一种聚多巴胺修饰的聚醚醚酮毛细管电色谱柱及其应用的制作方法

本发明属于色谱柱技术领域，具体涉及一种聚多巴胺修饰的聚醚醚酮毛细管电色谱柱及其制备方法与应用。

背景技术：

毛细管电泳-质谱联用技术是在液相色谱-质谱联用技术基础上发展起来的一项新型分析技术，它结合了毛细管电泳分离效率高、分析速度快、样品消耗量少以及质谱检测器具有高灵敏度和强结构解析能力两者的优点，已经成为备受分析化学家关注的新型微量分析技术。目前，聚亚酰胺包裹的熔融石英毛细管柱因为具有良好的韧性、光学透性、热传导能力以及内部的硅羟基可以提供稳定的电渗流且有利于色谱材料的固定等特点，是目前毛细管电泳中最常使用的管路材料。但是它存在着聚亚酰胺涂层在有机溶剂及碱性溶液中不稳定的问题，特别是在毛细管电泳-质谱联用时，质谱喷雾端口的高温、高电压、有机溶剂含量高的条件下，该毛细管容易发生溶胀与胺解作用，从而可能造成端口的堵塞，喷雾的不稳定等一系列问题，影响分析结果，设置损害设备。(yamamoto,m.;ly,r.;gill,b.;zhu,y.;moran-mirabal,j.;britz-mckibbin,p.anal.chem.2016,88,10710-10719)。

聚醚醚酮材料因为热稳定性好，化学稳定性强，常被用于高效液相色谱，气相色谱等仪器的管路中，但是因为光学透性较差，电渗流调控能力差以及化学惰性强不利于色谱材料的修饰等缺点，目前在毛细管电泳中很少被使用。

技术实现要素：

为克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种电渗流稳定、方向和大小可调的聚多巴胺修饰的聚醚醚酮毛细管电色谱柱，用于多种物质的毛细管电色谱-质谱联用分离分析。

具体技术方案如下：

一种聚多巴胺修饰的聚醚醚酮毛细管电色谱柱，通过以下方法制备得到：

1）配制1~2mg/ml的多巴胺碱性溶液，该溶液的ph为8.5~9，通氧使其预氧化至棕色；

2）将步骤1）所得的预氧化后的多巴胺碱性溶液流动利用蠕动泵通过洗净的聚醚醚酮毛细管柱，蠕动泵的流速为0.01-0.1ml/h，聚多巴胺修饰的时间为1~24小时，置于60℃烘箱内烘干3h，对聚醚醚酮管内壁进行修饰。

本发明的聚多巴胺修饰反应的过程如图1所示。本发明基于海蚌仿生的聚多巴胺修饰法。多巴胺可在海水环境（弱碱性）条件下发生聚合([2]lee,h.;dellatore,s.m.;miller,w.m.;messersmith,p.b.science2007,318,426-430)，在浸入其中的聚醚醚酮毛细管内表面形成一层稳定的具有邻苯二酚和氨基的结构，该活性基团一方面可以为聚醚醚酮管提供方向和大小可调的电渗流，还可以解决其化学惰性较强的问题。

所述的聚多巴胺修饰的聚醚醚酮毛细管电色谱柱在毛细管电泳-质谱联用分析中的应用。

所述的聚多巴胺修饰的聚醚醚酮毛细管电色谱柱在氨基酸、酚类及植物激素分析物的毛细管电泳-质谱联用分离分析中的应用。

本发明中的聚多巴胺修饰的聚醚醚酮毛细管电色谱柱，具有如下优点：

（1）采用聚醚醚酮管毛细管代替常用的聚亚酰胺包裹的熔融石英毛细管用于毛细管电泳-质谱联用分析，可以解决聚亚酰胺涂层在有机溶剂中容易溶胀以及在碱性条件下容易发生胺解的缺点，为该联用技术提供一个稳定的端口。

（2）聚醚醚酮管表面光滑且化学惰性高，采用物理涂覆的方法及常见的共价修饰法难以将色谱材料涂覆到其内表面；本发明通过聚多巴胺法将带有大量氨基和羟基的聚多巴胺层修饰在了聚醚醚酮管的内表面，可以有效解决化学惰性强的问题。

