限進型聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯)修飾硅膠色譜填料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種限進型聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-co-乙二醇二甲基丙烯酸酯)修飾硅膠色譜填料(Silica-g-p(SPM-co-EDMA)-g-pGMMA)及其制備方法。它是硅膠表面接枝雙層聚合物的材料，內(nèi)層為聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-co-乙二醇二甲基丙烯酸酯)，外層為聚(甲基丙烯酸甘油單酯)，其表達式如下：Silica-g-p(SPM-co-EDMA)-g-pGMMA，其中，Silica為多孔硅膠，g表示接枝，p(SPM-co-EDMA)表示甲基丙烯酸3-磺酸丙酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯的交聯(lián)聚合物，pGMMA表示聚(甲基丙烯酸甘油單酯)。本發(fā)明可作為生物樣品及環(huán)境樣品分析的色譜固定相或固相萃取材料，進行陽離子型化合物的直接進樣提取，提高了分析效率及準確性。本發(fā)明建立了在線固相萃?。合嗌V聯(lián)用技術(shù)測定牛奶中三聚氰胺和環(huán)丙氨嗪的測定方法，具有很好的準確性和重現(xiàn)性。
【專利說明】限進型聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯)修飾硅膠色譜填料【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種限進型聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯)修飾硅膠色譜填料，具體是限進型聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-Co-乙二醇二甲基丙烯酸酯)修飾硅膠色譜填料(SiI ica-g-p (SPM-co-EDMA) -g-pGMMA)及其制備方法，材料以原子轉(zhuǎn)移自由基聚合以及表面引發(fā)方法制備，應(yīng)用此材料為固相萃取劑，建立了固相萃取(SPE) /液相色譜(HPLC)在線聯(lián)用測定牛奶中三聚氰胺和環(huán)丙氨嗪的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]離子型或可以離子化的分析物的色譜分離和測定在生命科學(xué)、醫(yī)藥等領(lǐng)域起到了重要的作用，有著廣泛的應(yīng)用。但是在生物樣品中的小分子分析中，由于樣品中的生物大分子在色譜柱上的不可逆吸附使柱效迅速降低，影響了色譜方法的應(yīng)用。因此在實際樣品的分析中必須先進行蛋白去除的前處理工作。沉淀蛋白是常用的傳統(tǒng)方法，但是這些前處理過程不僅繁瑣、耗時，而且有可能使待測物損失，嚴重影響了分析的效率和準確性。為了解決這些問題，色譜工作者發(fā)展了限進材料，這種材料以物理或化學(xué)屏蔽的方式使蛋白等大分子不能進入小分子結(jié)合層(材料內(nèi)層)而流出柱外，而小分子可以進入內(nèi)層而被保留及分離，可以應(yīng)用于生物樣品的直接進樣分析，對于高效分離測定起到了重要作用。目前，國際市場上已經(jīng)有限進型色譜材料，但仍有需要改進的問題，例如，在接枝高分子鏈時應(yīng)用“grafting onto”方法，而這種方法不容易得到均勻的接枝密度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種限進型聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-CO-乙二醇二甲基丙烯酸酯)修飾硅膠色譜材料及其制備方法。