聚合物毛細(xì)管整體柱的制備及其在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用研究.pdf

1、環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻對色譜分離技術(shù)提出了更高的要求，毛細(xì)管整體柱是應(yīng)用于微柱液相色譜中的一種新型色譜柱，具有制備簡單、重現(xiàn)性好、多孔性優(yōu)越、能實(shí)現(xiàn)快速分離等優(yōu)點(diǎn)，但目前仍然處于發(fā)展初期，在新型基質(zhì)研制、制備方法優(yōu)化、理論基礎(chǔ)研究以及應(yīng)用方面還有待進(jìn)一步發(fā)展。本文在以往研究的基礎(chǔ)上，以環(huán)境生物大分子和農(nóng)藥為分離對象，制備了三種聚合物毛細(xì)管整體柱，并拓展了毛細(xì)管整體柱在環(huán)境生物大分子和農(nóng)藥分析方面的應(yīng)用。論文的研究內(nèi)容和主要結(jié)論如下：

2、 第一，新型聚苯乙烯-十八碳烯-二乙烯基苯(PS-OD-DVB)毛細(xì)管整體柱的制備及其在蛋白質(zhì)分離中的應(yīng)用研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，以苯乙烯為單體、1.十八碳烯為功能單體、二乙烯基苯為交聯(lián)劑單步制備的PS-OD-DVB毛細(xì)管整體柱具有高達(dá)85％的孔隙率、良好的滲透性、穩(wěn)定的機(jī)械性能以及足夠的柱容量。通過對比發(fā)現(xiàn)，PS-OD-DVB和聚苯乙烯-二乙烯基苯(PS-DVB)毛細(xì)管整體柱具有相似的蛋白質(zhì)分離性能，可以在2.5min內(nèi)實(shí)現(xiàn)六種蛋白質(zhì)的

3、基線分離；對于多肽分離，由于C18長碳鏈的引入，PS-OD-DVB毛細(xì)管整體柱可以在9.0min內(nèi)實(shí)現(xiàn)血紅蛋白α、β多肽鏈的基線分離。PS-OD-DVB毛細(xì)管整體柱制備簡單、分離效果顯著，有望應(yīng)用于環(huán)境毒理學(xué)和環(huán)境醫(yī)學(xué)中生物大分子的快速分離分析。 第二，毛細(xì)管內(nèi)徑對整體柱的物理性能以及對分離蛋白質(zhì)的色譜性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示毛細(xì)管內(nèi)徑越小，柱床的微球簇和簇間孔隙越大，滲透性越大。從色譜基礎(chǔ)理論入手，以動(dòng)力學(xué)角度考察不同內(nèi)徑整

4、體柱對蛋白質(zhì)的色譜分離性能發(fā)現(xiàn)小內(nèi)徑毛細(xì)管整體柱的Van-Deemter方程的渦流擴(kuò)散、分子擴(kuò)散系數(shù)項(xiàng)較小，蛋白質(zhì)傳質(zhì)效率較高。雖然小內(nèi)徑毛細(xì)管整體柱內(nèi)形成的微球簇更大，但是柱效反而更高，這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果與傳統(tǒng)填充柱的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相反。本部分所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及相關(guān)理論的初步探討對整體柱的基礎(chǔ)理論發(fā)展以及在分離生物大分子中的實(shí)際應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)意義。 第三，聚甲基丙烯酸丁酯類毛細(xì)管整體柱在μ-HPLC和加壓毛細(xì)管電色譜(pCEC)系統(tǒng)

5、中分離微囊藻毒素(MCs)的新方法。該部分共包括三項(xiàng)內(nèi)容：(1)聚甲基丙烯酸丁酯毛細(xì)管整體柱在μ-HPLC系統(tǒng)中分離MCs新方法的建立。優(yōu)化條件后可以在9min之內(nèi)實(shí)現(xiàn)MC-LR、MC-YR和MC-RR的基線分離，并成功應(yīng)用于巢湖水樣中MCs的分離分析。(2)磺酸化聚甲基丙烯酸丁酯毛細(xì)管整體柱在μ-HPLC系統(tǒng)中分離MCs，實(shí)驗(yàn)表明該整體柱在μ-HPLC模式下具有疏水作用和離子交換混合分離機(jī)理，優(yōu)化分離條件后可以在5min內(nèi)實(shí)現(xiàn)模擬水樣

6、中藻毒素的基線分離。(3)磺酸化聚甲基丙烯酸丁酯毛細(xì)管整體柱在pCEC系統(tǒng)中分離MCs，優(yōu)化分離條件之后可以在6min內(nèi)等度洗脫條件下實(shí)現(xiàn)三種藻毒素的基線分離。與μ-HPLC相比分離柱效更高，還可以避免梯度洗脫，具有良好的重現(xiàn)性。總之，甲基丙烯酸酯類毛細(xì)管整體柱分離藻毒素可達(dá)到良好的分離度，與常用方法相比大大縮短了分析時(shí)間，充分顯示了毛細(xì)管整體柱在快速分離環(huán)境生物樣品方面的優(yōu)勢。 第四，合成單體11-acrylamidound

7、odecanoicacid(AAUA)，利用D-optimal實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和響應(yīng)面(RSM)分析方法優(yōu)化聚合混合物配比，制備了適用于分離烷基苯和烷基苯酮同系物的AAUA-EDMA毛細(xì)管整體柱。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在最佳配比下制備的整體柱的滲透性和機(jī)械性能良好，CEC模式下分離性能穩(wěn)定，整體柱制備的批次內(nèi)和批次間重現(xiàn)性分別可以達(dá)到2.14％和2.92％以內(nèi)。實(shí)驗(yàn)證明，這種軟件輔助優(yōu)化方法可以通過較少的實(shí)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)有限制性條件的多因素優(yōu)化，除此之外，與普