一種外表面親水性大孔有機-無機雜化整體柱的制備方法技術

本發明專利技術涉及一種外表面親水性大孔有機-無機雜化整體柱的制備方法，包括以下步驟：A、將前驅體混合物、甲醇和硝酸混合，超聲、灌入不銹鋼柱內，密封，水浴，沖洗，干燥，再沖洗，通氮氣吹干；B、連接高壓輸液泵，水浴，通入甲醇和3-(2,3-環氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，反應完全，沖洗，干燥；C、通入甲醇、高氯酸溶液沖洗，沖洗，干燥，得外表面親水性大孔有機-無機雜化整體柱。本發明專利技術制備的整體柱能夠在高效吸附目標物的同時，排阻生物大分子吸附在其表面，且骨架均勻、孔徑大、傳質快、吸附能力強、背壓小、穩定性好、不易收縮變形，可直接作為預柱與高效液相色譜儀聯用，實現在線固相萃取-液相色譜分離分析。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及在線固相萃取整體柱的制備方法，具體地說涉及一種外表面親水性大孔有機-無機雜化整體柱的制備方法。?
技術介紹
整體柱（monolithic?column）是一種用有機或無機聚合方法在色譜柱內進行原位聚合的連續床固定相，它以其兼具滲透性好、穩定性好、表面結構可修飾等優勢，作為一種新型分離介質，在醫藥、化工、生物及食物藥殘分離檢測中發揮著十分重要的作用。基于柱內材質的不同，整體柱大體可分為三類：有機聚合物整體柱、硅膠整體柱及雜化整體柱。硅膠整體柱具有較高的柱效及較低的柱壓，但合成工藝復雜，難以普及；有機聚合物整體柱合成簡單，功能單體選擇多樣，且有較高的耐酸堿性能，但有機聚合物整體柱有明顯的溶脹效應，且柱效較差；雜化整體柱多以硅氧烷和取代硅氧烷為原料，通過溶膠-凝膠法合成整體材料，合成簡單且成功率高，而且具有較好的機械穩定性和柔韌性，以及優良的力學性能和生物相容性。因此，有機-無機雜化整體柱的制備與應用成為了色譜學的重要研究課題。如CN?103170161?A公開了一種有機-無機雜化整體柱的制備方法，該整體柱以四乙氧基硅烷為無機單體，辛基三乙氧基硅烷為有機-無機雜化單體，以二元致孔劑?PluronicF127?/?十二胺取代了傳統的單一致孔劑十二胺，甲醇/水為溶劑，鹽酸和十二胺為酸堿調節劑，采用酸堿兩步溶膠-凝膠法合成整體材料。該方法得到的整體柱具有制備過程簡單易操作，具有理想的雙孔結構且柱效較高。又如CN?102872613?A提供了一種有機-無機雜化整體柱的制備方法，該方法以硅烷偶聯試劑形成表面帶有巰基基團的整體柱骨架；同時利用巰基-雙鍵之間的“點擊化學反應”，在硅膠整體柱形成的同時，將含末端碳碳雙鍵功能單體直接鍵合到整體柱表面。該方法避免了后期的再次化學修飾步驟，制備方法簡單，而且重現性好，普適性強。這些方法雖能在一定程度上改善整體柱的柱效性能，但在使用時，尤其對于一些復雜的生物樣品如人的血樣、尿樣、組織樣品以及食物組織藥殘檢測等，會發生蛋白類生物大分子容易粘附在柱子上，甚至堵塞孔道的現象，而且還存在背壓高、傳質速率慢、凈化基質干擾能力差，使用壽命短等問題。?