材料應(yīng)用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(atomtransfer radical polymerization,簡稱ATRP)法、在鍵合有ATRP引發(fā)劑的硅膠表面進行兩次表面引發(fā)“grafting from”接枝聚合進行制備。首先以甲基丙烯酸3-磺酸丙酯(3-sulfopropyl methacrylate, SPM)為單體、乙二醇二甲基丙烯酸酯(ethylene glycoldimethacrylate, EDMA)為交聯(lián)劑,在硅膠表面接枝聚合,聚合后在硅膠表面形成帶有磺酸基團的交聯(lián)聚合物，材料簡稱為Silica-g-p (SPM-co-EDMA);再以甲基丙烯酸縮水甘油酯(glycidyl methacrylate, GMA)為單體,在 Silica-g-p (SPM-co-EDMA)表面繼續(xù)進行 ATRP接枝聚合，水解后在外層形成帶有二醇基的聚(甲基丙烯酸甘油單酯)[poly (glycerolmonomethacrylate) ,pGMMA]。這種雙層聚合物接枝的材料具有結(jié)合陽離子和排阻蛋白的功能，稱為限進型聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-Co-乙二醇二甲基丙烯酸酯)修飾硅膠，[SiI ica-g-p (SPM-co-EDMA)-g-pGMMA]。由于采用 ATRP 以及“grafting from”方法進行接枝聚合，接枝反應(yīng)可控，也可以避免在溶液中非接枝聚合物的形成。該填料表面具有兩種不同特性的化學(xué)結(jié)構(gòu)層，內(nèi)層為聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-Co-乙二醇二甲基丙烯酸酯)，其聚合鏈上的磺酸基團能夠通過靜電作用結(jié)合陽離子；外層為聚(甲基丙烯酸甘油單酯)，其二醇基具有親水性，可以避免蛋白的不可逆吸附。[0004]本發(fā)明生物兼容性好，具有結(jié)合陽離子型小分子、排阻生物大分子的功能，可以作為生物樣品及環(huán)境樣品分析的色譜固定相或固相萃取材料，能夠在免去蛋白沉淀的前處理過程的情況下對生物或環(huán)境復(fù)雜樣品中的陽離子型化合物進行有效提取分離，其應(yīng)用可減少樣品前處理步驟及由此帶來的損失，提高生物樣品的分析效率及準確性。本發(fā)明以限進型聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-Co-乙二醇二甲基丙烯酸酯)修飾硅膠為固相萃取柱填料，與HILIC分析柱通過柱切換閥連接，建立了在線固相萃取/液相色譜聯(lián)用技術(shù)測定牛奶中三聚氰胺和環(huán)丙氨嗪的測定方法。
[0005]本發(fā)明提供的一種限進型聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-CO-乙二醇二甲基丙烯酸酯)修飾硅膠色譜填料是硅膠表面接枝雙層聚合物的材料，內(nèi)層為聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-Co-乙二醇二甲基丙烯酸酯)，外層為聚(甲基丙烯酸甘油單酯)，其表達式如下:Silica-g-p (SPM-co- EDMA)-g-pGMMA,其中，Silica為多孔硅膠，g表示接枝，p (SPM-co-EDMA)表示甲基丙烯酸3-磺酸丙酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯的交聯(lián)聚合物；PGMMA表示聚(甲基丙烯酸甘油單酯)。
[0006]其制備方法是經(jīng)過如下步驟:
[0007]I)活化硅膠與(3-(2-溴異丁?；?丙基)三乙氧基硅烷加熱回流反應(yīng)得到表面接枝ATRP引發(fā)劑的硅膠；
[0008]2)氮氣保護下，在2，2'-聯(lián)吡啶、CuBr和CuBr2存在下，甲基丙烯酸3-磺酸丙酯鉀鹽為單體，乙二醇二甲基丙烯酸酯為交聯(lián)劑，在鍵合有ATRP引發(fā)劑的硅膠表面進行ATRP接枝聚合反應(yīng)得到Silica-g-p (SPM-co-EDMA)；
