專利名稱：毛細(xì)管填充柱的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微分離技術(shù)，特別是一種毛細(xì)管填充柱的制備方法。
背景技術(shù)：
毛細(xì)管電色譜(capillary electro chromatography，CEC)以內(nèi)含色譜固定相的毛細(xì)管為分離柱，兼具毛細(xì)管電泳及高效液相色譜的雙重分離機(jī)理，既可分離帶電物質(zhì)也可分離中性物質(zhì)。毛細(xì)管電色譜法是用電滲流或電滲流結(jié)合壓力流來(lái)推動(dòng)流動(dòng)相的一種液相色譜法。因此，毛細(xì)管電色譜是一種新型的微分離技術(shù)，它借鑒了毛細(xì)管區(qū)帶電泳和高效液相色譜的基本原理，是液相色譜與毛細(xì)管電泳相結(jié)合的產(chǎn)物，在分離效能和選擇性調(diào)節(jié)等方面都具有更大的優(yōu)勢(shì)。按毛細(xì)管柱的類型，毛細(xì)管電色譜可分為填充柱毛細(xì)管電色譜， 開管柱毛細(xì)管電色譜和整體柱毛細(xì)管電色譜。填充柱是將固定相填充到毛細(xì)管內(nèi)，并通過(guò)兩端燒結(jié)柱塞將固定相保持在毛細(xì)管內(nèi)。勻漿法是填充柱最常用的制備方法，用它制備色譜柱的過(guò)程是首先在毛細(xì)管的一端用硅膠顆粒燒結(jié)初始塞子。然后將填料與一定體積的有機(jī)溶劑混合成勻漿，在壓力作用下將填料裝入毛細(xì)管中。達(dá)到所需長(zhǎng)度后，將有機(jī)溶劑換成水沖洗一定時(shí)間，直接燒結(jié)固定相制備末端塞子。接著將裝好的毛細(xì)管柱倒接至泵上，重新燒結(jié)初始塞子以保證兩個(gè)塞子盡量一致。并用高壓沖出空管中多余的填料。對(duì)于填充柱電色譜，不管采用哪一種填充方法， 為了防止固定相顆粒的流失，都需要制作柱塞來(lái)固定填充柱床。好的柱塞應(yīng)該具有良好的機(jī)械穩(wěn)定性以防止固定相的流失和良好的通透性以防止產(chǎn)生過(guò)高的阻力。制作柱塞最常用的方法是進(jìn)行燒結(jié)，一般使用鎳鉻絲、電熱線圈、焊槍等對(duì)硅酸鉀、濕潤(rùn)的硅膠或者固定相進(jìn)行加熱。盡管這種方法最常使用，但是在制作過(guò)程中對(duì)加熱的時(shí)間和結(jié)的多孔性很難控制，進(jìn)行電色譜的過(guò)程中容易產(chǎn)生氣泡，并且對(duì)局部進(jìn)行強(qiáng)熱，容易破壞固定相的鍵合物質(zhì)。由于將固體顆粒封于毛細(xì)管內(nèi)需要制備塞子，而塞子的制備很困難，重現(xiàn)性也難保證，同時(shí)塞子又被認(rèn)為是導(dǎo)致柱內(nèi)產(chǎn)生氣泡的主要原因，因此使毛細(xì)管電色譜填充柱的使用受到了限制。因其填充及制備柱兩端塞子的困難，以及由此帶來(lái)的氣泡效應(yīng)和塞子效應(yīng)等阻礙了它的進(jìn)一步發(fā)展，這也是色譜工作者多年來(lái)研究的重點(diǎn)之一。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種毛細(xì)管填充柱的制備方法，可有效解決毛細(xì)管填充柱的柱塞制備困難，重現(xiàn)性難保證所造成的氣泡效應(yīng)和塞子效應(yīng)的問(wèn)題。本發(fā)明解決的技術(shù)方案是，取石英毛細(xì)管柱，利用毛細(xì)管的虹吸現(xiàn)象吸入潤(rùn)濕的硅膠，晾干成白色固體，然后用導(dǎo)線熱剝器進(jìn)行燒制，用加熱鉗夾緊石英毛細(xì)管柱有硅膠部分，用導(dǎo)線熱剝器的5檔在30(Γ500 ！