收藏本站
《厦门大学》 2016年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

POSS基质毛细管杂化整体柱的设计与制备

苏娇  
【摘要】:整体柱具有制备简单、通透性好、传质速率快、表面性质可设计、无需柱塞等优点,在微分离中使用毛细管整体柱还能节省流动相和样品,这些都促进了新型整体材料的设计制备研究和应用拓展。整体柱可分为有机聚合物整体柱、无机硅胶整体柱和杂化硅胶整体柱。相对于使用溶胶凝胶法制备的硅胶整体柱而言,有机整体柱的制备过程更简便易行,且可选用的单体种类多,耐酸碱,适合生物大分子的分离,但是必须注意到它在有机溶剂中易溶胀,导致柱寿命缩短和柱效改变。为避免复杂的制备过程,又能兼有硅胶整体柱和有机聚合物整体柱两者的优点,选用硅基杂化的笼状倍半硅氧烷(polyhedral oligomeric silsesquioxane,POSS)作为单体,通过有机聚合反应直接制备杂化整体柱。以POSS为单体制备杂化整体柱有以下优点:相对于缩聚加聚协同诱导制备方法而言,制备过程简化,有利于提高重现性;相对于烷氧基硅烷来说,不会有残余的硅羟基引起碱性物质分离中的峰拖尾;POSS结构规整尺寸一定,有利于获得高度有序的聚合物结构;本身属于分子水平上的纳米杂化材料,耐热、耐氧化、机械稳定性以及pH稳定性都较好;有8个相同的活性位点,更易聚合和进行化学修饰。由于POSS本身的疏水性,现在POSS基质的整体柱基本都是应用反相模式进行分离,也可通过后修饰引入其他性质的功能基团进行不同模式的分离。但是后修饰耗时、重现性差、引入的单体含量不如一锅法直接聚合引入的量多。加之常用的自由基链式聚合反应因速率极快难以控制,致使形成的固定相结构不均匀,渗透性和柱效降低,重现性差。本论文利用商业化或实验室合成的具有不同性质的多官能团POSS为原料,通过逐步聚合反应一锅法制备新型杂化整体柱,以期得到结构规整、能用于不同模式分离的高效整体柱。本论文主要涵盖以下五个方面的内容:1.综述了整体柱的研究现状。着重介绍了利用不同聚合反应体系制备整体柱固定相的技术及其与固定相结构的关联性,并提出本论文的选题依据和研究目标。2.以八乙烯基POSS(OVS)和季戊四醇四巯基丙酸酯(PETMP)为单体,通过巯烯反应制备了 OVS-PETMP整体柱,详细考察了溶剂的选择条件。利用巯烯反应对POSS进行了初步改性。结果表明在THF/MeOH/PEG的混合溶剂中,该体系单体浓度相对较大,能形成全充满的整体柱。渗透性极好,以水做流动相,渗透性值为3.15 × 10-6m2。机械强度(柱压和流动相流速间的线性相关系数R20.999)及热稳定性(分解温度大于340 ℃)都较好。但此整体柱受单体OVS的溶解性限制及单体PETMP的易氧化性质影响,虽有较规整的结构,用于反相模式分离时柱效却不高,甲苯的塔板高度仅为42.09 μm,相应条件下固定相的亚甲基选择因子αCH2为1.345。对多环芳烃保留虽强但不能完全分开,且分离和制备重现性极差。另外巯烯反应用于POSS改性时,产率极低,进一步的改性反应进程难以追踪、产物难纯化,需改进。3.以八环氧基POSS(EP-POSS),八苯基氨基POSS(PAM-POSS)和单氨基七异辛基POSS(IAM-POSS)为原料,通过环氧-胺加成反应制备了两种整体柱PAM-EP-POSS柱和PAM-EP-IAM-POSS柱,详细考察了溶剂的组成比例、单体间比例及单体混合物浓度对整体柱形貌和性能的影响。结果表明两种整体柱都有较规整的结构,都有较好的机械强度(柱压与流动相流速间线性相关系数R20.993)及热稳定性(裂解温度大于400 ℃)。PAM-EP-POSS柱以水做流动相,渗透性值为2.22 × 10-11m2。它们不但都可以用于反相模式,还可以通过调节单体比例获得亲水性的PAM-EP-POSS柱。键合有C8-POSS的整体柱因内部孔结构分布杂乱实际反相分离效果不如PAM-EP-POSS柱。PAM-EP-POSS柱反相模式下对烷基苯和烷基苯酮实现了高效分离,甲苯的塔板高度为6.42 μm。在含0.1%TFA的纯水流动相中实现了对氨基酸和有机羧酸的分离;在40%ACN条件下对苯二酚类的同分异构体有一定的选择性;在80%ACN条件下以典型HILIC模式对四种小分子探针(甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、甲酰胺和硫脲)进行了高效分离,塔板高度依次为9.70 μm、7.46 μm、7.98μm、8.78 μm。