[0009]3)氮氣保護下，在2，2 '-聯(lián)吡啶、CuBr和CuBr2存在下，甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)為單體，在Silica-g-p (SPM-co-EDMA)表面進行ATRP接枝聚合得到Silica-g-p (SPM-co-EDMA)-g-pGMA。
[0010]4)將 Silica-g-p (SPM-co-EDMA) -g-pGMA 進行酸性水解。
[0011]本發(fā)明合成所用的硅膠粒徑為10-80微米，孔徑為80-1000 A，可以是球型或無定型。
[0012](I)用元素分析法測得接枝聚(甲基丙烯酸甘油單酯)的重復(fù)單元數(shù)m為12.3~24.3 ；
[0013](2)將其干法裝入50mmX4.6mm不銹鋼柱，流動相:磷酸鹽緩沖液(pH4) /異丙醇/四氫呋喃(84 / 6 / 10,V / V)，流速為1.0mL/min，檢測波長240nm的色譜條件下，以牛血清蛋白溶液進行測定，蛋白排阻率為95~109%。
[0014]本發(fā)明提供的限進型聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-CO-乙二醇二甲基丙烯酸酯)修飾硅膠色譜材料的制備方法是經(jīng)過如下步驟:
[0015]I)將硅球加入到體積比1:1的鹽酸水溶液中，攪拌、加熱、回流反應(yīng)10-12小時，反應(yīng)產(chǎn)物抽濾，用水洗至中性，在100°c下真空干燥，得到活化好的硅膠，置于干燥器中備用；
[0016]2)以甲苯為溶劑，用活化的硅膠與3-(2-溴異丁酰基)丙基三乙氧基硅烷于N2氣中90°C加熱回流反應(yīng)10-15小時，冷卻，抽濾，依次用甲苯、丙酮分別洗滌三次，用體積比I: I的乙醇水溶液索提10-12小時后，40-50°C下真空干燥，得到表面接枝ATRP引發(fā)劑的硅膠(簡稱Silica-1n)，保留在干燥器中待用；[0017]3)氮氣保護下，以體積比I: I的DMF / H2O為溶劑，2，2'—聯(lián)吡啶、CuBr和CuBr2(摩爾比10: 3: I)存在下，以甲基丙烯酸3-磺酸丙酯鉀鹽(SPM)為單體，乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)為交聯(lián)劑，30°C下，在Silica-1n表面進行ATRP接枝聚合反應(yīng)。產(chǎn)物抽濾后用乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)飽和水溶液洗滌至無色，水洗滌，再用體積比1:1的乙醇水溶液索提10-12小時后，40-50°C真空干燥，得到離子交換分離材料，產(chǎn)物標記為Silica-g-p (SPM-co-EDMA)，保存于干燥器中備用；
[0018]4)將聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-Co-乙二醇二甲基丙烯酸酯)修飾硅膠，Si I ica-g-p (SPM-co-EDMA)，裝入不銹鋼色譜柱，以HPLC法考察材料對無機陽離子Na+、NH4+、K+、Mg2+和Ca2+的保留性能及分離能力。
[0019]5)氮氣保護下，以體積比5: 2的DMF / H2O為溶劑，2，2'-聯(lián)吡啶、CuBr和CuBr2存在下，甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)為單體，在Silica-g-p (SPM-co-EDMA)表面進行ATRP接枝聚合，50°C反應(yīng)3-4小時。反應(yīng)完成后抽濾，產(chǎn)物用EDTA飽和水溶液洗至無色，再用水洗滌，然后用體積比1:1的乙醇水溶液索提10-12小時，60°C真空干燥。產(chǎn)物標記為 Silica-g-p(SPM-co-EDMA)-g-pGMA。
[0020]6)將 Silica-g-p (SPM-co-EDMA)-g-pGMA 加入到 0.1mol / L 的稀硫酸中，60°C攪拌反應(yīng)6-8小時，使聚甲基丙烯酸縮水甘油酯上的環(huán)氧基水解開環(huán)。反應(yīng)完畢，用水洗滌至中性，60°C真空干燥。從而制得內(nèi)層鍵合p (SPM-co-EDMA)、外層為pGMMA的限進型聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-Co-乙二醇二甲基丙烯酸酯)修飾硅膠色譜材料，標記為Silica-g-p(SPM-co-EDMA)-g-pGMMA。