燒制成白色固體柱塞或在避光下利用毛細(xì)管的虹吸現(xiàn)象吸入溶液，末端蠟封，紫外照射生成白色固體柱塞；所述的溶液由A、B兩部分組成，A部分由異丙醇、甲苯混勻后，再加入安息香甲基醚制成；B部分由三羥甲基丙烷三丙烯酸酯 (TMPT)和甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)混勻制成，將A、B兩部分溶液混合，避光超聲，即可； 白色固體柱塞制備好后，再將硅膠加入二氧六環(huán)-氯仿混合均勻，成勻漿液，將制備好的白色固體柱塞固定在勻漿柱下端，將勻漿柱固定在裝柱機(jī)上，往勻漿柱中裝滿配置好的勻漿液，即成毛細(xì)管填充柱。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，便于操作、重復(fù)性好，產(chǎn)品質(zhì)量好，其柱塞具有良好的機(jī)械穩(wěn)定性以防止固定相的流失又具有良好的通透性以防止產(chǎn)生過(guò)高的阻力，有效解決了毛細(xì)管填充柱柱塞制備困難，重現(xiàn)性難保證的主要問(wèn)題。


圖1為本發(fā)明燒制柱塞的掃描電鏡圖譜。圖2為本發(fā)明光聚合反應(yīng)生成的柱塞的掃描電鏡圖譜。圖3為本發(fā)明毛細(xì)管填充柱柱床的圖譜。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體情況為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明在具體實(shí)施中，是由以下步驟實(shí)現(xiàn)的
A、石英毛細(xì)管柱預(yù)處理先用1mol/L NaOH溶液將石英毛細(xì)管柱活化lh，再用蒸餾水沖洗干凈；
B、柱塞的制備將長(zhǎng)度為3(T50cm,內(nèi)徑ΙΟΟμπι的石英毛細(xì)管柱，取粒度為5μπι潤(rùn)濕的硅膠，利用毛細(xì)管的虹吸作用吸入柱孔長(zhǎng)0.^1.2 cm的潤(rùn)濕的硅膠，在1纊25°C晾干成白色固體之后，用導(dǎo)線熱剝器5檔進(jìn)行燒制，用加熱鉗夾緊石英毛細(xì)管柱有硅膠部分，在 300^500 °C燒制20 s (s即秒，以下同)，成白色固體柱塞；
或?qū)㈤L(zhǎng)度為3(T50 cm,內(nèi)徑ΙΟΟμπι的石英毛細(xì)管柱，在避光下，利用毛細(xì)管的虹吸作用吸入柱孔長(zhǎng)0.8 1.2 cm的溶液，末端蠟封，紫外波長(zhǎng)254 nm照射20 min (min即分鐘， 以下同)，生成白色固體柱塞；所述的溶液由A、B兩部分組成，A部分為由體積比的異丙醇 甲苯=60 40混勻后，再加入安息香甲基醚，使安息香甲基醚濃度為8 mg/ml的溶液；B部分為由體積比的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPT)甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA) = 40 60，混勻制成；然后將A、B兩部分溶液以體積比60 40混合，避光超聲20 min ；
然后進(jìn)行裝柱，方法是，白色固體柱塞制備好后，再將粒度為3 μ m的硅膠加入二氧六環(huán)-氯仿，二氧六環(huán)與氯仿的體積比1 1，混合均勻，成硅膠與二氧六環(huán)-氯仿的勻漿液，將制備好的白色固體柱塞固定在勻漿柱下端，將勻漿柱固定在裝柱機(jī)上，往勻漿柱中裝滿配置好的勻漿液，開始裝柱，裝柱機(jī)的流速為Teml/min，壓力1(T20 MPa，裝柱時(shí)間為 4(T60min，裝填完畢即成毛細(xì)管填充柱。本發(fā)明在實(shí)施中，所述的石英毛細(xì)管柱的長(zhǎng)度為30Cm、40Cm、50Cm的一種；所述的晾干溫度為18°C或20°C或25°C ；所述的導(dǎo)線熱剝器的燒制溫度為300°C、350°C、40(rC、 450°C、500°C的一種溫度；所述的裝柱機(jī)的流速為4 6 ml/min，裝柱時(shí)間4(T60min，壓力 10 20 MPa，最好是流速為5ml/min，裝柱時(shí)間為60min，壓力15 MPa，或流速為6ml/min，裝柱時(shí)間為40min，壓力20 MPa。