另外该柱在含0.1%TFA的20%ACN流动相中通过离子交换作用实现了对无机阴离子(IO3-、BrO3-、I-和Br-)的分离。上述结果表明通过该反应及使用特殊的原料确实能得到结构规整、高柱效、实现多模式分离的稳定固定相。4.用不同性质的Boc基保护的氨基羧酸对八氨丙基POSS盐酸盐(OAS)改性,成功合成了可分别用作手性整体柱制备单体的L-苯丙氨酸-POSS(POSS-PA)和不同极性整体柱制备单体的长链POSS(POSS-C6及POSS-C12)。初步考察了制备手性整体柱的溶剂条件,结果表明溶剂间比例对固定相形貌影响极大,当其他条件固定,MeOH/DMF/PEG质量比为50/40/10时,能得到基本的多孔交联结构材料,但是该固定相通孔尺寸大于5μm,不利于待分析物的保留,还需进一步优化制备条件。5.总结了本论文的研究工作,对其不足进行了探讨,并对将来进一步的工作进行了展望。
【学位授予单位】:厦门大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:O652.63

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 欧俊杰;林辉;刘哲益;张振宾;董靖;邹汉法;;含多面体低聚倍半硅氧烷杂化毛细管整体柱的制备及修饰[J];色谱;2013年04期
2 关亚风,卢佩章,周良模,G.Crescenrini,F.Bruner;干法制备高效液相填充石英毛细管柱[J];色谱;1990年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 龚成科;溶胶—凝胶法制备PLOT毛细管色谱柱[D];兰州大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 窦阿波;邹存杰;单圆鸿;石先哲;许国旺;;混合模式毛细管聚合物整体柱的制备及应用[J];色谱;2014年05期
2 关亚风,王加宁,田玉增,周良模;直耦型液相填充毛细管柱—质谱联用接口的设计[J];色谱;1991年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 苏娇;POSS基质毛细管杂化整体柱的设计与制备[D];厦门大学;2016年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 梁玉;张丽华;张玉奎;;新型整体材料的制备及其在蛋白质组学中的应用[J];色谱;2011年09期
2 邹汉法;吴明火;王方军;吴仁安;叶明亮;;整体柱制备技术的新进展及其在蛋白质组学中的应用[J];色谱;2009年05期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李旻昊;王泽溟;杨杰;王家喜;;高效液相色谱整体柱技术研究进展[J];化学通报;2019年01期
2 冯睿;沈敏;王明明;陈浩;曾昭睿;;离子液体修饰的杂化硅整体柱的制备及其电色谱性能[J];分析化学;2011年06期
3 鲁彦;郭建宇;张祥民;;一种反相毛细管液相色谱整体柱的制备方法及其色谱性能[J];分析化学;2006年10期
4 宋雯雯;罗夏琳;李攻科;胡玉斐;;整体柱在线固相微萃取-高效液相色谱法分析爽肤水中痕量雌激素[J];色谱;2017年01期
5 卢圣国;段许佳;罗芳;黄和;韩毓旺;;硼酸亲和整体柱的制备及其在液相色谱中的应用[J];南京工业大学学报(自然科学版);2015年01期
6 宁凡凡;龙涛;刘慧;徐兰英;;二氧化硅整体柱的制备及其结构表征[J];湖北农业科学;2015年01期
7 杨帆;毛劼;何锡文;陈朗星;张玉奎;;基于巯基-烯点击反应制备有机-无机杂化硼酸亲和整体柱用于糖蛋白的选择性富集[J];色谱;2013年06期
8 逯翠梅;李辉;李昱琢;谭先周;李贵;;硅胶衍生尼古丁印迹整体柱的制备及其识别[J];化工进展;2013年07期
9 严逢川;陈波;;干凝胶无机整体柱的制备及评价[J];色谱;2011年05期
10 张爱珠;叶芳贵;陆俊宇;韦总;彭艳;赵书林;;金纳米粒子修饰聚合物固相微萃取整体柱的制备及其性能研究[J];分析化学;2011年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 沈淑芬;张聪;苏林静;熊裕豪;叶芳贵;;基于巯基-烯点击化学法POSS杂化整体柱的制备研究[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第02分会:分离分析及微、纳流控新方法[C];2014年