[0021]本發(fā)明提供的SPE / HPLC在線聯(lián)用檢測牛奶中三聚氰胺和環(huán)丙氨嗪的方法包括的步驟:以限進型聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-Co-乙二醇二甲基丙烯酸酯)修飾硅膠[Si I ica-g-p (SPM-co-EDMA) -g-pGMMA]為固相萃取(solid phase extraction, SPE)柱填料，干法裝入不銹鋼色譜柱，與HILIC分析柱通過切換閥連接，經(jīng)過色譜條件優(yōu)化，建立SPE /HPLC在線聯(lián)用測定牛奶中三聚氰胺和環(huán)丙氨嗪含量的方法；確定了測定牛奶中三聚氰胺和環(huán)丙氨嗪的線性范圍及最低檢出限和最低定量限，并測定了加標牛奶樣品的回收率及重現(xiàn)性；
[0022]以SPE / HPLC在線聯(lián)用技術(shù)測定牛奶中三聚氰胺和環(huán)丙氨嗪的含量，在
0.005-200 ug / mL濃度范圍，三聚氰胺和環(huán)丙氨嗪的測定方法線性良好，三聚氰胺最低檢出限為0.11 ii g / Kg,最低定量限為0.33 ii g / Kg,環(huán)丙氨嗪最低檢出限為0.33 ii g / Kg,最低定量限為0.98 iig / Kg)。在0.005至100.0 ii g / mL濃度范圍內(nèi)，加標牛奶樣品的三聚氰胺和環(huán)丙氨嗪回收率為88% -109%，相對標準偏差RSD小于9% (n=3)。
[0023]本發(fā)明應(yīng)用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(AtomicTransfer Radical Polymerization,ATRP)法，以“grafting from”方式,合成了內(nèi)層為聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯_co_乙二醇二甲基丙烯酸酯)，外層為親水性聚(甲基丙烯酸甘油單酯)的限進型聚合物接枝硅膠陽離子交換色譜材料，親水性聚(甲基丙烯酸甘油單酯)可以排阻蛋白，但陽離子小分子可以穿過親水鏈到達陽離子結(jié)合層。應(yīng)用ATRP活性/可控自由基聚合法，不但可以在表面接枝聚合中對于接枝量進行控制，使得接枝層均勻，而且可以方便地在第一層聚合物表面進行第二種單體的再接枝，達到合成多功能材料的目的。材料對于陽離子有很好的結(jié)合能力，而且能夠屏蔽蛋白，對蛋白的平均排阻率為101.3%，避免了蛋白在材料表面的不可逆結(jié)合，提供了一種可用于生物或環(huán)境樣品直接進樣分析的限進型陽離子交換色譜固定相材料，而且材料具備聚合物的功能和硅膠的機械強度兩種優(yōu)越性。[0024]本發(fā)明提供了限進型聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯)修飾硅膠色譜填料，具體是限進型聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-Co-乙二醇二甲基丙烯酸酯)修飾硅膠陽離子交換色譜填料，簡稱為限進型交聯(lián)聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯)修飾硅膠色譜填料(Silica-g-p (SPM-co-EDMA) -g-pGMMA)及其制備方法，材料以原子轉(zhuǎn)移活性自由基“grafting from”聚合法在硅膠表面接枝聚合物而合成，內(nèi)層為帶有磺酸基團的聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-Co-乙二醇二甲基丙烯酸酯)，外層為親水性聚(甲基丙烯酸甘油單酯)，具有結(jié)合陽離子小分子、排阻生物大分子的雙重功能。這種限進型分離材料可應(yīng)用于生物或環(huán)境樣品中陽離子(或在一定條件下可變?yōu)殛栯x子的化合物)的萃取和直接進樣色譜分離分析，免去蛋白沉淀等樣品前處理過程，達到對于生物復(fù)雜體系中小分子物質(zhì)進行高效分析測定的目的。此材料作為固相萃取劑應(yīng)用于生物或環(huán)境樣品中陽離子的直接進樣色譜測定，可減少樣品前處理步驟帶來的損失，提高生物或環(huán)境樣品中陽離子的分析效率及準確性。
