有机-硅胶杂化整体柱的制备及应用研究进展

有机-硅胶杂化整体柱结合了有机聚合物整体柱和硅胶整体柱的优势,具有制备简单、机械强度高和通透性好等优点,近年来备受关注.有机-硅胶杂化整体柱的制备方法主要有常规溶胶-凝胶法、'一锅法'和其它聚合方法.目前,杂化整体柱已被广泛应用于微纳尺度分离分析、样品预处理和固定化酶反应器基质中.本文综述了有机-硅胶杂化整体柱的制备方法及应用研究进展,并展望了其今后的发展前景.

含多面体低聚倍半硅氧烷杂化毛细管整体柱的制备及修饰

本文采用自由基聚合法原位制备了两种杂化毛细管整体柱。首先以含有一个甲基丙烯酸基团的多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)试剂(Bu-POSS)为单体、以含有多个甲基丙烯酸基团的POSS试剂(POSS-MA)为交联剂在二元致孔剂(正丙醇/聚乙二醇400)和引发剂(偶氮二异丁腈)存在下发生热引发聚合,在毛细管中形成聚(Bu-POSS-co-POSS-MA)杂化整体柱;另外仅以POSS-MA为单体在相同条件下制备聚(POSS-MA)杂化整体柱,并将这两种杂化整体柱应用于小分子的毛细管液相色谱(cLC)分析。结果表明,含POSS杂化整体柱具有制备简单、重现性好以及稳定性高的特点。此外,利用聚(POSS-MA)杂化整体柱表面剩余的甲基丙烯酸基团,可以将功能单体(甲基丙烯酸硬脂酸酯等)化学键合到整体柱上,不但可以提高色谱柱效,而且使其具有不同的选择性。本文所发展的以POSS试剂为原料采用自由基聚合法制备杂化整体柱的方法为新型杂化整体柱的制备提供了一种新思路。

固定化β-葡萄糖醛酸酶反应器的制备及其在4-甲基亚硝胺基-1-(3-吡啶)-1-丁醇的O-糖苷化合物分析中的应用

采用溶胶-凝胶法,以丙烯酰胺作为单体,制备了基于有机-硅胶杂化整体柱的β-葡萄糖醛酸酶反应器。优化了硅酸甲酯和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅的物质的量的比、丙烯酰胺和聚乙二醇的用量,以及水浴温度等制备条件,获得了孔隙均匀、通透性良好、机械强度高的有机-硅胶杂化整体柱。采用光学显微镜和扫描电镜表征杂化整体柱。进一步将β-葡萄糖醛酸酶共价键合在整体柱上,以4-甲基亚硝胺基-1-(3-吡啶)-1-丁醇(NNAL)的O-糖苷化合物(NNAL-O-Gluc)为底物研究酶反应器的水解效果,实验结果证明酶反应器在室温条件下的水解效率大大提高,实现了NNAL-O-Gluc高效水解与分析,解决了目前NNAL-O-Gluc分析中前处理水解效率低的问题。

新型杂化两性离子毛细管电色谱整体柱的制备与评价

以表面预烯基化的硅胶纳米颗粒(直径10-20 nm)为交联剂,2-二甲基乙基胺甲基丙烯酸酯(DAMA)和甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,环己醇、甲醇和水为致孔剂,偶氮二异丁腈(AIBN)作为引发剂,在毛细管(150μm)内通过原位聚合方法制备一种新型有机-无机杂化两性离子交换毛细管电色谱整体柱(以下简称杂化柱).实验考察了致孔剂的组成及比例、有机功能单体浓度、单体总浓度等主要因素对固定相形貌和孔结构的影响,依据扫描电镜图和压力对流速曲线确定了杂化柱的制备条件.该杂化柱与有机整体柱相比,其固定相的抗溶胀能力强、连续床孔隙均匀;与无机整体柱相比,制备过程简便、无需后修饰;与以往文献报道的有机-无机杂化整体柱相比,制备方法更简单.该柱带有两性电荷基团,通过改变流动相的pH值来调节固定相表面电荷的性质与电渗流的大小和方向,从而改变离子交换分离模式,对一组无机阴离子和有机胺类化合物进行了分离.