本發(fā)明經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，充分表明方法穩(wěn)定、可靠，產(chǎn)品質(zhì)量好，有關(guān)試驗(yàn)對(duì)比情況下如
對(duì)燒制的柱塞的試驗(yàn)因燒制的柱塞的通透性和機(jī)械強(qiáng)度與吸入硅膠的潤(rùn)濕程度、粒徑、燒制時(shí)的溫度和時(shí)間有關(guān)。至于硅膠的潤(rùn)濕程度方面，如果濃度較稀，則吸入毛細(xì)管后涼干的較慢并且容易分段；濃度太大，很難吸進(jìn)去。這一方面對(duì)柱塞影響不是很大，只要是吸入后一段時(shí)間在毛細(xì)管中硅膠能夠晾干、變致密就可以。考察的燒制柱塞時(shí)間有20 s, 40 s,l min，比較結(jié)果發(fā)現(xiàn)加熱20 s的柱塞填裝的柱子比較致密，燒制40 s和1 min由于柱塞過(guò)于致密，裝柱的速度比較慢，效果反而不好。故確定為20 S。用導(dǎo)線熱剝器的高檔3 7檔來(lái)燒制柱塞，其中3，4檔燒制的柱塞，裝柱機(jī)的流速可以在f 2^3之間(4飛ml/ min)，壓力在20 MPa，毛細(xì)管液滴速度一般為3(T40 s/滴，5檔的為40 s/滴左右，6，7檔約為1 min。低檔的雖然滴速快較快，但是機(jī)械強(qiáng)度弱一點(diǎn)，柱塞容易被沖垮；高檔的由于燒制的柱塞過(guò)于致密，填裝到最后溶劑都無(wú)法通過(guò)，這對(duì)往毛細(xì)管里填裝固定相以及填入的固定相的致密程度都有影響，所以最終采用5檔來(lái)燒制柱塞；
對(duì)光聚合柱塞的試驗(yàn)因安息香甲基醚是一種常用的光誘導(dǎo)劑，在有光的條件下進(jìn)行光聚合反應(yīng)，因此，采用光聚合制柱塞時(shí)，整個(gè)操作過(guò)程必需避光，光聚合反應(yīng)生成柱塞的通透性和機(jī)械強(qiáng)度與避光和照射的時(shí)間有關(guān)，避光是重要的影響因素之一，所以整個(gè)操作過(guò)程都要避光，考察照射的時(shí)間有10 min, 20 min, 40 min，比較結(jié)果發(fā)現(xiàn)照射20 min的柱塞通透性和機(jī)械性都較好，照射10 min柱塞的通透性較好但是機(jī)械性不是很好，而照射 40 min柱塞的機(jī)械性較好但通透性不是很好。為了保證既有良好的通透性又有較強(qiáng)的機(jī)械性，選擇照射20 min。勻漿液的種類和濃度對(duì)裝柱也有很大的影響。固定相如果能夠在溶劑中均勻的分散呈混懸狀態(tài)，則裝柱會(huì)很順利。如果勻漿液配制不好，固定相會(huì)很快聚集在勻漿柱中，堵塞毛細(xì)管入口端無(wú)法裝進(jìn)石英毛細(xì)管柱中。實(shí)驗(yàn)用的二氧六環(huán)-氯仿(1/1，ν/ν)混合液對(duì)有些固定相懸浮的效果較好，填裝的柱子的效果比較好。勻漿液的濃度考察過(guò)20 mg/ml 和50 mg/ml的。在考察濃度時(shí)發(fā)現(xiàn)，如果勻漿液的濃度較大(50 mg/ml)，在裝柱過(guò)程中容易沉；濃度較小(20 mg/ml)則可以懸浮時(shí)間久一些，可以適當(dāng)增長(zhǎng)裝柱的時(shí)間來(lái)保證裝進(jìn)固定相的量和致密程度。實(shí)驗(yàn)中采用粒度為3μπι的硅膠二氧六環(huán)-氯仿以體積比1