[0025]本發(fā)明建立了固相萃取(SPE) /液相色譜(HPLC)在線聯(lián)用測定牛奶中三聚氰胺和環(huán)丙氨嗪的方法。該方法具有很好的準確性和重現(xiàn)性，避免了沉淀蛋白的前處理過程，是一種高效的分析方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明材料結(jié)構(gòu)示意圖:(a)為聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-CO-乙二醇二甲基丙烯酸酯)修飾硅膠；(b)為限進型聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-Co-乙二醇二甲基丙烯酸酯)修飾硅膠色譜材料。
[0027]圖2為本發(fā)明制備反應(yīng)流程圖。
[0028]圖3為Na+、NH4+、K+、Mg2+和Ca2+在以交聯(lián)聚(甲基丙烯酸3_磺酸丙酯)修飾硅膠Silica-g-p (SPM-co-EDMA)為色譜填料的色譜柱上得到的色譜分離圖。
[0029]圖4為固相萃取/液相色譜(SPE / HPLC)在線聯(lián)用方法中的柱切換示意圖。
[0030]圖5為SPE / HPLC在線聯(lián)用方法測定三聚氰胺和環(huán)丙氨嗪的色譜圖。
【具體實施方式】
[0031]實施例1.[0032]1.基質(zhì)硅膠的活化
[0033]將IOg硅膠(粒徑10 u m,孔徑100 A,比表面積380m2/g)加入到IOOmL鹽酸/水(I: l，v / V)溶液中，105°C攪拌回流12小時后過濾，用蒸餾水洗至中性，在100°C下真空
干燥，干燥器中保存?zhèn)溆谩?br> [0034]2.硅膠表面接枝ATRP引發(fā)劑(產(chǎn)物標記為Silica-1n)
[0035]取IOg經(jīng)活化干燥的硅膠，加入60毫升干燥甲苯，攪拌下加入1.5毫升(3-(2-溴異丁?；?丙基)三乙氧基硅烷，在N2保護下，90°C加熱回流，反應(yīng)15小時，反應(yīng)完畢后，產(chǎn)物進行抽濾，并用甲苯、丙酮分別洗滌三次，產(chǎn)物用乙醇水(I / 1，V / V)索提12小時后，50°C下真空干燥。得到表面接枝ATRP引發(fā)劑的硅膠(標記為Silica-1n)。
[0036]實施例2[0037]1.以ATRP法在硅膠表面接枝聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-co-乙二醇二甲基丙烯酸酯)稱取實施例1制備的Silica-1n(1.0克)加入圓底三口燒瓶中，再加入甲基丙烯酸3-磺酸丙酯鉀鹽(SPM)0.62g、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)0.26mL、2，2’ -聯(lián)吡啶(BiPy)0.15g、CuBr20.028g 和 DMF / H2O (I / 1，v / v) 24mL,通氮氣 IOmin 后，加入CuBr0.036g，氮氣保護下30°C攪拌反應(yīng)I小時。反應(yīng)完成后，將反應(yīng)物抽濾，用EDTA飽和水溶液將產(chǎn)物洗滌至無色，再用水洗滌后，用乙醇/水(I / l,v / v)索提12小時，50°C真空干燥12小時，得到聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-co-乙二醇二甲基丙烯酸酯)修飾硅膠材料，標記為Silica-g-p (SPM-co-EDMA)。通過氧瓶燃燒一離子色譜法測定磺酸基團的含量，計算得到SPM的接枝量為0.45~0.64mmol / g。
