[发明专利]阴离子交换整体材料和以其为分离介质的常规液相色谱柱或石英毛细管柱及其制法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阴离子交换型整体材料以及该整体材料在样品预处理和色谱分离方面的应用。

背景技术

随着液相色谱技术在环境、医学、生命科学等领域的广泛应用，围绕液相色谱分离材料的制备以及色谱分离方法的研究日渐深入。其中，液相色谱分离介质是分离分析技术的核心部分。最近几年发展起来一种新型的色谱固定相——整体材料，它由于具有通透性能好、柱压低、制备简单、传质速度快等优点，成为当前研究的热点之一，现已在反相色谱、离子交换色谱、亲和色谱等中获得应用，并成功分离了氨基酸、多肽、蛋白质、多糖、类胆固醇等多种化合物。整体材料按照制备单体的不同，主要分为两大类：有机聚合物整体材料和硅胶整体材料[参见J. Chromatogr. A 2002, 954, 5]。其中，有机聚合物整体柱的制备更加简单。因为只含有一个相，所以能够用于制备整体柱的单体种类可以有更多的选择，这就大大增加了合成材料的种类，也大大增加了它的应用范围，尤其是在生物分子的分析检测方面。制备过程概括来说是将待聚合的反应混合物 (反应单体、交联剂、引发剂及致孔剂) 脱气混匀后，通过加热或者紫外光照射使其形成连续多孔的有机聚合物骨架，当反应完成后，用溶剂将未反应的单体以及致孔剂冲洗干净。为了制备出适用于不同领域的有机整体材料，工作者对后修饰法制备聚合物整体材料进行了研究，尤其是环氧树脂基质的有机聚合物整体材料，由于活性聚合的可控性，对其后修饰进行深入的研究具有重要的意义[参见Macromolecules 2005, 38, 9901]。在离子交换型整体材料方面，Gu等[参见Anal. Chem. 2007, 79, 5848；Anal. Chem. 2006, 78, 3509]直接利用含有磺酸根的单体，包括2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸、甲基丙烯酸-2-乙磺酸酯、乙烯基磺酸，在整体材料上引入阳离子交换基团制备离子交换型整体材料。用聚乙二醇二丙烯酸酯作为交联剂，由于聚乙二醇二丙烯酸酯上存在亲水基团羟基，一定程度上提高了整体材料的亲水性。Bisjak等则利用后修饰法[Chromatographia 2005, 62, S31]用二乙胺对聚 (甲基丙烯酸缩水甘油酯-co-二乙烯基苯) 表面的环氧基团进行开环，开环反应生成氨基基团,制备出具有阴离子交换能力的固定相。Wei等[J. Sep. Sci. 2006, 29, 5]则通过对聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯-co-乙二醇二甲基丙烯酸酯) 整体材料基质上的环氧基团进行开环反应制备了弱阳离子交换整体材料。材料表面的弱阳离子交换基团是通过胺化反应得到的。即先用乙二胺对整体材料表面的环氧基团进行开环，再用氯乙酸对整体材料表面进行处理，就可以得到表面有羧基的固定相。除了上述对整体材料进行后修饰的方法外，还可以将凝胶颗粒涂覆在整体材料的表面，对整体材料进行功能化修饰。Hilder等[J. Chromatogr. A 2004, 1053, 101]将粒径为60 nm的季铵盐纳米粒子通过静电相互作用涂覆在聚 (甲基丙烯酸丁酯-co-乙二醇二甲基丙烯酸酯-co-丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸) 整体材料基质上，制得了用于分离多糖类化合物的阴离子交换整体材料。在离子交换模式的应用方面，作为分离和富集介质与质谱联用已成为普遍的方法。Wang等人[Anal. Chem. 2007, 79, 6599] 用乙二醇甲基丙烯酸磷酸盐和甲叉双丙烯酰胺进行共聚制备了一种以磷酸根作为阳离子交换基团的整体材料，并将其作为蛋白质酶解产物的预富集介质（相当于二维液相色谱中的第一维），与第二维的反相色谱联用，在nano-LC-MS 上对肽段进行分离分析。 

发明内容

本发明旨在提供一种采用含有环氧基团和氨基基团的单体，通过热引发聚合反应制备含环氧基团的整体柱骨架，然后用氨水进行后修饰，将多余的环氧基团开环，制备一种阴离子交换型整体材料。具体采用三(2,3-环氧丙基)异氰尿酸酯和三(2-氨基乙基)胺为单体，PEG200为致孔剂。该整体材料可用于阴离子样品的预富集以及应用在HPLC下进行分离。

本发明的技术方案如下：