[发明专利]N-甲基咪唑基液相色谱填料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高效液相色谱填充材料的制备方法，特别涉及采用静电自组装技术和嫁接技术为制备N-甲基咪唑基键合ZrO₂/SiO₂高效液相色谱填料的方法。

背景技术

氧化锆是一种新型色谱基质填料。由于其优异的化学、机械和热稳定性，特别是对离子化合物、碱性化合物和生物大分子的分离适应性，球形氧化锆极有可能成为通用的色谱基质填料之一。但是用目前的方法制备的氧化锆微球在均匀性、孔结构和表面性质等方面存在缺陷。

近年来核/壳型色谱填料作为一种新型的色谱填料以其优异的性能和可控的结构越来越受到人们的关注。这种填料是一类由中心粒子和壳层组成的复合型材料，这类材料将核心材料和壳层材料的优点结合了起来，具有比单一材料更优异的性质。制备核/壳型色谱填料的技术一般是层层自组装(layer-by-layerself-assembly)技术(又称逐层自组装或静电自组装技术)，简称LBL-SA技术。敦惠娟等首次利用LBL-SA技术在色谱用硅胶微球表层组装了多层纳米氧化锆颗粒，制备了ZrO₂/SiO₂核/壳型色谱填料；葛晋等采用相同的方法在色谱用硅球微球表面组装了多层纳米二氧化钛，制备了TiO₂/SiO₂核/壳型色谱填料。这类核-壳型填料既具有硅胶填料的优异物理结构又具有氧化锆、氧化钛的特殊色谱性能。

高效液相色谱同时分离检测不同性质的化合物是色谱工作者始终关注的研究内容，制备具有多种作用机理的色谱固定相材料是实现这种分离的关键。人们曾尝试过用各种方法来实现阴阳离子的同时分析，如将不同性质的色谱柱进行并联、串联或预停留等的柱切换法来实现不同性质化合物的分离；将阴阳离子交换树脂两种填充剂混合均匀后充填在同一根色谱柱里制成的混合床固定相进行一些有机酸和无机阴阳离子的同时分离。近年来，包覆固定相也发展很快，根据分析对象物质的种类，在固定相表面包覆具有合适多功能基的物质，实现有机离子与无机阴阳离子的同时分离。

发明内容

本发明的目的是提供一种在硅胶小球表面通过静电自组装技术和嫁接技术制备一种高效液相色谱柱填料的方法，制备出一种应用范围宽、分离性能好的高效液相色谱填料。

本发明通过如下措施来实现：

我们将1—烷基—3—甲基咪唑盐离子液体用作高效液相色谱流动相添加剂，考察了不同离子液体或其组成对核苷酸、麻黄碱、胺类化合物及酚类化合物等分离的影响，探讨了其分离机理。结果表明，离子液体作为流动相添加剂具有良好的色谱选择性。

鉴于氧化锆的特殊色谱性能和静电自组装制备核/壳型色谱填料的特点以及咪唑类离子液体的特性和在GC、CE、HPLC等领域应用研究中表现出的分离分析性能，本发明在硅胶小球的表面先使用纳米静电自组装技术在硅胶表面组装上纳米氧化锆粒子，然后用硅烷化试剂进行硅烷化并将硅烷化后的改性ZrO₂/SiO₂和N-甲基咪唑反应生成N-甲基咪唑基键合ZrO₂/SiO₂核/壳型的高效液相色谱固定相，用来分离无机有机阴离子和碱性化合物。通过X光电子能谱和X-射线衍射分析证明了硅胶表面纳米氧化锆的存在，通过元素分析和红外光谱分析表明键合步骤是成功的。用LBL-SA技术制备的ZrO₂/SiO₂核/壳型色谱基质既具有硅胶填料的优异物理结构又具有氧化锆的特殊色谱性能。用嫁接技术制备的N-甲基咪唑基键合ZrO₂/SiO₂核/壳型的高效液相色谱固定相具有分离性能好，柱效高的特点。本固定相的咪唑阳离子是一个芳香性的有机杂环阳离子，既具有强阴离子交换作用，同时又有弱疏水作用、∏-∏作用和氢键作用等多重作用机理，所以能分离无机阴离子和有机阴离子，而且由于氧化锆特殊的表面性质，在酸性条件下具有阴离子交换作用，所以也能实现对无机阴离子和有机阴离子的分离，因此N-甲基咪唑基键合ZrO₂/SiO₂对阴离子具有很好的分离性能。此外，ZrO₂表面的锆羟基相对于硅胶表面的硅羟基显碱性，使得碱性物质在ZrO₂上的保留没有在硅胶上的那么强，所以N-甲基咪唑基键合ZrO₂/SiO₂核/壳型色谱填料对碱性化合物具有很好的分离效果。