[发明专利]用液相沉积法制备二氧化钛涂层毛细管柱的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用液相沉积法制备二氧化钛涂层毛细管柱的方法。

背景技术

分析仪器的微型化和自动化是化学和生物分析发展的主要潮流。色谱技术的微型化因其可以大大减少试剂和样品的消耗量，而成为建立环境友好分析体系的关键技术之一。将毛细管代替普通使用的色谱柱即可实现色谱过程的微型化，按照毛细管中固定相的存在形式，可以分为毛细管涂层柱，毛细管填充柱和毛细管整体柱。毛细管涂层柱的制备简单方便，已经广泛用于各种化学和生物样品的分离分析。通过反应物与毛细管表面的硅羟基发生化学反应，可以得到不同的性质的毛细管涂层材料。无机氧化物涂层(如氧化锆、氧化钛等)不仅能有效地消除毛细管内壁的非特异性吸附，还能提高柱容量，增加额外的分离选择性。因此，氧化物涂层毛细管柱的制备和应用是毛细管分离分析技术的重要发展方向。二氧化钛是一种两性金属氧化物，表面性质非常复杂，包括有两种钛羟基(-TiOH)及三类路易斯酸(Ti⁴⁺)位点。同时，二氧化钛具有独特的优点，如，机械强度高、化学稳定性好、耐酸碱性能好等。它作为液相色谱固定相在正相色谱、反相色谱以及离子交换色谱中已有了一定程度的应用，但在毛细管分离分析中的应用尚未得到足够认识，目前相关的文献报导仅有五篇。二氧化钛涂层毛细管柱通常采用溶胶-凝胶法进行制备，但是这种方法制备步骤比较复杂且重复性较差。

发明内容

本发明就是提供一种简单且适宜推广的制备二氧化钛涂层毛细管柱的方法。

本发明提供的技术方案是：用液相沉积法制备二氧化钛涂层毛细管柱的方法，以氟钛酸铵为原料，通过液相沉积法在石英毛细管内壁沉积二氧化钛薄膜层。

上述液相沉积法是以氟钛酸铵水溶液为前驱体溶液，通过加入硼酸促进水解反应的进行，在石英毛细管内壁发生配体交换反应沉积一层二氧化钛薄膜。

石英毛细管先经过酸和碱的活化，再和氟钛酸铵的水解产物反应。

石英毛细管的活化为：石英毛细管依次用0.5-1M氢氧化钠冲洗2-4小时，水冲洗0.5-1小时，0.5-1M盐酸冲洗4-8小时，H₂O冲洗0.5-1小时，再在120-160℃用氮气干燥。

毛细管活化后，将氟钛酸铵水溶液和硼酸混合后的混合液灌入毛细管，毛细管两端用硅橡胶塞住，在35±1℃恒温水浴中反应16-24小时，推出反应液，烘干，用0.1M氢氧化钠清洗，最后在300℃下老化2小时。

上述混合溶液中氟钛酸铵浓度为0.05-0.1M。混合溶液中硼酸与氟钛酸铵的摩尔浓度比为3∶1。

本发明采用液相沉积法制备二氧化钛涂层毛细管柱，具有制备过程简单，环保，成本低的优点。这种方法以无机金属氟化物为原料，加入硼酸或者金属铝，而后注入毛细管内，通过反应物在毛细管表面发生配体交换反应而将氧化物薄膜沉积在毛细管上。本发明使用液相沉积的方法第一次将二氧化钛薄膜沉积在毛细管柱的内壁上，并成功将这种二氧化钛涂层毛细管柱用于蛋白和多肽的分离和预富集。这种方法还可同样用于其它无机氧化物涂层毛细管柱的制备。

附图说明

图1为四种蛋白质在本发明制备的TiO₂涂层毛细管柱上的电泳分离图；

图2.为胰蛋白酶水解的牛肌红蛋白样品在在本发明制备的TiO₂涂层毛细管柱上的电泳分离图；

图3富集前α-酪蛋白酶解物的ESI质谱图；

图4用本发明制备的TiO₂涂层毛细管柱富集以后α-酪蛋白酶解物的ESI质谱图。

具体实施方式

二氧化钛涂层毛细管柱的制备：

(1)毛细管的活化：石英毛细管依次用1M氢氧化钠冲洗2-4小时，水冲洗0.5-1小时，1M盐酸冲洗4-8小时，H₂O冲洗0.5-1小时，再在120-160℃用氮气干燥备用。

(2)二氧化钛涂层毛细管柱的制备：将0.2M氟钛酸铵和0.6M硼酸等体积混合均匀，然后注入已活化的毛细管内，毛细管两端用硅橡胶封口，在35±1℃恒温水浴中沉积16-24小时，吹出反应液，用水清洗后在120℃下氮气干燥。随后，依次用0.1M氢氧化钠和去离子水清洗毛细管。之后将沉积了二氧化钛薄膜的毛细管置于马弗炉中，以1℃/min的速度程序升温到300℃，并在300℃保持2小时，使涂层老化。