一种有机基质毛细管整体柱及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及微柱分离技术，具体涉及一种有机基质毛细管整体柱及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 毛细管液相色谱是介于常规液相色谱与微流控芯片之间的一种微柱分离技术。由 于其所消耗样品和流动相少，耗材成本低、环境友好等优点，近年来已成为一种快速发展的 微柱分离分析手段。制备分离性能良好的色谱分离床层是该技术的核心，整体材料的研究 制备无疑是一种好的解决方案。
[0003] 从整体柱材料的分类上看，可将其分为有机聚合整体柱、硅胶整体柱及有机无机 杂化材料整体柱。有机聚合物整体柱的制备是将单体混合物及致孔剂注入到毛细管空柱 中，经热、紫外光、微波或γ射线引发使单体混合物在毛细管内聚合，然后用合适的溶剂（甲 醇、乙醇或丙酮等有机溶剂)除去柱体内的致孔剂和残留的单体。在聚合混合物中加入特定 的单体或在聚合后进行化学修饰可改善色谱柱的选择性。这类整体柱因选材广泛、PH值应 用范围宽以及与硅胶整体柱相比制备更简单等优势。自2001年德国默克公司研制的液相色 谱整体柱在美国举行的国际色谱会上先后获得了 "Ptticon Editors"最佳产品金奖及"R&D World Award"以来(此奖项被业内人士称为"新发明的奥斯卡奖"和"应用领域内的诺贝尔 奖"），这项新技术对色谱理论及应用，乃至对整个分析领域都产生了重大的影响。业内很多 人士认为整体液相色谱柱及毛细管整体电色谱柱有望在今后数年内全面取代传统的颗粒 性液相色谱柱和电色谱柱，将带来色谱分离领域的理论和应用的新一次革命。
[0004] 目前整体柱的研究工作大多集中在发展新型整体柱材料和扩展整体柱的应用方 面，而对整体柱制备方法学的研究相对较少。国内外常用的有机聚合整体柱制备方法基本 上均采用紫外光聚合和热聚合的方式。从原理上讲，采用γ射线、X-射线、紫外、红外、微波 甚至超声波进行辐射或辐照在不锈钢管或毛细管内原位进行有机聚合是可能。
[0005] 微波是一种内加热，具有加热速度快、加热均匀无温度梯度、无滞后效应等特点。 微波对化学反应的加速主要归结为对极性有机物的选择加热，即微波的致热效应。另外的 观点认为微波对化学反应作用是非常复杂的，一方面是反应物分子吸收了微波能量，提高 了分子运动速度，致使分子运动杂乱无章，导致熵的增加；另外微波对极性分子的作用，迫 使其按照电磁场作用方式运动，导致了熵的增加，因此微波对化学反应的作用机理是不能 仅仅用微波致热效应来描述的。
[0006] -般的微波引发采用普通微波炉，制备虽然高效，但是重现性较差，即使相同的实 验条件制备出来的整体柱柱效也存在较大差异。
【发明内容】
[0007] 为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种有机基质毛细管整体柱及其制备方 法。
[0008] 本发明的技术方案是:一种有机基质毛细管整体柱的制备方法，依次包括聚合液 的制备，毛细管预处理和聚合制备，所述聚合制备具体为:将聚合液充入预处理之后的毛细 管内10cm，在温度为80°C、功率为700W条件下微波聚合15min。
[0009]本发明的进一步改进包括：
[0010] 所述聚合液的制备具体包括:将4mL的MAA与ImL橄榄醇溶于SmL甲苯和2mL十二醇 中，先超声处理30min，后冷却至室温，再加入20mmol的乙二醇二甲基丙稀酸酯和0.04g偶氮 二异丁腈，混匀后通氮气排除溶液中溶解的氧气。
[0011] 所述毛细管预处理具体包括：依次用IM的NaOH，H2O，0 . IM的HCL溶液冲洗0.5h;再 利用甲醇溶液冲洗〇. 5h后氮气吹干;将γ -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与甲醇按照 体积比1:1混合后的混合溶液，用注射器注入毛细管内，并将毛细管的两端用橡胶塞封口， 置于60°C水浴中反应12h;烯基化后的毛细管用氮气吹干待用。
[0012] 本发明的另一目的在于提供了一种有机基质毛细管整体柱，按照上述的方法制 得。
[0013] 所述的一种有机基质毛细管整体柱，其孔隙率为0.53-0.57。
[0014] 本发明采用微波聚合方式替代整体柱制作过程中的传统外加热方式，可数百倍的 缩短聚合反应时间，从而大大提高制造整体柱的效率，使普通的色谱工作者均能在几分钟 内制备想要的整体柱成为可能。
[0015] 那么合适的可控的微波反应条件来制备稳定高效的毛细管整体柱就是本发明的 主要创新点。本发明通过控温微波制备了甲基丙烯酸-乙二醇二甲基丙烯酸酯整体柱，并采 用自组装的毛细管微流液相色谱系统对其进行了色谱评价，采用扫描电镜对整体材料进行 了形态表征。实验结果表明，本方法所制备的整体柱可以基线分离硫脲、菲、萘、蒽四种物 质，蒽的最低理论塔板高度达4.8μπι;相同色谱条件下重复7次的RSD为3.27%。与普通微波 反应的方法相比，本方法的反应条件可控，制备的毛细管整体柱重现性好，极大的提高了反 应效率。
[0016] 采用控温微波替代普通的微波反应合成器来制备毛细管整体柱，可有效控制制备 整体柱的反应条件，从而大大提高制备整体柱的效率，使普通的色谱工作者能在条件可控 的情况下快速制备需要的整体柱。
【附图说明】
[0017] 图1是控温与不控温的对比色谱图。
[0018] 图2a是本发明制备的毛细管整体柱。
[0019]图2b是图2a的局部放大图。
[0020]图2c是图2b的局部放大图。
[0021 ]图3a是普通微波方法制备的毛细管整体柱。
[0022]图3b是图3a的局部放大图。
[0023]图3c是图3b的局部放大图。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合实施例对本发明做详细说明。
[0025] 实验步骤
[0026] I ·试剂:橄榄醇(01 i veto I，86 · 5 % )、甲苯、十二醇、MAA(甲基丙烯酸）、乙二醇二甲 基丙烯酸酯（乙二醇二甲基丙烯酸酯）、偶氮二异丁腈(偶氮二异丁氰）、；硫脲(500ppm)、萘 (500ppm)、菲（