可控自由基聚合制备温度敏感色谱材料的研究.pdf

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1、可控自由基聚合制备温度敏感色谱材料的研究董琳琳2015年1月中图分类号：O69UDC分类号：54可控自由基聚合制备温度敏感色谱材料的研究作者姓名董琳琳学院名称生命学院指导教师戴荣继教授答辩委员会主席费也淳教授申请学位理学硕士学科专业生物学学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月PreparationandInvestigationofThermallySwitchableChromatographicMaterialsviaControlledRadicalPolymerizationCandidateName:Lin

2、linDongSchoolorDepartment:SchoolofLifeScienceFacultyMentor:Prof.RongjiDaiChair,ThesisCommittee:Prof.YechunFeiDegreeApplied:MasterofScienceMajor:BiologyDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:January，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽

3、我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要在蛋白质组学分析中，亲和色谱材料作为具有特殊选择性的色谱介质被用作复杂生物样品中高丰度蛋白的去除或低丰度蛋白的富集而备受青睐。近年来温度敏感色谱成为研究热点，而温度敏感亲和色谱是在保证特异性富集性能的前提下，通过温度切换控制分离对象的释放

4、，而不是改变流动相的pH，素有“绿色”色谱之称，但是目前的相关研究报道较少。因此，本文对两种可控自由基聚合制备温度敏感色谱材料的方法进行了研究。原子转移自由基聚合（ATRP），选择N-丙烯酰氧基琥珀酰亚胺（NAS）作为合成温度敏感亲和色谱材料的活性中间体，可以与带有氨基的配体反应从而将不同分离要求的目标配体接枝到温度敏感聚合物链上，从而建立一种合成温度敏感亲和色谱材料的简易高速通道。首先合成具有不同单体摩尔比和不同溶剂体积比的共聚物P(NIPAAm-co-NAS)，通过红外、GPC表征和LCST的测定，确定具有最佳温敏性（LCS

5、T为23.5ºC）和水溶性的共聚物的合成条件为，NAS单体摩尔比（NAS/NIPAAm）为10%，H2O溶剂体积比（H2O/THF）为15%。优化后的实验条件用于合成Silica@P(NIPAAm-co-NAS)，选择3-氨基苯硼酸（APBA）为带氨基配体，合成目标产物Silica@P(NIPAAm-co-APBA)，在10ºC和50ºC进行HPLC分析发现，10ºC时固定相Silica@P(NIPAAm-co-APBA)实现了对顺式二元醇小分子腺苷的选择性富集，研究结果表明已初步合成温度敏感硼酸亲和色谱材料，也表明NAS作为一

6、种反应中间体，在与温敏材料共聚接枝到硅胶表面之后仍然具有较好的反应活性，因此，本文所建立的快速合成温度敏感亲和色谱材料的方法初步见效。为了满足不同分离要求所选择的单体，同时也为了在温度敏感色谱材料制备上开发更高效的方法，本文对可逆加成-断裂链转移聚合（RAFT）进行了探索性研究，根据所设计RAFT聚合制备温度敏感色谱材料的合成路线，首先利用4-氯甲基苯基三氯硅烷和苯基三氯硅烷对羟基硅胶表面进行掩蔽反应控制接枝密度，然后选择二硫代苯甲酸苄酯（BDTB）作为RAFT链转移剂（RAFT-CTA）键接到硅胶表面，合成具有表面引发位点的S

7、ilica@SC(S)Ph，最后在偶氮二异丁腈（AIBN）的引发下，在硅胶表面进行N-异丙基丙烯酰胺（NIPAAm）的聚合。红外、XPS和TGA多项分析测试结果表明所合成产物均按照实验设计，热失重分析表明随着引发剂量的增加对应固定相表面聚合物的接枝率增大，最高为8.88%。在10ºC，30ºC和50ºC三种温度下，纯水做流动相，HPLC分析五种接枝率的I北京理工大学硕士学位论文Silica@PNIPAAm对四种类固醇的分析结果显示，随着接枝率的增大，升高温度，对应硅胶表面聚合物的温度敏感性能及分离度均有所提高，在50ºC时，色谱

8、柱SIN-5.96，SIN-5.18，SIN-5.03和SIN-8.88对四种分析物均实现了基线分离，结果表明所设计RAFT聚合方案的可行性，具有一定效果，为建立一种高效制备温度敏感色谱材料的方法打下研究基础。关键词：N-异丙基丙烯酰胺；N-丙烯酰氧基琥珀酰亚胺