[0038]2.以ATRP法在硅膠表面接枝聚(甲基丙烯酸3_磺酸丙酯) [0039]稱取實施例1制備的Silica-1n(1.0克)加入圓底三口燒瓶中，再加入甲基丙烯酸 3-磺酸丙酯鉀鹽(SPM)0.62g、2，2’_ 聯(lián)吡啶(BiPy) 0.15g、CuBr20.028g 和 DMF/H20(I /
l,v / v)24mL，通氮氣IOmin后，加入CuBr0.036g，氮氣保護下30°C攪拌反應(yīng)I小時。反應(yīng)完成后，將反應(yīng)物抽濾，用EDTA飽和水溶液將產(chǎn)物洗滌至無色，再用水洗滌后,用乙醇/水(I / l,v / v)索提12小時，50°C真空干燥12小時，得到聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯)修飾硅膠材料。
[0040]3.以ATRP聚合法在Silica-g-p (SPM-co-EDMA)表面接枝聚(甲基丙烯酸甘油單酯)
[0041]稱取Silica-g-p (SPM-co-EDMA) 0.5 克加入三口燒瓶中，加入 DMF / H2O (5 / 2，V / V) 14mL,機械攪拌下，通N230min,加甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA) 7.0mL, 2, 2’ -聯(lián)吡啶(BiPy) 0.47g，CuBr0.Hg, CuBr20.06g, 50°C攪拌反應(yīng)3小時。抽濾后的產(chǎn)物用EDTA飽和水溶液洗至無色，再分別用水、乙醇洗滌三次，用濾紙包裹后以乙醇/水溶液(I / 1，V / V)索提12小時，60°C真空干燥后，加入60毫升濃度為0.1摩爾/升的稀硫酸，于60°C攪拌反應(yīng)6小時，使聚甲基丙烯酸縮水甘油酯上的環(huán)氧基水解開環(huán)，反應(yīng)完畢，產(chǎn)物抽濾，用蒸餾水洗滌至中性，60°C真空干燥，得到限進型離子交換分離材料:Silica-g-p (SPM-co-EDMA) -g-pGMMA,反應(yīng)流程圖如圖2。根據(jù)元素分析碳含量增加值，可計算得出接枝聚(甲基丙烯酸甘油單酯)的平均重復(fù)單元數(shù)。條件實驗結(jié)果證明，在2~5小時的反應(yīng)時間范圍內(nèi)，接枝聚(甲基丙烯酸甘油單酯)的重復(fù)單元數(shù)m為12.3~24.3，接枝量與接枝時間有較好的正相關(guān)性，牛血清蛋白排阻率為95~109*%。調(diào)整接枝時間,可使限進層達到合適的厚度。當接枝時間為3小時，m為16.1，蛋白回收率到達100% (以牛血清蛋白溶液進行測定)，說明材料已經(jīng)對于蛋白具有很好的排阻能力。
[0042]實施例3.[0043]將實施例2中合成的聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-CO-乙二醇二甲基丙烯酸酯)修飾硅膠材料Silica-g-p (SPM-co-EDMA),干法裝入50mmX4.6mm 1.d.不銹鋼色譜柱中，采用HPLC法，考察這種材料對無機陽離子Na+、NH4\ K+、Mg2+和Ca2+的分離能力。色譜條件和分離結(jié)果見表1，色譜分離圖見圖3。由圖3可見，基本可以將一價陽離子分離，且峰形對稱；二價陽離子有很好的分離，說明該色譜固定相具有較好的陽離子分離性能。
[0044]表1交聯(lián)聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯)修飾硅膠對陽離子的色譜選擇性及柱效a
[0045]
【權(quán)利要求】
