[发明专利]一种基于毛细管液滴微流控的色谱填料制备方法

说明书

一种基于毛细管液滴微流控的色谱填料制备方法，涉及色谱填料。1)毛细管液滴微流控平台的构建：将三通、毛细管、注射器和注射泵进行组合，以构建液滴微流控平台；2)液滴生成：将配制好的反应液作为分散相引入液滴微流控装置中，再用与之不互溶的连续相进行切割，生成单分散液滴；3)微球固化：液滴作为模板经固化后即得所述色谱填料。毛细管液滴微流控平台的搭建不需要光刻技术和超净间，通过毛细管以及三通的组合即可构建，大大节约成本，可稳定生成更小尺寸的液滴。可极大提高填料的均一度，而且通过调节反应液的化学组成来调节填料的固定相化学，通过调节液滴的尺寸和形貌来调节生成填料的尺寸与形貌，从而实现色谱填料的精准制造。

技术领域

本发明涉及色谱填料，尤其是涉及一种基于毛细管液滴微流控的色谱填料制备方法。

背景技术

随着生命科学的发展，人们对生命体系的研究日渐深入。特别是后基因组学时代的到来，人们的目光开始转向蛋白质组学和代谢组学。蛋白质组学和代谢组学样本极其复杂，对分离分析手段提出了极高的要求。高效液相色谱因其优良的分辨能力已成为复杂体系高分辨分离分析的理想选择。色谱填料是高效液相色谱的核心部分，其性质会直接影响到色谱分离的选择性与分辨率。

色谱填料的分离性能与填料的尺寸和单分散性直接相关。减小填料粒径可以减小范氏方程中的A项，从而提高色谱分离的分辨率，但是色谱柱的背压也会随之升高，从而对仪器提出非常高的要求；因此不能一味地减小填料的粒径。除了减小填料粒径外，还可以通过提高填料的单分散性来改善色谱分离性能。传统的填料制备工艺(包括溶胶-凝胶法、喷雾干燥法和微乳液法等)难以制备出单分散性均一的色谱填料，填料的尺寸分布范围在CV＝10-20％，从而降低填料的色谱分离性能；因此，制备具有优良单分散性的色谱填料成为迫切需求。

液滴微流控技术的发展为这一需求提供有力的支持。液滴微流控是微流控技术的一个重要分支，在过去的几十年中显著推动分析化学的发展。它利用不互溶的流体分别作为连续相和分散相，其中分散相在表面张力和剪切力的共同作用下分散到连续相内，可以高通量(高达20000Hz以上)生成具有精确体积和组成的微米级液滴，且液滴具有高度的单分散性(CV＝1-3％)；同时，液滴微流控技术还可单独控制每个液滴的运输、混合和分析，使其作为独立的微化学反应器。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述，提供可实现色谱填料尺寸、形貌以及化学组成的精确控制，从而大大改善填料色谱分离性能的一种基于毛细管液滴微流控的色谱填料制备方法。

本发明包括以下步骤：

1)毛细管液滴微流控平台的构建：将三通、毛细管、注射器和注射泵进行组合，以构建液滴微流控平台；

2)液滴生成：将配制好的反应液作为分散相引入液滴微流控装置中，再用与之不互溶的连续相进行切割，生成单分散液滴；

3)微球固化：单分散液滴作为模板经固化后即得所述色谱填料。

在步骤1)中，所述毛细管的材质可包括玻璃、熔融石英、不锈钢或聚合物等；

所述毛细管包括运输、生成和收集毛细管，其中生成和收集毛细管带针尖，毛细管针尖可在毛细管拉制仪或者丁烷火焰下拉制形成。

所述毛细管需进行疏水化处理，可用全氟试剂进行疏水化处理，如Aquapel、EGC-1720电子氟化液、1H,1H,2H,2H-全氟辛基二甲基氯硅烷等。

所述毛细管可选择单孔毛细管或多孔毛细管。

所述三通可采用商品化三通或基于芯片技术或3D打印技术制备的三通。

在步骤2)中，所述反应液可采用由四硅氧烷试剂组成的无机硅胶体系，或含有有机功能基团的硅氧烷单体组成的有机-无机杂化硅胶体系，或由单体、交联剂、致孔剂和引发剂组成的有机聚合物体系；所述由四硅氧烷试剂组成的无机硅胶体系，如四甲氧基硅完或四乙氧基硅烷。