水解稳定的两性离子色谱材料的制作方法

本公开涉及两性离子色谱材料以及它们在液相色谱中的用途，包括液相色谱/质谱应用。

背景技术：

1、含有两性离子固定相的色谱柱用于通过液相色谱(lc)特别是通过亲水相互作用液相色谱(hilic)分离极性分析物，这是由于它们的提供增加的分析物保留的能力。这些固定相具有表面两性离子，这些表面两性离子包含数量相互抵消的带正电部分和带负电部分，使得没有与固定相相关的净电荷。这些市售柱的常见缺点是固定相在lc期间渗出在质谱(ms)中能够容易检测到的特定物质。这种固定相渗出使得难以鉴定相似质量的分析物并且降低了总体灵敏度，使得精确定量具有挑战性并且低浓度的化合物的检测存在问题。与两性离子相有关的另一个常见问题是，随着时间的推移，固定相渗出可能导致不可再现的色谱结果。

2、本发明人假设与市售柱相关的固定相渗出至少部分归因于从市售lc柱的固定相表面释放的被水解的两性离子单体残基，其可能归因于附着于固定相材料的两性离子聚合物的水解或可吸附到和/或截留在固定相材料中的两性离子单体的水解。固定相渗出在正模式ms期间在212m/z+处是明显的，并且与已经在酯部分处裂解的两性离子单体残基的一部分相关，该酯部分是存在于市售两性离子相中的水解不稳定的官能团。

技术实现思路

1、在本公开中，提供了一种新型色谱材料，该色谱材料包含本体材料和共价连接的两性离子聚合物，该两性离子聚合物包含一种或多种两性离子单体残基，其中两性离子单体残基不含水解不稳定的酯部分。相反，在本公开的色谱材料中包含含有相对于酯部分(诸如烷基、酰胺和脲部分等)具有改善的水解稳定性的部分的单体残基。如以下实施例中详细描述的，使用这种策略结合酰胺键，本发明人能够消除在212m/z+处观察到的固定相渗出，并且还能够减少整体固定相渗出。

2、如本文所用，单体″残基＂可指通过聚合而共价结合的单体的残余部分和/或由于例如吸附和/或截留而保持与色谱材料相关联的残余未反应单体。

3、如本文所用，固定相″渗出＂被定义为在进一步分析(包括质谱分析)之前的色谱分离过程中从固定相中去除的化学物质。

4、在某些实施方案中，为了进一步增加稳定性，提供了新型色谱材料，其中与两性离子聚合物键合的本体材料是杂化无机-有机本体材料，当与二氧化硅本体材料相比时，其在宽ph范围内提供改善的稳定性，并且当与基于聚合物的颗粒相比时，其提供增加的刚性和效率。

5、根据本公开的一个方面，提供了色谱材料，该色谱材料包含(a)本体材料和(b)两性离子聚合物，该两性离子聚合物包含与本体材料的表面共价连接的一种或多种两性离子单体残基，其中两性离子单体残基包含酰胺或脲部分、带正电部分和带负电部分。

6、在一些实施方案中，酰胺或脲部分、带正电部分和带负电部分通过c1-c12烷基基团彼此分开。

7、在可与上述方面和实施方案中的任一者结合使用的一些实施方案中，带正电部分是季铵部分，并且带负电部分是表面部分、磺酸盐部分或磷酸盐部分。

8、在可与上述方面和实施方案中的任一者结合使用的一些实施方案中，两性离子聚合物包含一种或多种两性离子单体残基，该一种或多种两性离子单体残基包含含有酰胺键或脲键的磺基甜菜碱部分。

9、在可与上述方面和实施方案中的任一者结合使用的一些实施方案中，两性离子聚合物包含一个或多个二-c1-c5-烷基(甲基丙烯酰基氨基-c1-c12-烷基)铵c1-c12-烷烃磺酸盐残基。在这些实施方案中的某些实施方案中，两性离子聚合物包含一个或多个二甲基(甲基丙烯酰基氨基丙基)丙烷磺酸铵残基。

10、在可与上述方面和实施方案中的任一者结合使用的一些实施方案中，两性离子聚合物的一种或多种两性离子单体残基通过能够参与自由基聚合并形成两性离子聚合物的有机硅烷单体的残基与本体材料的表面共价连接。