1.一種限進型聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-Co-乙二醇二甲基丙烯酸酯)修飾硅膠色譜材料，其特征在于它是硅膠表面接枝雙層聚合物，內(nèi)層為聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-Co-乙二醇二甲基丙烯酸酯)，外層為聚(甲基丙烯酸甘油單酯)，其表達式如下:Si I ica-g-p (SPM-co-EDMA)-g-pGMMA，其中，Silica 為多孔硅膠，g 表示接枝，p (SPM-co-EDMA)表示甲基丙烯酸3-磺酸丙酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯的交聯(lián)聚合物；pGMMA表示聚(甲基丙烯酸甘油單酯； 其制備方法經(jīng)過如下步驟: 1)活化硅膠與(3-(2-溴異丁?；?丙基)三乙氧基硅烷加熱回流反應(yīng)得到表面接枝ATRP引發(fā)劑的硅膠； 2)氮氣保護下，在2，2'-聯(lián)吡啶、CuBr和CuBr2存在下，甲基丙烯酸3-磺酸丙酯鉀鹽為單體，乙二醇二甲基丙烯酸酯為交聯(lián)劑，在表面接枝ATRP引發(fā)劑的硅膠表面進行ATRP接枝聚合反應(yīng)得到 Si I ica-g-p (SPM-co-EDMA)； 3)氮氣保護下，在2，2'-聯(lián)吡唆、CuBr和CuBr2存在下，甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)為單體，在 Si I ica-g-p (SPM-co-EDMA)表面進行 ATRP 接枝聚合得到 Si I ica-g-p (SPM-co-EDMA)-g-pGMA。 4)將Silica-g-p(SPM-co-EDMA) -g-pGMA進行酸性水解，得到表面具有二醇基團的材料，Silica-g-p(SPM-co-EDMA)-g-pGMMA。 將其干法裝入50mmX 4.6mm不銹鋼柱，流動相:磷酸鹽緩沖液(pH4) /異丙醇/四氫呋喃(84 / 6 / 10,V / V)，流速為1.0mL/min，檢測波長240nm的色譜條件下，以牛血清蛋白溶液進行測定，蛋白排阻率為95~109%。
2.按照權(quán)利要求1所述的修飾硅膠色譜材料，其特征在于所述的硅膠粒徑為10-80微米,孔徑為80-1000 A。
3.按照權(quán)利要求1所述的修飾硅膠色譜材料，其特征在于接枝的聚(甲基丙烯酸甘油單酯)的重復(fù)單元數(shù)m為12.3~24.3。
4.一種權(quán)利要求1所述的限進型聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-Co-乙二醇二甲基丙烯酸酯)修飾硅膠色譜材料的制備方法，其特征在于是經(jīng)過如下步驟: 1)將硅球加入到體積比1:1的鹽酸水溶液中，攪拌、加熱、回流反應(yīng)10-12小時，反應(yīng)產(chǎn)物抽濾，用水洗至中性，在100°C下真空干燥，得到活化好的硅膠，置于干燥器中備用； 2)以甲苯為溶劑用活化的硅膠與3-(2-溴異丁?；?丙基三乙氧基硅烷于N2氣中90°C C加熱回流反應(yīng)10-15小時，冷卻，抽濾，依次用甲苯、丙酮分別洗滌三次，用體積比1: 1的乙醇水溶液索提10-12小時后，40-50°C下真空干燥，得到表面接枝ATRP引發(fā)劑的硅膠(標記為Silica-1n)； 3)氮氣保護下，以體積比I: I的DMF / H2O為溶劑，2，2'-聯(lián)吡啶、Cubr和Cufc2 (摩爾比1: 1-3: 1)存在下，以甲基丙烯酸3-磺酸丙酯鉀鹽為單體，乙二醇二甲基丙烯酸酯為交聯(lián)劑，30°C下，在Silica-1n表面進行ATRP接枝聚合反應(yīng)；產(chǎn)物抽濾后用乙二胺四乙酸二鈉飽和水溶液洗滌至無色，水洗滌，再以體積比1:1的乙醇水溶液索提10-12小時后，40-50°C真空干燥，得到離子交換分離材料，產(chǎn)物標記為Silica-g-p (SPM-co-EDMA)； 4)將聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-Co-乙二醇二甲基丙烯酸酯)修飾硅膠，Silica-g-p (SPM-co-EDMA)，裝入不銹鋼色譜柱，以HPLC法考察材料對無機陽離子Na+、NH4+、K+、Mg2+和Ca2+的保留性能及分離能力。 5)氮氣保護下，以體積比5: 2的DMF / H2O為溶劑，2，2'-聯(lián)吡啶、CuBr和CuBr2存在下，甲基丙烯酸縮水甘油酯為單體，在Silica-g-p (SPM-co-EDMA)表面進行ATRP接枝聚合，50°C反應(yīng)3-4小時。反應(yīng)完成后抽濾，產(chǎn)物用EDTA飽和水溶液洗至無色，再用水洗滌，然后用體積比1:1的乙醇水溶液索提10-12小時，60°C真空干燥。產(chǎn)物標記為Silica-g-p (SPM-co-EDMA)-g-pGMA。
