電動(dòng)分析中的微柱反相色譜分離研究.pdf

1、論文詳細(xì)綜述了毛細(xì)管電色譜的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀，認(rèn)識(shí)到毛細(xì)管電色譜雖然具有柱效高、分離快等優(yōu)點(diǎn)，但是也存在制備困難、柱容量小、濃度檢出限差等問題。使用大內(nèi)徑、高相比、通透性能好的整體柱，可以克服毛細(xì)管電色譜的局限，而且還可以避免柱塞制作的難題。由于電色譜分離柱中心與管壁間的溫度差與柱徑平方成正比，分離柱直徑的增大會(huì)引起熱效應(yīng)急劇增加，會(huì)引起電色譜柱中分離區(qū)帶嚴(yán)重展寬，更甚者使流動(dòng)相產(chǎn)生氣泡，導(dǎo)致電流中斷。設(shè)法降低大內(nèi)徑整體柱在電色譜分離

2、過程產(chǎn)生的熱效應(yīng)，就能解決上述問題。論文利用二氧化硅溶膠-凝膠固定細(xì)粒徑石英砂的方法，制備了毫米級(jí)內(nèi)徑的電色譜整體微柱，并將其成功應(yīng)用于反相電色譜分離。主要內(nèi)容包括： (1)正硅酸四乙酯水解聚合制備多孔二氧化硅凝膠正硅酸四乙酯在酸性條件下水解，在聚乙二醇存在的條件下，制備的二氧化硅凝膠是一種具有小骨架、大通孔的相互交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)狀骨架結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使得制備的凝膠整體柱具有高滲透性和低反壓，而且該聚合物機(jī)械強(qiáng)度大、不受有機(jī)溶劑的影響，

3、適用于色譜分離。但是該聚合物制備的條件較為嚴(yán)格，論文詳細(xì)考察了反應(yīng)物組成、聚合時(shí)間、聚合溫度等條件對(duì)聚合物性能和結(jié)構(gòu)的影響，提出了二氧化硅干凝膠的制備方法，其制備條件為：聚乙二醇(PEG)0.2587g，1.2mol/L的HCl2.3mL，正硅酸四乙酯(TEOS)4.0mL，聚合反應(yīng)時(shí)間34h，聚合反應(yīng)溫度60℃。該條件下合成的硅膠整體微柱結(jié)構(gòu)均勻，多孔率為55％，微柱的比表面積為360m2/g。說明該整體柱的滲透性好，可以滿足色譜分離

4、的需要。 (2)石英砂微柱的制備及其反相固定相鍵合 在二氧化硅干凝膠制備的基礎(chǔ)上，依靠石英砂的重力沉降，制備了直徑為2.2mm，長度為10cm溶膠-凝膠固定細(xì)粒徑石英砂的電色譜整體微柱。這種電色譜整體微柱簡稱為石英砂微柱。120-150μm細(xì)石英砂的填入減小了電流通道截面，并作為導(dǎo)熱介質(zhì)，限制了電流熱效應(yīng)對(duì)電色譜分離的影響。在流動(dòng)相為45％乙腈水溶液中含pH8.5，2mmol/LTris緩沖液條件下，實(shí)驗(yàn)場(chǎng)強(qiáng)達(dá)到500V

5、/cm時(shí)，仍未觀察到熱效應(yīng)的顯著影響。同時(shí)填充細(xì)石英砂還克服了二氧化硅干凝膠形成過程中收縮引起的柱體與石英管壁之間產(chǎn)生裂隙的問題，可以直接在石英玻璃管中制備整體柱，避免了整體微柱的包覆步驟。制得的石英砂微柱的多孔率為51％。為實(shí)現(xiàn)反相電色譜分離，用正辛基三乙氧基硅烷對(duì)石英砂微柱進(jìn)行了反相固定相鍵合。 (3)微柱分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)組裝和石英砂微柱的反相電色譜分離結(jié)合電動(dòng)流動(dòng)分析，設(shè)計(jì)和組裝了一套微柱分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)可在線檢測(cè)、操作電壓

6、低、使用安全方便、能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)數(shù)據(jù)采集和處理。應(yīng)用制備的石英砂微柱，以電滲流驅(qū)動(dòng)流動(dòng)相，微柱電色譜分離模式與常規(guī)的紫外分光光度計(jì)聯(lián)用，使苯酚、苯和萘實(shí)現(xiàn)了分離和檢測(cè)，考察了分析結(jié)果的重現(xiàn)性，遷移時(shí)間的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于5％。在電滲驅(qū)動(dòng)流動(dòng)相條件下，苯酚、苯和萘的濃度檢出限分別為0.07mg/L、0.26mg/L和0.04mg/L，其中苯酚的濃度檢出限比文獻(xiàn)報(bào)道的毛細(xì)管區(qū)帶電泳分離紫外檢測(cè)苯酚的濃度檢出限低約兩個(gè)數(shù)量級(jí)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明使用微柱

7、電色譜分離，降低了分析物的濃度檢出限，提高了檢測(cè)靈敏度，與毛細(xì)管電色譜法的高分離效率和低靈敏度特性相輔相成。該系統(tǒng)還可用于多種模式的微柱分離，如微柱電色譜、加壓微柱電色譜和微柱液相色譜等。 (4)加壓-電滲復(fù)合流微柱反相電色譜分離。 考察了場(chǎng)強(qiáng)、流動(dòng)相濃度和流動(dòng)相pH值對(duì)電滲流的影響以及有機(jī)溶劑濃度對(duì)分離的影響。在流動(dòng)相為45％乙腈水溶液中含有pH8.5，6mmol/L的Tris緩沖液條件下，利用C8-石英砂微柱，以電滲

8、流和壓力流聯(lián)合驅(qū)動(dòng)流動(dòng)相，實(shí)現(xiàn)了加壓反相微柱電色譜分離。該分離結(jié)合整體柱反壓低的優(yōu)勢(shì)，利用壓力輔助法，克服了微柱電色譜電滲流較小的不足，避免了過高的電流熱效應(yīng)，成功分離了苯酚、苯和萘，同時(shí)也體現(xiàn)了所設(shè)計(jì)的微柱分析系統(tǒng)分離模式的多樣性。 最后，論文還研究了膠束電動(dòng)毛細(xì)管色譜在柱樣品電堆積的預(yù)富集方法，以十二烷基硫酸鈉膠束作準(zhǔn)固定相，對(duì)七種植物激素進(jìn)行了富集和分離。研究了各種分離條件的影響，分別在高電滲流和聚丙烯酰胺(PAA)涂層抑