chǎng)方向的選擇在毛細(xì)管上對(duì)夾23 50對(duì)如(1)所述的永久磁鐵，以在毛細(xì)管內(nèi)的縱軸方向提供局部穩(wěn)定的磁場(chǎng)；所述的永久磁鐵在毛細(xì)管內(nèi)部產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)槊?xì)管的縱向；(3)毛細(xì)管位置的確定毛細(xì)管置于對(duì)吸磁鐵磁力較強(qiáng)的部位，且為了固定毛細(xì)管與磁鐵的位置，相鄰的對(duì)吸磁鐵的位置要錯(cuò)開，裝置圖見附圖1 ；(4)磁涂覆納米固定相將步驟一所述處理的磁性納米粒子分散于分散相中，以獲得均勻分散的磁性納米粒子勻漿，其濃度為0. 1 30mg/ml ；用注射器將其注射入安裝好磁鐵的毛細(xì)管，用緩沖液將未被吸附的磁性納米粒子沖出毛細(xì)管；得到動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱；三、動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜系統(tǒng)的再生取下磁鐵，即撤去外加磁場(chǎng)，毛細(xì)管內(nèi)壁吸附的磁性納米顆粒失去磁性作用力，用水或緩沖液即可很容易地將磁性納米粒子沖出毛細(xì)管。具體過程為在5mL的離心管中稱取25mg Fe304iSi02核殼磁性納米材料，加入2mL0. lmol/L Hcl，超聲lOmin，將一塊強(qiáng)磁貼在離心管外壁，吸住磁性納米材料，將鹽酸溶液除去；用水洗至中性；再加入2mL 0. lmol/L NaOH，超聲20min，用水洗至中性。將水吸干后，加入1. 5mL N-(3-(三甲氧基硅烷)-丙基)-乙二胺(PEDA)，1. 32mL甲醇，0. 18mL水，混合均勻，間歇式漩渦震蕩，室溫下反應(yīng)12h。用甲醇將未反應(yīng)的PEDA洗去，最后將處理好的磁性材料分散于 ImL的甲醇中。取一根30cm內(nèi)徑為75 μ m的毛細(xì)管，在距離毛細(xì)管一端3. 5cm處開始夾沈?qū)ν膱A強(qiáng)磁(大小規(guī)格為外徑5mm，內(nèi)徑2mm，同心圓磁鐵的上下面為充磁方向)。磁性納米固定相床層為11cm，毛細(xì)管有效長(zhǎng)度為22cm。用注射器將50yL 25mg/mL上述處理的磁性納米粒子勻漿注入上述毛細(xì)管，用緩沖液將未被吸附的磁性納米粒子洗去。圖2為動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱對(duì)五種有機(jī)酸的分離，其中色譜峰1-對(duì)氨基苯磺酸；2-間苯二甲酸；3-苯甲酸；4-肉桂酸；5-對(duì)氨基苯甲酸。本發(fā)明的動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱制備方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于配置和操作；通過開/關(guān)磁場(chǎng)，能夠方便地除去被污染或發(fā)生不可逆吸附的固定相，簡(jiǎn)便快速實(shí)現(xiàn)色譜柱的再生，延長(zhǎng)毛細(xì)管柱的使用壽命。制備的動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱分離能力好，柱效高，穩(wěn)定好，連續(xù)3次進(jìn)樣，分離譜圖見圖3。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱的制備方法，其特征在于，具體步驟為一、磁性納米材料的功能化核殼結(jié)構(gòu)!^3O4OSiA磁性納米粒子與硅烷化試劑反應(yīng)，得到表面改性的磁性色譜固定相；二、動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱的制備(1)永久磁鐵的選擇采用永久磁鐵；(2)磁場(chǎng)方向的選擇在毛細(xì)管上對(duì)夾23 50對(duì)的永久磁鐵，以在毛細(xì)管內(nèi)的縱軸方向提供局部穩(wěn)定的磁場(chǎng)；(3)毛細(xì)管位置的確定毛細(xì)管置于對(duì)吸磁鐵磁力較強(qiáng)的部位，且為了固定毛細(xì)管與磁鐵的位置，相鄰的對(duì)吸磁鐵的位置要錯(cuò)開；(4)磁涂覆納米固定相將磁性納米粒子分散于分散相中，以獲得均勻分散的磁性納米粒子勻漿，其濃度為 0. 1 30mg/ml ；用注射器將其注射入安裝好磁鐵的毛細(xì)管，用緩沖液將未被吸附的磁性納米粒子沖出毛細(xì)管；得到動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱。
2.如權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱的制備方法， 其特征在于，在所述的步驟(二)中，所述的永久磁鐵為長(zhǎng)方體，正方體，圓柱體或者同心圓圓柱體磁鐵。
3.如權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱的制備方法， 其特征在于，在所述的步驟(二)中，所述的永久磁鐵在毛細(xì)管內(nèi)部產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)槊?xì)管的縱向。
4.一種動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱的再生方法，其特征在于，具體步驟為一、磁性納米材料的功能化二、動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱的制備三、動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱的再生取下磁鐵，即撤去外加磁場(chǎng)，毛細(xì)管內(nèi)壁吸附的磁性納米顆粒失去磁性作用力，用水或緩沖液將磁性納米粒子沖出毛細(xì)管。
5.一種動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱在蛋白質(zhì)復(fù)雜樣品的分離中的應(yīng)
全文摘要
本發(fā)明涉及一種動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱的制備方法，基于磁性納米顆粒在外加磁場(chǎng)作用下定向排列于毛細(xì)管內(nèi)壁，形成有一定厚度的納米顆粒固定相床層，將核殼結(jié)構(gòu)二氧化硅包覆磁性納米顆粒的極高比表面積與開管毛細(xì)管電色譜柱分離快速等優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，構(gòu)建了動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱，極大地提高柱容量和柱效。僅開/關(guān)磁場(chǎng)即可方便地除去被污染或發(fā)生不可逆吸附的固定相，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)磁涂覆納米固定相開管毛細(xì)管電色譜柱的再生，延長(zhǎng)毛細(xì)管柱的使用壽命，這一特征尤為適宜于容易產(chǎn)生不可逆吸附而使固定相失去分離能力的蛋白質(zhì)等復(fù)雜樣品的分離。
文檔編號(hào)G01N30/60GK102338785SQ20101023069
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者萬(wàn)莉, 張凌怡, 張維冰, 朱亞仙, 覃颯颯, 高方園 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)