6)將Silica-g-p (SPM-co-EDMA)-g-pGMA 加入到 0.1mol / L 的稀硫酸中，60°C攪拌反應(yīng)6-8小時，使聚甲基丙烯酸縮水甘油酯上的環(huán)氧基水解開環(huán)。反應(yīng)完畢，用水洗滌至中性，60°C真空干燥。從而制得內(nèi)層鍵合p (SPM-co-EDMA)、外層為pGMMA的限進型聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-Co-乙二醇二甲基丙烯酸酯)修飾硅膠色譜材料，標記為Silica-g-p(SPM-co-EDMA)-g-pGMMA。
5.權(quán)利要求1所述的修飾硅膠色譜材料的應(yīng)用，其特征在于它應(yīng)用于固相萃取(SPE) /液相色譜(HPLC)在線聯(lián)用測定牛奶中三聚氰胺和環(huán)丙氨嗪。
6.按照權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于它包括的步驟: 以限進型聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-Co-乙二醇二甲基丙烯酸酯)修飾硅膠[Silica-g-p (SPM-co-EDMA) -g-pGMMA]為固相萃取(solid phase extraction, SPE)填料,干法裝入不銹鋼色譜柱，與HILIC分析柱通過切換閥連接，以在線聯(lián)用方法測定牛奶中三聚氰胺和環(huán)丙氨嗪含量；確定了測定牛奶中三聚氰胺和環(huán)丙氨嗪的線性范圍及最低檢出限和最低定量限，并測定了加標牛奶樣品的回收率及重現(xiàn)性；具體步驟為: 在進樣時，切換閥在位置A，首先用流動相A平衡萃取柱，流速為l.0mL / min，進樣之后，以流動相A繼續(xù)沖洗，將樣品中的蛋白和其它基質(zhì)成分沖出SPE柱，此為上樣和凈化過程；4min之后將閥切換至位置B，以流動相B將三聚氰胺和環(huán)丙氨嗪沖到HILIC分析柱中進行分離，此階段為洗脫和分析過程； 色譜條件: 流動相A的組成:5mM，pH3.0的乙酸銨緩沖溶液與乙腈的體積比:98: 2 ; 流動相B:100mM, pH8.0的乙酸銨緩沖溶液與乙腈的體積比:15: 85 ； 流速:1.0毫升/分鐘，檢測波長:205nm。 乙酸銨緩沖溶液的配制:配制5mM乙酸銨溶液，使用pH計以乙酸或氨水來調(diào)節(jié)緩沖液的pH。
7.一種聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-Co-乙二醇二甲基丙烯酸酯)修飾硅膠，其特征在于它具有如下結(jié)構(gòu)式:Si I ica-g-p (SPM-co-EDMA)，其中Silica為多孔硅膠，g表示接枝，p (SPM-co-EDMA)表示甲基丙烯酸3-磺酸丙酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯的交聯(lián)聚合物。
8.按照權(quán)利要求7所述的聚(甲基丙烯酸3-磺酸丙酯-Co-乙二醇二甲基丙烯酸酯)修飾硅膠，其特征在于: (1)合成中SPM和EDMA的摩爾比可以是10: 0~10: 7.5; (2)用氧瓶燃燒-離子色譜法測定磺酸基團含量在0.45至0.64mmol / g之間； (3)將其干法裝入50mmX4.6mm不銹鋼柱；以15mmol / L CuSO4水溶液為流動相；流速為1.0mL / min,檢測波長250nm，進樣量20 y L的色譜條件下，以NH4+進行測定，理論塔板數(shù)為 33000 ~70800N / m。
【文檔編號】C08F8/12GK103626934SQ201310682773
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】董襄朝, 姜萍, 張穎穎, 朱旭東 申請人:南開大學(xué)