微米、亞微米色譜填料的合成及應用.pdf

1、色譜柱是色譜系統(tǒng)的心臟，色譜柱中的分離介質(zhì)（色譜填料）的開發(fā)是色譜進步的關鍵技術之一。在色譜理論中，色譜柱中填充顆粒的粒徑越小，分離柱效和分辨度就越高。而極小顆粒的應用在高效液相色譜（HPLC）中是很難實現(xiàn)的，因為在HPLC中使用高壓泵驅(qū)動流體，極小的顆粒會產(chǎn)生巨大的反壓。然而，在毛細管電色譜（CEC）中使用電滲流來推動流動相，不存在反壓的問題。因此可以通過進一步減小填充顆粒的粒徑來提高分離柱效和分辨度。目前，液相色譜的主流填料仍然是5

2、微米和3微米球型顆粒，近年來推出的超高壓液相色譜儀（UPLC）將色譜填料的粒徑降低到1.7微米，引領了世界液相色譜的潮流。然而，由于色譜柱反壓隨著填料粒徑的降低而急劇升高，繼續(xù)向更小的顆粒發(fā)展已經(jīng)十分的艱難。除了UPLC之外，采用電滲流和壓力流共同驅(qū)動的加壓毛細管電色譜（pCEC）為使用更小粒徑固定相提供了平臺。在使用極小粒徑色譜固定相時以電滲流為主，僅使用很低的輔助壓力（如500-1000 psi）即可達到合理的線性流速，實現(xiàn)較高的分

3、離柱效。本研究主要對微米、亞微米二氧化硅顆粒的制備、表面修飾、表征及其應用進行了探索，確定了微米、亞微米粒徑固定相的制備方法，及反相、親水固定相的修飾方法，同時將其在加壓毛細管電色譜平臺上進行了測試，并對亞微米固定相色譜柱中的雙電層等電動現(xiàn)象進行了系統(tǒng)的研究，為微米、亞微米固定相在色譜領域中的應用奠定了基礎。
　　全文由六章組成，主要內(nèi)容包括：
　　第一章為文獻綜述，介紹了選題背景和意義。主要概述了毛細管固定相的發(fā)展現(xiàn)狀以及

4、毛細管電色譜的基本理論，介紹了毛細管電色譜和加壓毛細管電色譜技術的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀。
　　第二章中主要建立了新型亞微米單分散二氧化硅顆粒的制備方法。在溶膠－凝膠法制備二氧化硅顆粒的基礎上，進一步研究了制備單分散二氧化硅微球的機理及制備條件，通過形態(tài)表征，確定了制備不同粒徑的單分散二氧化硅微球的合成條件；實現(xiàn)了在儀器設備簡單、實驗條件溫和的條件下，制備了形貌規(guī)整、粒徑分布窄、顆粒尺寸可控的球型二氧化硅微球。
　　第三章主要是首次

5、實現(xiàn)了將500 nm二氧化硅固定相用于加壓毛細管電色譜分離。將亞微米無孔硅膠固定相用高壓勻漿法填充制得毛細管色譜柱，以加壓毛細管電色譜作為分析平臺，采用乙腈‐水體系作為流動相，探討了該硅膠色譜柱的保留機理。并詳細討論了流動相比例、緩沖鹽濃度、pH值及操作電壓對于分離的影響。最終確定了流動相中乙腈與5 mmol/L Tris-HCl緩沖液的體積比為30:70，pH為5.0，電壓為-7 kV，檢測波長為214 nm時，對4-二甲氨基吡啶、阿

6、米替林、咖啡因、2，4，6-三氯苯胺四種堿性化合物能進行很好的分離。
　　第四章主要是對微米、亞微米硅膠固定相的表面修飾、表征及其應用進行研究。使用自制的1μm、0.8μm無孔硅膠固定相進行表面鍵合，制備得到了反相色譜固定相、氨基固定相及兩性離子固定相。以加壓毛細管電色譜作為分析平臺，采用反相毛細管色譜柱，當乙腈與5 mmol/L Tris-HCl緩沖液的體積比為80:20，pH為7.8，檢測波長為214 nm時，實現(xiàn)了四種基本中

7、性物質(zhì)的分離；采用氨基毛細管色譜柱，當乙腈與5 mmol/L Tris-HCl緩沖液的體積比為60:40，pH為5.0，檢測波長為214 nm時，實現(xiàn)了三種堿性物質(zhì)的分離；采用兩性離子固定相，當乙腈和5 mmol/L甲酸銨緩沖液體積比為90:10時，實現(xiàn)了四種基本物質(zhì)的分離。結果表明，制備的反相、氨基及兩性離子固定相固定相均能較好地應用于pCEC對于有機物的快速分離分析。
　　第五章對微米、亞微米硅膠固定相在加壓毛細管電色譜中雙電

8、層等電動現(xiàn)象進行了研究。通過對電滲流的測定及相應數(shù)據(jù)的計算，系統(tǒng)研究了亞微米、微米級無孔硅膠固定相毛細管電色譜柱中的電導率比、焦耳熱效應、表觀電滲流、實際電滲流及雙電層重合等電動現(xiàn)象。實驗結果表明，在不發(fā)生雙電層重合的時候，毛細管電色譜柱的電導率比隨流動相的變化改變不大，可以作為考察色譜柱填充結構的參數(shù)；在亞微米固定相毛細管色譜柱內(nèi)，當緩沖鹽濃度降低至1 mM時，表觀電滲流速度和實際電滲流速度均降低，出現(xiàn)雙電層重合。
　　第六章對