毛细管电色谱柱制备技术的进展_尤慧艳
毛细管电色谱的研究进展及其在生物大分子中的应用
毛细管电色谱的研究进展及其在生物大分子中的应用摘要】目的研究毛细管电色谱在生物大分子中的应用。
方法结合国内外有关毛细管电色谱的文献资料，综述毛细管电色谱的研究进展及其在生物大分子中的应用。
结果毛细管电色谱在分离分析生物大分子方面应用较为广泛。
结论毛细管电色谱拥有较广阔的应用前景。
【关键词】毛细管电色谱研究进展生物大分子分离【中图分类号】R318 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2012）26-0059-02毛细管电色谱(capillary electrochromatography，CEC)是将毛细管柱内填充固定相颗粒、管壁键合固定相或者制成连续床形式,以电渗流或者电渗流、压力共同驱动下使样品根据它们在固定相和流动相中分配系数不同以及电泳速率不同实现分离。
CEC技术是1974年由Pretorius等[1]首先提出的。
他们首次将电场施加到高效液相色谱柱上,显示出以电渗流作为驱动力的优越性,但当时并没有引起足够的关注。
1981年Jorgenson和Lukacs[2]在170um内径的毛细管中填充了10umPartisilODS-2,在电场作用下成功分离了甲基蒽和芘,获得了31000N/m的柱效。
这篇文章被认为是毛细管电泳和电色谱发展史上的里程碑。
此后,人们给于CEC越来越多的关注,关于CEC的研究论文也是迅速攀升。
蛋白质和核酸等物质是生命科学中一类重要的复杂生物大分子，它不仅存在于体内，而且随着生物技术的迅速发展，越来越多的在体外通过各种途径被人工制造出来，造福于人类，特别是对肿瘤的预警、诊断和治疗有着重要的意义。
生物大分子的检测基于组成复杂、成分微量或痕量的体系中,要深入探索和了解生命领域中疾病的发病机理,许多常规的分析技术已不能胜任。
近年来,毛细管电色谱(CEC)技术被应用于分子生物学领域检测生物大分子[3],为更好地将CEC技术用于分子生物学领域,建立良好的分离生物大分子的CEC方法,本研究主要对毛细管电色谱技术的研究进展及其在生物大分子中的应用进行以下综述。
《β-CDCOF毛细管电色谱柱的制备及应用研究》
《β-CD COF毛细管电色谱柱的制备及应用研究》一、引言毛细管电色谱（Capillary Electrochromatography, CE）是一种将高效液相色谱与电泳技术相结合的分离技术。
近年来，随着科学技术的不断发展，β-环糊精（β-CD）作为固定相的毛细管电色谱柱因其良好的分离效果和广泛的适用性，受到了广泛关注。
本文旨在探讨β-CD COF（共价有机框架）毛细管电色谱柱的制备方法及其在各类分析中的应用研究。
二、β-CD COF毛细管电色谱柱的制备1. 材料与设备制备β-CD COF毛细管电色谱柱所需材料包括：β-环糊精、共价有机框架材料、毛细管、光敏剂等。
设备包括：毛细管拉制机、紫外光照射仪、干燥箱等。
2. 制备方法（1）清洗毛细管：首先，对毛细管进行清洗，去除表面杂质，保证电色谱柱的分离效果。
（2）固定相涂层制备：将β-CD和共价有机框架材料按照一定比例混合，利用紫外光照射使其固定在毛细管内壁形成固定相涂层。
（3）制备成柱：在形成固定相涂层的毛细管两端加入适当长度的聚酰亚胺等作为基质，制备成电色谱柱。
三、β-CD COF毛细管电色谱柱的应用研究1. 生物大分子分离由于β-CD对生物大分子具有良好的亲和力，使用β-CD COF 毛细管电色谱柱对生物大分子进行分离效果显著。
可广泛应用于蛋白质、多肽、核酸等生物大分子的分离和纯化。
2. 药物分析β-CD COF毛细管电色谱柱在药物分析中具有广泛应用。
可以用于药物有效成分的分离、药物代谢产物的分析以及药物与生物大分子的相互作用研究等。
3. 环境分析利用β-CD COF毛细管电色谱柱对环境中的污染物进行分离和检测，如重金属离子、有机污染物等。