1的勻漿液(即20mg/ml)，在裝柱的效果和沉降情況都比其它的勻漿液好。導(dǎo)線熱剝器燒制生成的柱塞與光聚合反應(yīng)生成的柱塞對(duì)比
導(dǎo)線熱剝器燒制生成的柱塞機(jī)械性更好一些，而光聚合反應(yīng)生成的柱塞通透性更好一些，兩種方法各有優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)選用導(dǎo)線熱剝器燒制生成的柱塞，填充的柱子致密性更好，柱效相對(duì)較高，但是用于毛細(xì)管電色譜運(yùn)行中阻力較大，需要一個(gè)額外的加壓裝置或者使用加壓毛細(xì)管點(diǎn)色譜儀；當(dāng)選用光聚合反應(yīng)生成的柱塞，柱塞機(jī)械性相比不是很好，填充柱子致密性沒(méi)有前者好，柱效相對(duì)較低，但是用于毛細(xì)管電色譜運(yùn)行中阻力較小，常規(guī)的毛細(xì)管電泳儀即可應(yīng)用。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，成功地將硅膠裝填到石英毛細(xì)管柱中，包含柱塞的制備和裝柱兩個(gè)過(guò)程。柱塞采用了兩種不同的方法導(dǎo)線熱剝器燒制生成的柱塞與光聚合反應(yīng)生成的柱塞。前者最佳條件為吸入潤(rùn)濕的硅膠(5 ym)，自然晾干成白色固體，導(dǎo)線熱剝器的為高檔5檔(約40(Γ500 V )，燒制時(shí)間20 s ；后者最佳條件溶液A 異丙醇/甲苯(60/40，v/v)，安息香甲基醚濃度為8 mg/ml ；溶液B :TMPT/GMA (40/60，ν/ν)。溶液A與溶液B (60/40, ν/ν)混合，避光超聲20 min,吸入混合溶液，末端蠟封，紫外波長(zhǎng)254 nm照射20 min ；裝柱的最佳條件勻漿液溶劑為氯仿/1，4- 二氧六環(huán)(1/1，ν/ν)混合溶劑，勻漿液濃度為20 mg/ml，裝柱的壓力為10到20 MPa，一般裝lh，前段時(shí)間(約30 min)是往石英毛細(xì)管柱里填裝固定相，后段時(shí)間用溶劑沖毛細(xì)管，使填料致密。
總之，本發(fā)明方法簡(jiǎn)單、便于操作、重復(fù)性好，所制得柱塞即具有良好的機(jī)械穩(wěn)定性以防止固定相的流失又具有良好的通透性以防止產(chǎn)生過(guò)高的阻力。填充石英毛細(xì)管柱的長(zhǎng)度可以自己控制并且填料致密性好，具有較高的柱效。該方法解決了毛細(xì)管填充柱柱塞制備困難，重現(xiàn)性難保證的主要問(wèn)題。為毛細(xì)管填充柱的研究起到推動(dòng)作用，使毛細(xì)管電色譜能得以更廣泛的應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種毛細(xì)管填充柱的制備方法，其特征在于，由以下步驟實(shí)現(xiàn)A、石英毛細(xì)管柱預(yù)處理先用1mol/L NaOH溶液將石英毛細(xì)管柱活化lh，再用蒸餾水沖洗干凈；B、柱塞的制備將長(zhǎng)度為3(T50cm，內(nèi)徑為100 μ m的石英毛細(xì)管柱，取粒度為5 ym 的潤(rùn)濕的硅膠，利用毛細(xì)管的虹吸作用吸入柱孔長(zhǎng)0. 8^1. 