2 於霞;林旭聪;谢增鸿;;基于纳米金键合核酸适体的POSS基有机-无机杂化亲和整体柱[A];第21届全国色谱学术报告会及仪器展览会会议论文集[C];2017年
3 李民生;黄燕;郭源;吴晓苹;;巯基-烯光点击聚合制备离子液功能化POSS杂化整体柱[A];中国化学会第十一届全国生物医药色谱及相关技术学术交流会(色谱基础研究分会)论文摘要集[C];2016年
4 张冰宇;李民生;吴晓苹;;光引发自由基聚合制备新型离子液体-POSS杂化整体柱研究[A];第21届全国色谱学术报告会及仪器展览会会议论文集[C];2017年
5 梁玉;吴慈;朱旭东;张丽华;张玉奎;;周期性有序介孔有机硅杂化整体柱的制备及其在色谱分离中的应用[A];中国化学会第30届学术年会摘要集-第二十三分会:复杂样品分离分析[C];2016年
6 林辉;欧俊杰;邹汉法;;新型有机-硅胶杂化毛细管整体柱的制备及其在亲水相互作用色谱中的应用[A];全国生物医药色谱及相关技术学术交流会(2012)会议手册[C];2012年
7 曹国闯;张琪;吕运开;;杂化硅胶整体柱固定化木瓜蛋白酶反应器的制备及应用[A];中国化学会第十一届全国生物医药色谱及相关技术学术交流会(大会特邀报告及墙报)论文摘要集[C];2016年
8 谭望明;吕旭梅;谌叶;陈应庄;马铭;陈波;姚守拙;;双子磺酸甜菜碱杂化整体柱的制备及其在极性小分子亲水色谱分离中的应用[A];中国化学会第十一届全国生物医药色谱及相关技术学术交流会(大会特邀报告及墙报)论文摘要集[C];2016年
9 单圆鸿;石先哲;许国旺;;新型杂化整体柱的制备及其应用[A];第二十届全国色谱学术报告会及仪器展览会论文集(第二分册)[C];2015年
10 白立改;张豆豆;闫宏远;刘海燕;;聚卟啉铁整体柱的制备及其对蛋白质的分离[A];中国化学会第九届全国仪器分析及样品预处理学术研讨会论文集[C];2017年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 王晶;天津检验检疫局两项成果达国际水平[N];中国食品报;2011年
2 记者 杨蕾;精准到十亿分之一[N];中国质量报;2015年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王启钦;两类新型功能化毛细管整体柱的制备及其在药物分析中的应用研究[D];暨南大学;2016年
2 王家斌;新型有机聚合物毛细管整体柱的制备及其应用研究[D];福州大学;2014年
3 王晓春;新型有机聚合物毛细管整体柱的制备及其电色谱研究[D];福州大学;2010年
4 熊喜悦;几类高选择性整体柱的制备研究[D];湖南师范大学;2013年
5 谷从影;聚合物毛细管整体柱的制备及其在环境监测中的应用研究[D];上海交通大学;2008年
6 张立顺;杂化修饰毛细管整体柱的制备及性能研究[D];天津医科大学;2018年
7 姚伟宣;新型聚合物整体柱研制及其在毒物分析方面的应用[D];山西师范大学;2017年
8 郑海娇;基于环糊精改性的整体材料在蛋白质糖基化分析中的应用[D];吉林大学;2018年
9 王荟琪;功能化材料改性有机聚合物整体柱的制备及应用[D];吉林大学;2018年
10 白立改;活性可控自由基聚合整体柱的制备及色谱性能研究[D];河北大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 苏娇;POSS基质毛细管杂化整体柱的设计与制备[D];厦门大学;2016年
2 张晓玲;POSS基杂化硅胶整体柱制备及性能研究[D];福州大学;2015年
3 高树苹;基于POSS的可逆加成—断裂链转移聚合法制备分子印迹整体柱[D];天津医科大学;2017年
4 王靓;亲水/阴离子交换整体柱的制备及色谱评价[D];大连理工大学;2016年
5 马俊杰;新型亲水性杂化整体柱的制备及应用[D];河北大学;2012年
6 马认认;杂化整体柱的制备及在有机污染物分析中的应用研究[D];中国科学技术大学;2015年
7 张晓燕;聚(甲基丙烯酸甲酯)杂化整体柱的制备及其在蛋白分离中的应用[D];河北大学;2013年
8 张妞;离子液体功能化杂化整体柱制备及其性能研究[D];河北大学;2016年
9 闫晓清;氯丙基杂化整体柱的制备及性能研究[D];浙江工业大学;2015年
10 白径遥;点击化学制备毛细管整体柱及其应用[D];西北大学;2017年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026