（3）聚多巴胺层的修饰，可以为聚醚醚酮管提供稳定，方向和大小可调的电渗流，有利于其在分离分析中的应用。利用该修饰后的毛细管，实现了对多种氨基酸、酚类及植物激素的良好的分离效果。

附图说明

图1为聚醚醚酮管内聚多巴胺修饰反应的过程示意图。

图2为聚多巴胺修饰的聚醚醚酮管用于ce-ms分离的示意图。

图3为实施例1制备的聚多巴胺修饰的聚醚醚酮毛细管电色谱柱与未修饰及熔融石英毛细管电渗流随ph值变化的比较。

图4为实施例1制备的聚多巴胺修饰的聚醚醚酮毛细管电色谱柱在正向电渗流条件下对三种植物激素的分离效果图。

图5为实施例1制备的聚多巴胺修饰的聚醚醚酮毛细管电色谱柱在反向电渗流条件下对三种氨基酸的分离效果图。

图6为实施例1制备的聚多巴胺修饰的聚醚醚酮管毛细管电色谱在正向电渗流条件下对两种酚类物质的分离效果图。

具体实施方式

通过以下详细说明结合附图可以进一步理解本发明的特点和优点。所提供的实施例仅是对本发明方法的说明，而不以任何方式限制本发明揭示的其余内容。

【实施例1】

1）称取多巴胺10mg，溶于10mmol/l的tris-hcl缓冲液中，调节ph至8.5，震荡溶液，至溶液呈棕。

2）以流速0.03ml/min将步骤1）所得的溶液通过洗净的50cm（外径360μm，内径50μm）聚醚醚酮管，室温下修饰3h，水洗涤，氮气吹去溶剂，置于60℃烘箱内烘干3h，获得聚多巴胺修饰的聚醚醚酮毛细管电色谱柱。

如图2所示，将实施例1制得的聚多巴胺修饰的聚醚醚酮毛细管电色谱柱联入毛细管电泳-质谱（采用同轴三通鞘流接口）装置中，实现毛细管电色谱-质谱联用分析，进行性能测试，如下所示：

将实施例1制备的聚多巴胺修饰的聚醚醚酮毛细管电色谱柱与未修饰及熔融石英毛细管电渗流随ph值变化的结果进行比较，其结果如图3所示，未经聚多巴胺修饰的聚醚醚酮毛细管在ph=3-9的范围内，都呈现正向的电渗流，且在ph=7-9时，电渗流几乎不随ph值的变化而变化，显示出了较弱的电渗流可调性。而在聚多巴胺修饰后，该管路在ph<5时，电渗流呈反向，当ph≥5时，电渗流呈正向，且电渗流随ph值的升高而不断升高。相比于未经修饰的聚醚醚酮管和常用的熔融石英毛细管，都显示出了较强的电渗流可调性。

将该装置用于多种植物激素、氨基酸和酚类物质的分离和检测中。如图4所示，在缓冲液为5mm醋酸铵水溶液（ph=7），加入电压为+15kv的条件下，实现了在正向电渗流条件下对三种植物激素的基线分离，相比于未经修饰的peek管，分离效果提升明显。如图5所示，在缓冲液为20mm醋酸铵水溶液（ph=3），加入电压为-15kv的条件下，实现了在反向电渗流条件下对三种氨基酸的基线分离。如图6所示，在采用该管路加入+15kv的电压，对间苯二酚和间硝基苯酚两种酚类物质的分离中，发现在不加入乙腈（acn）的条件下，间苯二酚由于与聚多巴胺层有一定的疏水相互作用，产生了拖尾的现象，在20mm醋酸铵(ph=7)的缓冲液中加入5%的acn，拖尾现象明显改善。继续提高acn的加入量，会减小两种物质的分离度。相比于未经修饰的空peek管，该聚多巴胺修饰的peek管对分离效果具有明显的改善作用。

实施例2

1）称取多巴胺20mg，溶于10mmol/l的tris-hcl缓冲液中，调节ph至9，震荡溶液，至溶液呈淡棕色。

2）以流速0.08ml/min将步骤1）所得的溶液通过洗净的50cm（外径360μm，内径50μm）聚醚醚酮管，室温下修饰24h，水洗涤，氮气吹去溶剂，置于60℃烘箱内烘干3h，获得聚多巴胺修饰的聚醚醚酮毛细管电色谱柱。