杂化硅胶基质C_(16)整体柱制备及电色谱性能

采用有机-无机杂化sol-gel技术,两步法制备了杂化硅胶基质C16毛细管电色谱整体柱,考察了理论塔板高度与流动相线速度之间的关系及流动相中乙腈含量、离子强度对电渗流的影响,以烷基苯同系物探讨了反相电色谱分离作用机理,并在反相色谱条件下分离了4种苯胺类碱性物质。实验结果表明,由于采用了杂化基质,有效地减小了苯胺类碱性物质的峰拖尾。

溶胶-凝胶杂化整体柱修饰及在多环芳烃检测中的应用

利用点击反应对含叠氮基的溶胶-凝胶整体柱进行了表面修饰，制备了 C6-硅胶杂化整体萃取柱。实验以多环芳烃为分析对象，考察了制备和修饰条件对萃取效率的影响，在优化的条件下，新制备的整体柱对萘、菲、芘和苯并[a]芘的萃取富集倍数分别达到95.9、114.2、103.2和57.8。萃取实验的日内和日间精密度（RSD）分别小于5.5％（ n=8）和7.3％（ n=10）。建立的管内固相微萃取-高效液相色谱检测16种常见多环芳烃方法的检出限（ S／N=3）达到0.08~3.72μg／L，定量限（ S／N=10）达到0.26~12.40μg／L。土壤中多环芳烃分析的加标回收率为82.4％~110.6％，RSD为2.6％~7.9％（ n=3）。与美国国家环境保护局检测土壤中多环芳烃的方法比较，结果一致，准确性高。实验表明，该方法萃取效率高，灵敏可靠，操作简便，重现性好，可满足土壤等样品中痕量多环芳烃检测的要求。

人神经母细胞瘤的磷酸化膜蛋白质组分析

针对人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞系的磷酸化膜蛋白质组,发展了基于多酶酶解法结合杂化硅胶基质固定化钛离子亲和色谱(Ti 4+-IMAC)整体柱富集的分析策略。该方法通过对细胞裂解液进行超速离心,以及1 mol/LNaCl和0.1 mol/L Na2CO3顺序清洗,获得膜蛋白质组分。所提取的蛋白质分别经胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和胃蛋白酶平行酶解,产生的肽段经Ti 4+-IMAC整体柱选择性富集磷酸肽后,采用纳升级反相液相色谱分离和质谱鉴定,成功鉴定到43个磷酸化蛋白质,其中有14个定位于膜上。研究结果表明,采用该策略开展SH-SY5Y细胞系磷酸化膜蛋白质组学分析有望加速对该肿瘤的研究和相关潜在标记物的筛选。

气相二氧化硅纳米粒子掺杂的新型两性杂化整体柱的制备及其在加压毛细管电色谱中的应用

以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)为功能性单体,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,加入γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅(γ-MAPS)修饰的气相SiO_2纳米粒子(MFSNP),在二元致孔剂环己醇及十二烷醇的作用下,通过原位聚合反应形成杂化poly(GMA-EDMA-MFSNP)整体柱。进一步通过GMA的开环反应,将苯丙氨酸(Phenylalanine)键合在杂化整体柱表面,制备了气相SiO_2纳米粒子掺杂的新型杂化整体柱Phe-poly(GMA-EDMA-MFSNP)。对制备整体柱的各反应物配比和苯丙氨酸的修饰条件等进行优化,在最优条件下制备的整体柱为一类两性离子整体柱,具有反相和离子交换结合的混合分离机制。将此整体柱用于加压毛细管电色谱时,烷基苯、多环芳烃、苯甲酸类和苯酚类小分子以及多肽的分离效果良好,其中甲苯的分离柱效最高,可达122592 N/m。