2 cm的潤(rùn)濕的硅膠，在1纊25°C 晾干成白色固體之后，用導(dǎo)線熱剝器5檔進(jìn)行燒制，用加熱鉗夾緊石英毛細(xì)管柱有硅膠部分，在30(T500 °C燒制20 s，成白色固體柱塞；或?qū)㈤L(zhǎng)度為3(T50 cm,內(nèi)徑100 μ m的石英毛細(xì)管柱，在避光下，利用毛細(xì)管的虹吸作用吸入柱孔長(zhǎng)0.8 1.2 cm的溶液，末端蠟封，紫外波長(zhǎng)254 nm照射20 min，生成白色固體柱塞；所述的溶液由A、B兩部分組成，A部分為由體積比的異丙醇甲苯=60 40混勻后，再加入安息香甲基醚，使安息香甲基醚濃度為8 mg/ml的溶液；B部分為由體積比的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯甲基丙烯酸縮水甘油酯=40 60，混勻制成；然后將A、B兩部分溶液以體積比60 40混合，避光超聲20 min；C、裝柱白色固體柱塞制備好后，再將粒度為3μ m的硅膠加入二氧六環(huán)-氯仿，二氧六環(huán)與氯仿的體積比1 1，混合均勻，成硅膠與二氧六環(huán)-氯仿的勻漿液，將制備好的白色固體柱塞固定在勻漿柱下端，將勻漿柱固定在裝柱機(jī)上，往勻漿柱中裝滿配置好的勻漿液，開始裝柱，裝柱機(jī)的流速為4飛ml/min，壓力1(T20 MPa，裝柱時(shí)間為4(T60min，裝填完畢即成毛細(xì)管填充柱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的毛細(xì)管填充柱的制備方法，其特征在于，所述的石英毛細(xì)管柱的長(zhǎng)度為30cm、40cm、50cm的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的毛細(xì)管填充柱的制備方法，其特征在于，所述的晾干溫度為 18°C或 20°C或 25°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的毛細(xì)管填充柱的制備方法，其特征在于，所述的導(dǎo)線熱剝器的燒制溫度為300°C、350°C、400 V、450 V、500 V的一種溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的毛細(xì)管填充柱的制備方法，其特征在于，所述的裝柱機(jī)的流速為5ml/min，裝柱時(shí)間為60min，壓力15 MPa，或流速為6ml/min，裝柱時(shí)間為40min，壓力 20 MPa0
全文摘要
本發(fā)明涉及毛細(xì)管填充柱的制備方法，可有效解決毛細(xì)管填充柱的柱塞制備困難，重現(xiàn)性難保證所造成的氣泡效應(yīng)和塞子效應(yīng)的問(wèn)題，其解決的技術(shù)方案是，取石英毛細(xì)管柱，利用毛細(xì)管的虹吸現(xiàn)象吸入潤(rùn)濕的硅膠，晾干成白色固體，然后用導(dǎo)線熱剝器進(jìn)行燒制成白色固體柱塞或在避光下利用毛細(xì)管的虹吸現(xiàn)象吸入溶液，末端蠟封，紫外照射生成白色固體柱塞；將硅膠加入二氧六環(huán)-氯仿混合均勻，成勻漿液，將白色固體柱塞固定在勻漿柱下端，將勻漿柱固定在裝柱機(jī)上，往勻漿柱中裝滿配置好的勻漿液，即成毛細(xì)管填充柱，本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，便于操作、重復(fù)性好，產(chǎn)品質(zhì)量好，具有良好的機(jī)械穩(wěn)定性以防止固定相的流失又具有良好的通透性以防止產(chǎn)生過(guò)高的阻力。
文檔編號(hào)B01D15/22GK102512849SQ201110455508
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者劉倩, 周婕, 張振中, 張紅嶺, 李穎慧 申請(qǐng)人:鄭州大學(xué)