技術實現思路
本專利技術的目的就是提供一種外表面親水性大孔有機-無機雜化整體柱的制備方法，以解決現有整體柱在分離樣品尤其對于分離復雜樣品基質時，存在蛋白類生物大分子容易粘附于表面、孔道容易堵塞、背壓高、傳質速率慢、凈化基質干擾能力差、使用壽命短等問題。? 本專利技術的目的是這樣實現的：一種外表面親水性大孔有機-無機雜化整體柱的制備方法，包括以下步驟：? A、將前驅體混合物、甲醇和摩爾濃度為1.0?mol/L的硝酸按體積比為2?:?0.75?:?0.55混合，超聲、灌入不銹鋼柱內，密封，在40℃下恒溫水浴8-12?h，依次用甲醇、N,N-二甲基甲酰胺分別沖洗，干燥，再依次用甲醇、鹽酸、水、甲醇分別沖洗，通氮氣吹干殘留溶劑，得大孔有機-無機雜化整體柱，所述前驅體混合物是由甲基三甲氧基硅烷和四乙氧基硅烷按體積比為1-2?:?0-2組成； B、將大孔有機-無機雜化整體柱連接高壓輸液泵，在40℃的水浴中，通入體積比為3?:?2的甲醇和3-(2,3-環氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷的混合溶液，在0.05?mL/min的流速下持續反應6-12?h，依次用甲醇、N,N-二甲基甲酰胺分別沖洗，干燥； C、連接高壓輸液泵，通入甲醇沖洗2?h，通入高氯酸溶液沖洗6-12?h，再依次通入甲醇、四氫呋喃、水和N，N-二甲基甲酰胺分別沖洗，干燥，得外表面親水性大孔有機-無機雜化整體柱。 本專利技術步驟A所述前驅體混合物是由甲基三甲氧基硅烷和四乙氧基硅烷按體積比為2?:?1組成。? 本專利技術步驟A、B、C所述沖洗的工藝為將不銹鋼柱連接高壓輸液泵，在0.05?mL/min的流速下沖洗。? 本專利技術步驟A、B、C所述干燥的溫度為40-100℃，優選40℃。本專利技術制備的整體柱由于其結構骨架均勻穩定，所以即使采用較高的溫度干燥也不會收縮變形，但是采用與反應條件相同的比較溫和的干燥溫度最佳。? 本專利技術所述不銹鋼柱長為5.5?cm。? 本專利技術通過在制備的大孔雜化硅膠整體柱的孔壁上引入了3-(2,3-環氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，并進行開環反應，最終得到了外表面含有親水性基團-二醇基、內層含有疏水性基團-甲基的大孔有機-無機雜化整體柱。該整體柱通過內表面的疏水及靜電作用使目標小分子被保留和富集在柱內，通過外表面的親水作用有效排阻樣品基質中的生物大分子吸附在其柱上，從而避免了不可逆吸附和變性現象的發生。同時，經實驗檢測證明，本專利技術制備的整體柱具有較大的孔徑結構（約10?μm）、均勻而穩定的骨架以及較好的流體動力學特征，連接到液相色譜高壓泵上能夠承受的流速可達2.0?mL/min，并能實現在較大的傳質速率下具有較低的背壓和穩定快速的傳質能力，從而使得整體柱在分離富集有效成分時不容易收縮變形以及與柱壁剝離，延長了使用壽命。? 本專利技術制備的整體柱能夠在高效吸附目標物的同時，排阻生物大分子吸附在其表面，且骨架均勻、孔徑大、傳質快、吸附能力強、背壓小、穩定性好、不易收縮變形、使用壽命長，即使對于一些復雜樣品也可直接作為預柱同高效液相色譜儀聯用，實現在線固相萃取-液相色譜分離分析。? 附圖說明 圖1為實施例1制備的大孔有機-無機雜化整體柱的SEM圖。? 圖2為實施例1制備的外表面親水性大孔有機-無機雜化整體柱的SEM圖。? 圖3為實施例1制備的外表面親水性大孔有機-無機雜化整體柱在不同pH值和鹽濃度下對牛血清蛋白排阻測試圖。? 