[发明专利]一种聚丙烯酸酯基质固定相填料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无孔交联聚丙烯酸基质的液相色谱固定相填料及其制备方法，具体地说是一种粒径窄分散、粒径为数微米的采用自溶胀聚合法制备而成的无孔聚合物基质反相液相色谱固定相填料。

背景技术

因具有高选择性、高灵敏度、高分离效能、分析速度快和应用范围广的突出优点，高效液相色谱法（HPLC）自上世纪70年代初提出以来，获得了快速发展，现已成为诸多领域常规的分析方法。其中反相液相色谱（RP-LC）是最为常用的分离模式，应用对象约占70%。

    色谱分离的核心是色谱固定相。目前固定相按基质可以分为无机和有机聚合物两类。其中无机类主要是硅胶，因具有机械强度高、分离性能好、易于化学改性等优点（马言顺，等.分析化学，2004，32：232-236），目前最常用的商品化色谱固定相C18就是在球形硅胶上键合烷基长链制备而成。但随着应用范围的扩展，此类固定相具有的化学稳定性差（通常只能在pH 2~8的范围内使用）、生物相容性不好（易造成活性降低）和硅羟基残存（在分离碱性物质时造成色谱峰拖尾）的缺点日益突出，限制了此类固定相的应用。而具有一定机械强度的高分子基质固定相可克服硅胶固定相的上述缺点，在需苛刻色谱条件和具有生物活性物质的分离分析中获得了广泛应用，因而合成粒径单分散或窄分散的聚合物微球是热点之一，目前主要方法有有悬浮聚合法、种子聚合法、微孔膜乳化-悬浮聚合法和沉底聚合法。其中，悬浮聚合法可方便快捷大规模地制备微球，但此法制备的微球粒径较大、粒径分布过宽，难以直接用作液相色谱固定相填料；种子聚合法（Ugelstad等  J Appl. Polym. Sci., 1987,26:1637-1647）可制备孔径均一、粒径均匀的微球，但此法存在制备过程繁琐，制备成本高的致命缺点；微孔膜乳化-悬浮聚合法（王静，等.过程工程学报，2009,9:763-769)可规模化制备粒径为几十微米的单分散微球，填充的色谱柱用作制备模式时效能较好，但因微球粒径过大，填充的色谱柱用作分析模式时效能不高；沉淀聚合法具有聚合工艺简单、制备的微球粒径均匀和微球表面洁净等优点，在粒径单分散的分子印迹聚合物微球(Wang J,等. Angew. Chem. Int. Ed., 2003，42：5336–5338)和聚合物基质色谱固定相填料（马言顺,等.化工新型材料,2013,41:88-90）制备中获得较多应用，但这种方法的溶剂为毒性较大的乙腈，而且交联剂仅能为二乙烯基苯，使其应用受到一定限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型交联无孔聚丙烯酸酯为基质的反相液相色谱固定相填料。这种固定相填料具有较高的化学和热稳定性好、良好的生物相容性。本发明的另一个目的是提供上述固定相填料的制备方法，该制备方法简便快捷、工艺绿色环保，制备的微球粒径分布较窄，填充而成的固定相具有较高的分离效果。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种粒径窄分散的无孔交联聚丙烯酸酯基质固定相填料，由甲基丙烯酸丁酯为功能单体的粒径为数微米的交联聚甲基丙烯酸丁酯微球构成。

本发明还提供上述无孔交联聚甲基丙烯酸丁酯微球的制备方法：由甲基丙烯酸丁酯、交联剂和引发剂构成的油相首先分散在水相中形成粒径较小的水包油乳液，然后经乳液间的自溶胀反应油珠达到所需粒径大小后，引发聚合反应，最后经洗涤得微米级高分子微球。

所用的交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯或三乙二醇二丙烯酸酯，其中功能单体与交联剂的体积比介于3:7~7:3之间。

所用的引发剂为自由基引发剂，为过硫酸铵、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、偶氮偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异丁脒、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丙基咪唑啉、偶氮异丁氰基甲酰胺或偶氮二氰基戊酸中的一种或几种。

所用的水相为含有表面活性剂和/或分散剂的水溶液。所用的表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、辛基三甲基卤化铵、十二烷基三甲基卤化铵、十六烷基三甲基卤化铵中的一种或几种，在水溶液中的浓度为1-10 g/L。所用的分散剂为分散剂为聚乙烯醇、淀粉、纤维素、明胶中的一种或几种，在水溶液中的浓度为5～20 g/L。

水包油乳液室温下采用搅拌方式促进油相液珠碰撞实现油相液滴粒径的长大，聚合引发方式为光引发、热引发或光热复合引发。

采用匀浆法以高压液体为顶替液将填料填充于液相色谱柱柱管中制得固定相。

本发明具有如下优点：