一種硼酸親和有機-硅膠雜化整體柱及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于毛細管色譜柱技術領域，具體涉及一種硼酸親和有機-硅膠雜化整體柱及其制備方法。
【背景技術】
[0002]有機-硅膠雜化整體柱，是以硅氧烷為基礎得到的一類具有硅膠骨架結構，并包含特殊功能基團的新型整體柱，它結合了有機整體柱和無機硅膠整體柱兩者的優勢，具有良好的機械穩定性、耐酸堿性和抗溶脹性，受到了研究人員的廣泛關注。雜化整體柱在制備帶有活性基團的硅膠整體柱的基礎上，通過柱后衍生法或是“one-pot”來制備的。與柱后衍生相比，“one-pot”法比較省時，首先將有機功能單體直接加入水解后的反應液中混合均勻，然后再將反應液注入管內并進行加熱反應，便可以制得具有帶有特殊官能團的雜化整體柱。
[0003]硼酸親和色譜是基于硼酸與順式二醇化合物之間特異性選擇分離的一項技術，極大地豐富了順式二醇化合物的分離應用。硼酸親和作用機理是基于硼酸基團在堿性條件下會與帶有順式二醇的物質發生共價結合反應，從而可以形成穩定的五或六元環酯結構，當介質的pH切換成酸性時則可實現解離。2006年Potter等人(Analyst, 2006 , 131(10):1094-1096)首次在毛細管中合成了硼酸親和整體柱，利用液相色譜和毛細管電色譜成功的分離了核苷酸類物。Yang等人(Analyst, 2009，134(10): 2158-2164)用乙二醇二甲基丙烯酸酯和丙烯酰胺作為交聯劑，將4-乙烯基苯硼酸作為單體灌入不銹鋼柱中制備而成新的硼酸整體柱，該柱可以用于從尿中分離去甲腎上腺素、腎上腺素、多巴胺等神經遞質。后來，為了進一步擴大在酸性pH條件下的使用范圍，Liu的課題組(Chem.Comm., 2011, 47:5067-5069)通過制備了氨基官能化的聚(甲基丙烯酸縮水甘油酯亞甲基雙(丙烯酰胺))整體柱，然后通過羧基與氨基的反應，進一步將羧基官能團引入整體柱中。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種硼酸親和有機-硅膠雜化整體柱及其制備方法。該有機-硅膠雜化毛細管整體柱既免去了傳統填充柱裝填等復雜繁瑣的操作及燒結塞子導致的氣泡產生等問題，又克服了開管柱容量低、相比小的缺點，其化學性質穩定，重現性好，對中性物質和苯胺類物質具有良好的分離效果，且對鄰苯二酸和對苯二酚有特異性分離作用。
[0005]為實現上述目的，本發明采用如下技術方案:
一種基于“one-pot”法制備硼酸親和有機-硅膠雜化整體柱，以四甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷作為硅烷化試劑，以4-乙烯基苯硼酸(VDB)作為功能單體、二乙烯基苯(DB)為交聯劑、聚乙二醇為致孔劑、偶氮二異丁腈為引發劑，采用一鍋法，經過酸堿兩步催化在毛細管中進行自由基聚合反應，制得所述硼酸親和有機-硅膠雜化整體柱。
[0006]其制備方法包括如下步驟: 1)毛細管預處理:取適當長度毛細管柱，依次通水0.5h、l M鹽酸I 11、水0.5 h、l M氫氧化鈉0.5 h后，塞住兩端于100°C反應3 h;再通水0.5 h、0.1 M鹽酸0.5 11、水0.5 h、甲醇
0.25 h、丙酮0.25 h，然后 180 °C氮吹3 h；