11、在可与上述方面和实施方案中的任一者结合使用的一些实施方案中，包含一种或多种两性离子单体残基的两性离子物质通过烯基官能化的有机硅烷单体的残基与本体材料的表面共价连接。在这些实施方案中的某些实施方案中，烯基官能化的有机硅烷单体可选自3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(maptmos)、甲基丙烯酰氧基丙基三氯硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷(vtes)、乙烯基三甲氧基硅烷、n-(3-丙烯酰氧基-2-羟丙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、(3-丙烯酰氧基丙基)三甲氧基硅烷、o-(甲基丙烯酰氧基乙基)-n-(三乙氧基甲硅烷基丙基)氨基甲酸乙酯、n-(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟丙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三(甲氧基乙氧基)硅烷或3-(n-苯乙烯基甲基-2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷盐酸盐等。

12、在可与上述方面和实施方案中的任一者结合使用的一些实施方案中，本体材料是多孔材料或表面多孔材料。在这些实施方案中的某些实施方案中，多孔材料或表面多孔材料具有至范围内的表面孔径。

13、在可与上述方面和实施方案中的任一者结合使用的一些实施方案中，本体材料是整体材料或颗粒材料，其中本体材料是颗粒材料，颗粒材料可具有0.3μm至100μm范围内的粒度以及其他值。

14、在可与上述方面和实施方案结合使用的一些实施方案中，色谱材料在ph为2至11范围内是稳定的。

15、在可与上述方面和实施方案中的任一者结合使用的一些实施方案中，本体材料包括无机材料、杂化无机-有机材料、有机聚合物材料或它们的组合。

16、在可与上述方面和实施方案中的任一者结合使用的一些实施方案中，本体材料包括无机-有机杂化材料，该无机-有机杂化材料包含(a)具有四个硅-氧键的硅原子和(b)具有一个或多个硅-氧键和一个或多个硅-碳键的硅原子的网络。在这些实施方案中的某些实施方案中，本体材料可包含桥接两个或更多个硅原子的经取代或未经取代的亚烷基、亚烯基、亚炔基或亚芳基部分，例如，桥接两个或更多个硅原子的经取代或未经取代的c1-c8亚烷基、c1-c8亚烯基、c1-c8亚炔基或c1-c8亚芳基部分。

17、在可与上述方面和实施方案中的任一者结合使用的一些实施方案中，本体材料可通过水解缩合以下化合物来形成：(a)一种或多种式siz1z2z3z4的硅烷化合物，其中z1、z2、z3和z4独立地选自cl、br、i、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基和c1-c4烷基，但是z1、z2、z3和z4中的至多三者能够是c1-c4烷基；和/或(b)一种或多种式siz4z5z6-r-siz7z8z9的化合物，其中z4、z5和z6独立地选自cl、br、i、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基和c1-c4烷基，但是z4、z5和z6中的至多两者能够是c1-c4烷基，z7、z8和z9独立地选自cl、br、i、c1-c4烷氧基、c1-c4烷基氨基和c1-c4烷基，但是z7、z8和z9中的至多两者能够是c1-c4烷基，并且其中r是c1-c4烷基。

18、在可与上述方面和实施方案中的任一者结合使用的一些实施方案中，本体材料可包含有机聚合物。在这些实施方案中的某些实施方案中，有机聚合物可包含疏水性有机单体的残基和亲水性有机单体的残基。

19、在可与上述方面和实施方案中的任一者结合使用的一些实施方案中，两性离子聚合物还包含弱阳离子交换基团或弱阴离子交换基团。在这些实施方案中的某些实施方案中，弱阳离子交换基团可包括羧基基团，并且弱阴离子交换基团可包括伯胺、仲胺或叔胺基团。

20、本公开的其他方面涉及色谱分离装置，这些色谱分离装置包含根据上述方面和实施方案中的任一者的色谱材料。色谱分离装置的示例包括例如柱。

21、本公开的其他方面涉及色谱方法，这些色谱方法包括：(a)将样品装载到包含根据上述方面和实施方案中的任一者的色谱材料的色谱分离装置上，以及(b)用流体相从色谱材料洗脱被吸附的物质以形成洗脱液。

22、在一些实施方案中，流体相可包含水、有机溶剂或水和有机溶剂的组合。在这些实施方案中的某些实施方案中，移动相可包含水和能够与水混溶的非质子有机溶剂。

23、在可与上述方面和实施方案中的任一者结合使用的一些实施方案中，色谱方法选自亲水相互作用色谱(hilic)方法、尺寸排阻色谱(sec)方法、反相(rp)色谱方法、离子交换色谱方法或多模式色谱方法等。

24、本公开的其他方面涉及套件，这些套件包含(a)根据上述方面和实施方案中的任一者的色谱材料和(b)色谱装置。