亲水单分散聚合物基质阳离子色谱柱的制备及其应用

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1、亲水单分散聚合物基质阳离子色谱柱的制备及其应用作者：杨春霞　贾磊娜　龚波林　胡文治【摘要】以自制5.0μm单分散大孔亲水交联聚甲基丙烯酸环氧丙酯微球为基质，合成一种新型弱酸性阳离子色谱填料。选用甲烷磺酸作淋洗液，在流速为1.0mL/min时，对6种无机阳离子(Li+,Na+,NH+4,K+,Mg2+,Ca2+)和有机胺进行了良好分离。考察了淋洗液种类、浓度以及流速对6种无机阳离子分离的影响,选择了合适的色谱分离条件。测得6种离子在一定浓度范围内具有良好的线性关系和低的检出限。将其用于决明茶中阳离子的分析，4种离子在20min内完全分离，各离子标准加入回收率在96%～107%之间。此色谱

2、柱的分离效果与DionexIonPacCS12A商品柱接近，但分析时间缩短了44min。【关键词】亲水单分散树脂,弱阳离子色谱,阳离子，有机胺，决明茶　　1引言13　　离子色谱法(IC)是20世纪70年代发展起来的一种色谱技术，主要用于离子型化合物的分析与分离。自1975年，Small等[1]提出离子色谱技术后,IC法逐渐在环境[2]、食品[3]、医药[4]、石油化工[5]和农业等各个领域得到了广泛地应用。以硅胶和有机聚合物为基体的填料是离子色谱常用的填料。近年来,阳离子填料中以硅胶为载体，采用聚马来酸包夹法合成的固定相[6]发展较活跃，这种填料溶质易于通过相对较大的孔与固定相上的活

3、性位点接触,传质速率快,柱效高，但缺点是pH使用范围窄，从而在一定程度上限制了离子色谱的应用。目前，有机聚合物离子色谱填料中以交联聚苯乙烯二乙烯基苯(PStDVB)使用最广，这种树脂耐酸碱，允许用强酸或强碱作淋洗液。其中，以PStDVB微球为基质的阳离子色谱填料主要有两大类：一种是以磺酸基为功能基的薄壳型或表面附聚薄壳型的离子色谱填料[7～9]，这类树脂具有大孔结构，离子交换速度快，柱效高，但对H+选择性不高，不能同时分离碱金属、铵和碱土金属离子;另外一种是以高交联度(>55%)多孔PStDVB微球为基体，在表面接枝弱酸功能基的高分子链[10,11],该填料用等度淋洗可同

4、时分离一、二价阳离子，但制备工艺复杂,技术难度大。郭龑茹等[12]以PStDVB微球为基质，采用化学改性的方法制备了一种新型阳离子色谱填料，成功地解决了一、二价阳离子共洗脱的问题，但该树脂疏水性强，不适用于有机胺的分离;周玉芝等[13]采用DionexIonPacCS12色谱柱对低分子量有机胺进行了很好地分离，建立了C4以下10种有机胺的离子色谱分析法。郑德敏等[14]使用有机酸作淋洗液，采用非抑制型离子色谱法对甲胺、乙胺和正丙胺进行了分离，取得了满意的效果。　　本研究以自制的5.0μ13m单分散大孔亲水交联聚甲基丙烯酸环氧丙酯(PGMA/EDMA)微球为基质，采用化学键合法，制备一

5、种新型弱酸性阳离子色谱固定相。采用等度洗脱，一次进样可同时分离6种一、二价阳离子，并对有机胺有较好的分离效果。将其用于决明茶中4种阳离子的分离测定，与原子吸收法(AAS)对照,测定结果基本一致。2实验部分　　2.1仪器与试剂　　DionexICS90离子色谱仪,DionexCSRSI(4mm)抑制器，DionexIonPacCS12A型商品柱(25cm×4cmI.D.，美国戴安公司);WFXIF2BSOIF型双光束原子吸收分光光度计(北京华洋分析仪器有限公司);CGY100型高压气动泵(北京福思源机械加工部);2003型电动搅拌器;JY92超声波细胞破碎仪(宁波新芝生物科技

6、股份有限公司);KQ250B超声波清洗(昆山市超生仪器有限工司)。甲基丙烯酸环氧丙酯(GMA)，乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)(美国Aldrich公司);过氧化苯甲酰(BPO,化学纯，上海润捷化学试剂有限公司);实验室自制单分散大孔亲水交联PGMA/EDMA微球(粒径5.0μm，平均孔径400nm，比表面积11.2m2/g);金属阳离子的氯化物、碳酸盐或氧化物为基准试剂或优级纯(上海晶纯试剂有限公司);决明茶(宁夏宁安堡土特产品有限公司出品);其它试剂均为分析纯。实验用水为二次蒸馏水。13　2.2亲水性单分散交联聚甲基丙烯酸环氧丙酯微球的制备　　采用分散聚合法和“一步种子溶胀聚合法

7、”制备亲水性单分散交联聚甲基丙烯酸环氧丙酯(PGMA/EDMA)微球[15]。首先，采用分散聚合法制备粒径为1.8μm的线性单分散聚甲基丙烯酸环氧丙酯(PGMA)种子。然后，采用一步种子溶胀聚合法，在含有稳定剂和表面活性剂的水相介质中，将PGMA种子用被乳化的GMA,EDMA和BPO溶胀，用显微镜观察有机单体是否被种子吸收完全。溶胀后升温至70℃反应24h，产物用水和甲醇洗涤，真空干燥。合成的树脂用甲苯抽提48h，抽提后的微球用乙醇和丙酮洗涤，