原子转移自由基聚合法制备新型亲水作用色谱固定相及其性能评价

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1、原子转移自由基聚合法制备新型亲水作用色谱固定相及其性能评价原子转移自由基聚合法制备新型亲水作用色谱固定相及其性能评价1引言　　色谱柱填料作.L.为高效液相色谱（HPLC）的核心。提高色谱填料的柱效、柱容量、增大填料的pH使用范围，具有多种分离模式以及对环境友好，将成为色谱填料的发展方向。　　亲水作用色谱（HILIC）作为一种分离极性化合物的液相色谱模式，其概念是由Alpert[1]于1990年提出的。HILIC是一种以极性固定相（如硅胶、氨基键合硅胶等）及水-极性有机溶剂为流动相的色谱模式[2]，它与正相色谱相似，水是强溶剂，极性化合物比非极性化合物的保留时间长，

2、与反相色谱的保留顺序恰好相反。强极性化合物的分离问题引起了各个研究领域的重视，如药物分析、代谢组学、蛋白质组学等研究领域都不同程度地涉及强极性化合物的分离问题，近年来，HILIC越来越受到关注和重视[3]。Liang等[4]使用点击化学（Clickchemistry）合成了HILIC固定相，制备了一系列以醇羟基为功能基团的HILIC固定相，用于分离碱基、核苷以及中药中的强极性组分并取得了较好的效果。韩超等[5]以二醇基硅胶为固定相，研究了绿原酸，阿魏酸等有机酸的HILIC保留机理。　　原子转移自由基聚合法（ATRP）是近年发展起来的一种新型聚合技术，具有修饰密度高

3、、高聚合物链端可控等优点，为克服现有固定相及其制备技术存在的缺陷提供了可能。ATRP集中了自由基聚合和活性聚合的优点，条件温和，操作较简单，已经获得了许多新型聚合物。通过ATRP法在硅胶载体表面成功地合成嵌段、多枝聚合物[6]。同时，采用ATRP方法制备热敏性聚合物也成为近年的研究热点，如在硅胶表面聚合N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）温敏型嵌段聚合物[7,8]。用ATRP技术制备离子色谱固定相的研究才起步，但已经表现出优异的应用潜力。Unsal等[9]用ATRP技术制备的强阳离子交换固定相柱容量比传统方法有大幅度提高。Hemstroem等[10]用ATRP技术制

4、备的反相色谱分离介质具有优异的抗水解性能。王婀娜等[11]采用ATRP技术将甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵聚合于硅胶表面，制得了强阴离子交换色谱填料，用于酸性蛋白质的分离，取得了很好的效果。所以，采用ATRP技术，用有机聚合物对固体材料表面修饰是极具发展潜力的分离介质制备技术。　　本研究采用ATRP聚合法将4-VP接枝到单分散大孔交联PCMS/DVB微球表面，对其进行化学改性后制备新型色谱固定相。在亲水作用色谱模式和离子色谱模式下，分别对芳胺、酚类化合物及无机阴离子、短链有机酸进行了分离研究。　　2实验部分　　2.1仪器与试剂　　LC-20AT高效液相色谱仪（日

5、本岛津公司）；CGY-100型高压气动泵（北京福思源机械加工部）；DionexICS-90离子色谱仪；DionexCSRS-I（4mm）抑制器；JY-92超声波细胞破碎仪（宁波新芝生物科技股份有限公司）；KQ-250B超声波清洗仪（昆山市超声仪器有限公司）；生物显微镜（美国JEOL公司）；扫描电子显微镜（1000B,美国）；LD5-2A型低速离心机（北京医用离心机厂）。　　氯甲基苯乙烯（CMS）、二乙烯基苯（DVB），购于阿拉丁试剂有限公司；苯乙烯（St）、乙二胺四乙酸钠（EDTA）、过氧化苯甲酰（BPO）、甲苯（上海试剂一厂）；聚乙烯醇（PVA，醇解度为88

6、%，天津大学化工实验厂），以上试剂均为化学纯。氯化亚铜（CuCl）、N,N-二甲基苯胺、二苯胺、对甲苯胺、α-萘胺、间硝基苯胺、甲酚、乙萘酚、邻苯二酚，间硝基酚（阿拉丁试剂有限公司）；三[（2-二甲基氨基）乙基]胺（Me6TREN）根据　图2亲水作用色谱固定相的合成路线　　Fig．2Schemeforthesynthsisofhydrophilicinteractionliquidchromatographic（HILIC）stationaryphase　　2.4色谱柱的装填及色谱条件　　以水为匀浆液和顶替液，在30MPa压力下以匀浆法将亲水作用色谱填

7、料装入不锈钢柱管（15cm0.46cmI.D.）中。液相色谱条件：乙腈-水为流动相，等度洗脱，检测波长：254nm。离子色谱条件：淋洗液为6mmol/LNa2CO3＋5.5mmol/LNaHCO3，再生液为36mmol/LH2SO4，使用前经0.45　　SymbolmAm滤膜过滤；进样体积10　　SymbolmAL。所有流动相在使用前均经0.45　　SymbolmAm滤膜过滤。　　3结果与讨论　　3.1亲水作用色谱固定相接枝率的表征　　表1给出PCMS/DVB微球和4-VP单体接枝PCMS/DVB微球的元素分析数据。由表1可见，4-VP接枝P

8、CMS/D