圖4為實施例1制備的外表面親水性大孔有機-無機雜化整體柱結構的反相測試圖。? 圖5為實施例1制備的外表面親水性大孔有機-無機雜化整體柱的抗壓性能測試圖。? 圖6為實施例1制備外表面親水性大孔有機-無機雜化整體柱連接到液相色譜儀上的在線固相萃取流程圖。? 圖7為實施例1制備的外表面親水性大孔有機-無機雜化整體柱對蜂蜜樣品中磺胺類藥物殘留的凈化圖。? 具體實施方式 ???????下面實施例用于進一步詳細說明本專利技術，但不以任何形式限制本專利技術。? ???????實施例1? （1）將2:1的有機前驅體甲基三甲氧基硅烷（MTMS）和無機前驅體四乙氧基硅烷混合，取混合物2?mL與致孔劑甲醇0.75?mL以及摩爾濃度為1.0?mol/L的催化劑濃硝酸溶液0.55?mL混合，超聲，灌入不銹鋼柱中，密封，豎直靜止在40℃水浴中反應12?h；連接在高壓輸液泵上，以0.05?mL/min的流速，分別用甲醇和N,N-二甲基甲酰胺沖洗2?h，40℃下干燥；再連接高壓輸液泵，在0.05?m本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種外表面親水性大孔有機?無機雜化整體柱的制備方法，其特征是，包括以下步驟：A、將前驅體混合物、甲醇和摩爾濃度為1.0?mol/L的硝酸按體積比為2?:?0.75?:?0.55混合，超聲、灌入不銹鋼柱內，密封，在40℃下恒溫水浴8?12?h，依次用甲醇、N,N?二甲基甲酰胺分別沖洗，干燥，再依次用甲醇、鹽酸、水、甲醇分別沖洗，通氮氣吹干殘留溶劑，得大孔有機?無機雜化整體柱，所述前驅體混合物是由甲基三甲氧基硅烷和四乙氧基硅烷按體積比為1?2?:?0?2組成；B、將大孔有機?無機雜化整體柱連接高壓輸液泵，在40℃的水浴中，通入體積比為3?:?2的甲醇和3?(2,3?環氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷的混合溶液，在0.05?mL/min的流速下持續反應6?12?h，依次用甲醇、N,N?二甲基甲酰胺分別沖洗，干燥；C、連接高壓輸液泵，用甲醇沖洗2?h，用高氯酸溶液沖洗6?12?h，再依次通入甲醇、四氫呋喃、水和N,N?二甲基甲酰胺分別沖洗，干燥，得外表面親水性大孔有機?無機雜化整體柱。

【技術特征摘要】
1.一種外表面親水性大孔有機-無機雜化整體柱的制備方法，其特征是，包括以下步驟：
A、將前驅體混合物、甲醇和摩爾濃度為1.0?mol/L的硝酸按體積比為2?:?0.75?:?0.55混合，超聲、灌入不銹鋼柱內，密封，在40℃下恒溫水浴8-12?h，依次用甲醇、N,N-二甲基甲酰胺分別沖洗，干燥，再依次用甲醇、鹽酸、水、甲醇分別沖洗，通氮氣吹干殘留溶劑，得大孔有機-無機雜化整體柱，所述前驅體混合物是由甲基三甲氧基硅烷和四乙氧基硅烷按體積比為1-2?:?0-2組成；
B、將大孔有機-無機雜化整體柱連接高壓輸液泵，在40℃的水浴中，通入體積比為3?:?2的甲醇和3-(2,3-環氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷的混合溶液，在0.05?mL/min的流速下持續反應6-12?h，依次用甲醇、N,N-二甲基甲酰胺分別沖洗，干燥；
C、連接高壓輸液泵，用甲醇沖洗2?h，用高氯酸溶液沖洗6-12?h，再依次通入甲醇、四氫呋喃、...

【專利技術屬性】
技術研發人員：呂運開，郭志勇，王金治，趙文革，秦新英，
申請(專利權)人：河北大學，
類型：發明
國別省市：河北;13