该技术具有高灵敏度、高分辨率等优点，为环境监测提供了有力支持。
四、结论本文研究了β-CD COF毛细管电色谱柱的制备方法及其在生物大分子分离、药物分析、环境分析等领域的应用。
实验结果表明，β-CD COF毛细管电色谱柱具有良好的分离效果和广泛的应用前景。
手性有机聚合物毛细管电色谱整体柱研究进展
ｙ ａ ｓ Ｃｈｒ ｌ ｍｏ ｏ ｉ ｉ ｃ ｌ ｍ ｎ ｃ ｎ ｖ ｉ ｔ ｅ ｒ ｂ ｅ ｓ ｎ ｏ ｎ ｅ ｅ ｉ ｃ ｒ ｌ ｐｅ ｔ ｂ ｌ ｒ ｎ ｅ ｒ． ｉａ ｎ ｌ ｈ ｃ ｏｕ ｔ ｓ ａ ａ ｏｄ ｈ ｐ ｏ ｌｍ ｅ ｃ ｕ ｔ ｒ ｄ ｎ ｈｉａ ｏ ｎ—ｕ ｕ ａ ａ ｄ ｃ ｉａ ｏ ｖ ｎ ｉｎａ ａ ｋ ｄ ｃ ｌ ｈ ｒ ｌｃ ｎ ｅ ｔｏ ｌｐ ｃ ｅ ｏｕｍｎ ． Ｓ ｍｉａ ｏ ｃ ｉａ ｉｉａ ｂａ ｅ ｏ ｏ ｉ ，ｃ ｉａ ｒ ａ ｃ ｐｏｙ ｒ ｓ ｉ ｌｒｔ ｈ ｒ ｌｓｌｃ — ｓ ｄ ｍ ｎ ｌｔ ｈｓ ｈ ｒ ｌｏ ｇ ｎｉ ｌ ｍｅ —
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合法” 和 “ 手性修 饰法” 两种 ，虽然前者制 备简 单并广泛 应用于 早期研 究 ，但 聚合混合 液成分 的微小 改变 即可引起最终聚合物的形态变化 ，并且大部分带丙烯基 的手性选 择剂较难 从市场购买 。凶此 ，手性修 饰法因 作为手性选择剂基质的整体柱制备且优化 只需进 行一次 的优势而 受到普 遍关 注。亲核取代 、杂环开环和点击 化学是常用的修饰手段 该文总结了这两种制备方法的应用 ，同时对未来的研究方 ｒ提出参考Ｉ ｕ Ｊ 生意见。
《β-CDCOF毛细管电色谱柱的制备及应用研究》
《β-CD COF毛细管电色谱柱的制备及应用研究》一、引言随着生命科学、环境监测和药物分析等领域的快速发展，对高效、快速和准确的分离分析技术提出了更高的要求。
毛细管电色谱（Capillary Electrochromatography, CEC）作为一种新兴的分离分析技术，以其高分离效率、高灵敏度和低样品消耗等优点备受关注。
β-环糊精（β-CD）作为一种具有独特分子结构的化合物，在毛细管电色谱柱的制备中具有广泛的应用前景。
本文旨在研究β-CD COF（共价有机框架）毛细管电色谱柱的制备方法及其在分离分析中的应用。
二、β-CD COF毛细管电色谱柱的制备1. 材料与试剂制备β-CD COF毛细管电色谱柱所需材料包括：β-环糊精、共价有机框架材料、毛细管、溶剂等。
所有试剂均为分析纯，使用前需进行适当的处理。
2. 制备方法（1）选择合适的毛细管，进行预处理，如清洗、涂覆等，以提高其表面性能。
（2）将β-CD与共价有机框架材料混合，制备成均匀的涂层溶液。
（3）将涂层溶液均匀涂布在预处理后的毛细管内壁，进行干燥和固化处理，形成β-CD COF涂层。
（4）将涂层毛细管进行切割、连接等处理，制备成完整的毛细管电色谱柱。
三、β-CD COF毛细管电色谱柱的应用研究1. 药物分析应用β-CD COF毛细管电色谱柱具有优异的分离性能和良好的生物相容性，适用于药物分析领域。
通过优化实验条件，该电色谱柱可实现对多种药物的有效分离和检测，为药物质量控制和药效研究提供有力支持。
2. 环境监测应用β-CD COF毛细管电色谱柱还可应用于环境监测领域，如水体中有机污染物的检测。
通过优化色谱条件，该电色谱柱可实现对水体中多种有机污染物的有效分离和检测，为水环境治理和生态保护提供技术支持。
3. 食品分析应用β-CD COF毛细管电色谱柱在食品分析领域也有广泛应用。
通过对食品中添加剂、农药残留等有害物质的分离和检测，为食品安全监管提供有力保障。
毛细管电色谱中整体式高聚物毛细管柱技术的进展