2)柱子制備:準確稱取270mg聚乙二醇(PEG)溶解在2.5 mL 0.01 mol/L的醋酸溶液中，完全溶解后，再加入由900 yL四甲氧基硅烷(TMOS)和300 yL乙烯基三乙氧基硅烷(VTEO)組成預聚合溶液，然后在0°C下攪拌反應I h，使之形成均勻透明的水解液;再準確稱取13.4 mg 4-乙稀基苯硼酸和26.8 mg二乙稀基苯以及4 mg偶氮二丁腈(AIBN)，加入至I mL上述水解液中，冰浴超聲10 min溶解脫氣;將混合溶液用注射器手動推入預處理好的毛細管柱中至30 cm (總長50 cm)處，用橡膠將毛細管兩端封住，放入40 0C水浴鍋中加熱反應12 h后，將溫度升高到70 °(3繼續加熱12 h;
所述硼酸親和有機-硅膠雜化整體柱通過調節流動相、緩沖鹽的鹽濃度和PH值來改變其電滲流大小，可用于分離中性物質苯胺類物質，以及順式二醇物質。
[0007]整體柱所用流動相為乙腈、甲醇或者二次水(優選流動相中乙腈含量為50%_100%(v/v)),在pH為2.0?9.0使用，緩沖鹽的濃度為1mmoI/L。
[0008]本發明的顯著優點在于:
(1)本發明基于硼酸基團在堿性條件下會與帶有順式二醇的物質發生共價結合反應，從而可以形成穩定的五或六元環酯結構，當介質的PH切換成酸性時則可實現解離的特點，與雜化柱相結合，制備了硼酸親和有機-硅膠雜化整體柱，可以實現對中性物質、苯胺化合物的分離，以及順式二醇的物質的特異性分離；
(2)本發明制備的硼酸親和有機-硅膠雜化整體柱，既免除了傳統填充柱裝填等復雜繁瑣的操作及燒結塞子導致的氣泡產生等問題，又克服了開管柱容量低和相比小的缺點，具有性質結構穩定，機械穩定性、重現性好的優點；可在較大PH范圍內使用，其電滲流大小可以通過調節流動相的pH來控制。
【附圖說明】
[0009]圖1為不同比例的單體含量的雜化柱的電鏡圖；圖中A、B、C、D中VI3B與DB的比分別對應為2:1、1:1、1:2、1:3；
圖2為在不同流動相中線速度對整體柱背壓的影響；
圖3為硼酸親和有機-硅膠雜化整體柱(柱C)中乙腈含量對中性分子迀移時間的影響；
圖4為硼酸親和有機-硅膠雜化整體柱(柱C)中不同pH對鄰苯二酚、對苯二酚分離的影響；圖中1.對苯二酚，2.鄰苯二酚；
圖5為硼酸親和有機-硅膠雜化整體柱中不同乙腈含量對鄰苯二酚、對苯二酚分離的影響；圖中1.對苯二酚，2.鄰苯二酚。
【具體實施方式】
[0010]為了使本發明所述的內容更加便于理解，下面結合【具體實施方式】對本發明所述的技術方案做進一步的說明，但是本發明不僅限于此。
[0011]實施例1 1)毛細管預處理:取若干相同毛細管柱，分別依次通水0.5h、l M鹽酸I 1水0.5 h、lM氫氧化鈉0.5 h后，塞住兩端于100°C反應3 h;再通水0.5 h、0.1 M鹽酸0.5 11、水0.5 h、甲110.25 h、丙酮0.25 h，然后 180 °C氮吹3 h；
2)柱子制備:準確稱取270mg PEG溶解在2.5 mL 0.01 mol/L的醋酸溶液中，完全溶解后，再加入由900 yL TMOS和300 yL VTEO組成預聚合溶液，然后在0°C下攪拌反應I h，使之形成均勾透明的水解液;再準確稱取13.4 mg 4-乙稀基苯硼酸和26.6 mg二乙稀基苯以及4 mg AIBN，加入至I mL上述水解液中，冰浴超聲10 min溶解脫氣；將混合溶液用注射器手動推入預處理好的毛細管柱中至30 cm (總長50 cm)處，用橡膠將毛細管兩端封住