整体柱在线固相萃取-液相色谱联用系统测定水中苯胺类污染物

针对在线固相萃取-液相色谱联机分析中的萃取柱及阀体系与液相色谱兼容的问题进行研究，构建了与液相色谱进样量相兼容的大内径整体萃取柱及相关阀、泵送系统。采用四甲氧基硅烷（TMOS）和甲基三甲氧基硅烷（MTMS）作为混合前驱体，制备了大内径（530μm）、柱床均一、稳定的毛细管硅胶整体柱。经C18基团修饰后，前沿分析表明该整体柱具有大的吸附容量，其中N-甲基苯胺约为214mg／g，N，M二甲基苯胺约为388mg／g。柱通透性好，在线固相萃取时仅需注射泵即可完成。将该整体柱应用于本实验室自主研发的样品前处理仪上并与液相色谱联机后，采用85％甲醇-水作为流动相，在0．5mL／min的流速和254nm紫外检测波长下对水中痕量苯胺类化合物进行在线富集与分离分析。在0．1，1和10mg／mL添加水平下，湘江水中苯胺类化合物的回收率为81．9％～91．3％；日内与日间相对标准偏差均低于7．6％。

牛血清白蛋白修饰的有机-硅胶杂化整体柱的制备及电色谱研究

以四甲氧基硅烷(Tetramethoxysilane,TMOS)和γ-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷(γ-Glycidyloxypropyltrimethoxysilane,GPTMS)为反应单体,采用"一步法"制备了有机-硅胶杂化整体柱,通过优化TMOS/GPTMS的含量制备了渗透性和机械强度良好的杂化整体柱,扫描电镜结果显示,毛细管柱内形成了连续的整体结构。采用席夫式碱法将牛血清白蛋白(Bovine serum albumin,BSA)共价键合于柱内,并对制备条件进行了优化,确定8 g/L BSA为最佳反应条件。在毛细管电色谱分离模式下,考察了缓冲液pH值、运行电压、柱温和进样条件对分离的影响,最终选择25 mmol/L Tris缓冲液(pH 7.4)、运行电压10 kV、柱温15℃和进样条件2 kV×3 s为最佳分离条件。此手性柱对色氨酸对映体实现了基线分离,日内、日间及柱间精密度良好。与BSA修饰的硅胶整体柱相比,本研究制备的固载BSA的杂化整体柱具有更优的手性识别能力,并且简化了制备流程,缩短了制备周期。

氯丙基有机-硅胶杂化整体柱的制备及性能研究

研究制备氯丙基功能化的有机-硅胶杂化整体柱,考察不同组成对整体柱聚合结构、渗透性、稳定性和柱效的影响,分析整体柱电渗流变化趋势和电色谱分离性能.所制备的氯丙基杂化硅胶整体柱结构稳定、固定相分布均匀,分离性能良好,包括反相色谱保留、静电荷吸附和电泳等多种模式的协同作用.应用加压电色谱模式,7种烷基苯、8种苯胺类化合物和7种苯甲酸类物质在氯丙基杂化硅胶整体柱中实现基线分离.

亲水作用毛细管电色谱分析苷类药物的研究

基于多面体寡聚硅倍半氧烷-甲基丙烯酸羟乙酯poly（POSS-MA-co-HEMA）有机硅胶杂化整体柱,建立典型苷类药物（连翘苷、豆腐果苷、紫丁香苷、天麻素）的亲水作用毛细管电色谱检测技术.考察流动相乙腈比例、缓冲液浓度、缓冲溶液pH值、分离电压和反压阀压力对四种苷类药物分离效果的影响,在最优条件下（流动相为2 mmol·L-1磷酸三乙胺缓冲液（乙腈体积分数为90％,pH =7.0）,分离电压-8 kV、柱压力5.4MPa）,4种苷类药物在10 min内得到了基线分离.连翘苷、豆腐果苷、紫丁香苷和天麻素线性范围分别为10～200、25 ～ 200、15～200和25～200 μg·mL-1,检测限为1.5 ～8.0 μg·mL-1.应用于血清模拟样品分析,平均回收率为95.6％ ～99.1％,相对标准偏差小于3.3％.