１７ ９ ４年 Ｐｅｏ ｏｓ ｒｔ ｕ 等 第 一 次 实现 Ｃ Ｃ分 离 以来 ， Ｅ ｉ ｒ Ｅ Ｃ Ｃ已受 到越 来 越 广 泛 的关 注 。进 入 ９ ０年 代 后 ， 一 这
比小 、 容 量 低 ， 受 到一定 的 限制 。 柱 亦
整 体式 毛 细 管 电 色谱 是通 过 在 毛 细 管 内原 位 聚合 或 固化 的 方 法 ， 成 具 有 均 一 多 孔 结 构 的 整 体 式 制 固定 相 ， 以电渗 流 为 驱 动力 的 毛 细 管 电色 谱 技术 。同填 充式 毛 细 管 电 色谱 相 比 ， 体式 毛 细 管 电色 谱 并 整 由于 使用 了原 位 聚 合技 术 ， 毛 细 管柱 的制 备 特别 简 单 ， 且 没 有 塞 子 效 应 ； 时 聚 合 单 体 的 选 择 范 围 使 并 同 宽 ， 以得 到不 同性 质 的聚 合 柱 ， 而 可满 足 不 同样 品 的分 析 要 求 。 同开 管 毛 细 管 电色 谱 相 比 ， 具 有 可 从 它
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第 ３ ０卷
２０ ０ ２年 ６ 月
分 析 化 学 （ Ｅ Ｘ Ｕ Ｘ Ｅ） 评 述 与 进 展 Ｆ Ｎ ＩＨ Ａ Ｕ
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流 淌 度 。在 Ｃ Ｃ中 ， 质 的保 留机 理 包 括 ： 质 在 固定 相 和流 动相 间 相 互 作 用 的不 同和 本 身 的 电 泳 淌 Ｅ 溶 溶 鏖 的 不 同 。对 于 中性 化 合 物 ， 。 零 ， 完 全 由 为 决 定 ， 为 纯粹 的 色 谱 过 程 ； 于 不 被 固定 相 保 留 的 即 对 化 合 物 ， 为零 ， ＝ 。 ／ ， 映 纯粹 的 电泳 过程 ； 于 有保 留 的 带 电化 合 物 ， 谱 和 电 泳 机 理 同 时起 反 对 色 作用 ， 因此 Ｃ Ｃ既 能分 离 中性 化 合 物 ， 能 分 离带 电化合 物 ， 于 复 杂样 品有 很 强 的分 离 潜力 。 Ｅ 又 对 在 Ｃ Ｃ中 ， 渗 流 ， 用 下式 表 示 ： Ｅ 电 可
毛细管电色谱柱制备技术及其进展
综述 收稿日期:2004204206 基金项目:烟台师范学院青年科学基金资助项目 作者简介:瞿其曙(1973—),男,讲师,理学博士,主要从事分离技术研究.毛细管电色谱柱制备技术及其进展瞿其曙,徐 强,王玉宝,刘军深,胡玉才,王孝 (烟台师范学院化学与材料科学学院,山东烟台264025)摘要:综合评述了毛细管电色谱柱的类型及制备技术的进展情况.关键词:毛细管电色谱;分离柱;制备中图分类号:O65718 文献标识码:A 文章编号:100424930(2004)0320215206 毛细管电色谱柱在毛细管电色谱(CEC )分离体系中占据最重要的地位,它具有双重作用:一是作为固定相,承担对分离对象的分离任务;二是在其表面形成双电层,在电场作用下产生电渗流,作为推动力.因此,在过去的几年中,针对CEC 特点的柱制备技术受到极大地关注并取得了一些研究成果.CEC 分离柱主要分为三种类型:填充柱、开管柱和整体柱.本文主要对毛细管电色谱柱的类型及制备技术的进展情况进行综合述评.1 填充柱 填充柱是CEC 分离中用得最多的一种分离柱,这主要是因为CEC 在很大程度上继承了高效液相色谱(HPLC )的柱技术.事实上,早期使用的CEC 分离柱完全是采用HPLC 的填料和填充技术制得的,现在,有70%的分离柱仍采用此技术.但由于CEC 的填料应该具有的双重作用,被广泛使用且商品化的HPLC 填料不一定适合作为CEC 的固定相.因此,选择适合CEC 特点的填料是获得高分离能力CEC 柱的重要前提.111 CEC 柱填充材料 HPLC 中烷基化的二氧化硅(SiO 2)反相填料被广泛用作CEC 中的填充固定相.这种填料表面残存的硅羟基,在流动相中p H >213时会在电场作用下产生电渗流(EOF ),且EOF 的大小与p H 值的大小密切相关,p H <5时,EOF 很小;p H >10时,这种SiO 2填料会逐渐溶解.为了获得EOF 稳定而高速的填料,Smith 等人使用一种强离子交换型填料(SCX )料获得了高达几百万的理论塔板数,但由于这类固定相存在无法分离中性化合物的缺点,一直未被重现.Zhang 和El Rassi 发明了一种混合模式的填料,其表面同时具有离子基团(如磺酸或四氨基基团)和碳链,可以同时具有高选择性和稳定性的快速EOF 流速,这是目前CEC 中很有发展前途的一种固定相[1]. 对颗粒表面进行适当修饰后用于手性分离是当今填充固定相研究中的另一个热门领域.常用的手性填充固定相(CSP )主要有多糖(环糊精、纤维素衍生物)、大环抗生素和分子印记聚合物三类.文[2]采用磺酸钠覆盖的β2cd 修饰115μm SiO 2颗粒,这种手性固定相具有三个识别点,因此对许多化合物都具有很强的手性分离能力.文[3]用纤维素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)和直链淀粉-(3,5-二甲基苯基甲酸酯)修饰的5μm SiO 2颗粒,采用反相CEC 分离模式进行手性拆分,并详细考察了诸多影响因素对分离的影响.文[4]制备了荷正电的纤维素衍生物作为CSP ,并发现这类固定相具有更大的EOF ,因而可以实现快速手性分离.大环抗生素替考拉宁(te 2icoplanin aglycone )分子中有多个手性中心和手性空腔,有很强的手性识别能力.文[5]用替考拉宁对12种以上的糖肽进行分离,获得了10000—300000理论塔板数/m 的分离效率.文[6]采用沉淀聚合的方法制备了以(s )2奈心安为 烟台师范学院学报(自然科学版) Y antai Normal University Journal (Natural Science )2004,20(3):215—220 印迹的微球形聚合物,在CEC分离模式下,奈心安的对映体不到75s便实现了基线分离. 以上采用的手性选择剂均为大分子,存在着单位面积选择中心少的缺点,为此,文[7]开发出两种小分子的化合物———N2(3,52二氯苯甲酰)2 o2烯丙基酪氨酸和N2(3,52二氯苯甲酰)212胺基2甲基丁烷磷酸作为手性选择剂.实验结果显示,它们都具有很强的手性拆分能力(375000理论塔板数/m).112 CEC柱填充材料的粒径及孔径对分离效率的影响 在填充柱色谱分离过程中,涡流扩散、轴向分子扩散和溶质在流动相与固定相之间的传质阻力对理论塔板高度的贡献可用以下半经验公式表示H=A・d4/3pD1/3mu13+2γD mu+Cd2pD mu.(1)式中,A,C分别表示涡流扩散和传质阻力的无因子参数,d p为填充颗粒的平均直径,u为平均线速度,D m为溶质在流动相中的扩散系数,γ为曲折系数(tortuosity factor),其典型值为015—017.(1)式显示,在不影响EOF大小的情况下,CEC 填充柱中填充颗粒的直径越小可获得的柱效应该越高.20世纪90年代初,CEC普遍使用的是HPLC中经典的5μm十八烷基二氧化硅填料(octadecyl silica,ODS).90年代后期,3μm颗粒成为HPLC的标准填料,并在CEC中被大量使用,CEC的理论塔板数也如理论预测的那样,从10万每米左右增长到约20万每米.Yan等人则采用115μm C18无孔SiO2填料在2min内成功分离了硝基芳香类化合物,并获得了高达700000理论塔板数/m.亚微米的SiO2填料也曾被成功用于CEC分离.文[8]使正硅酸四乙酯(TEOS)和乙烯基三乙氧基硅烷反应,制备了粒径为350nm的有机2无机杂化颗粒,再用聚(苯乙烯2二乙烯基苯)对颗粒进行了表面修饰,对一组芳香烃化合物获得了高达220000理论塔板数/m的分离效率.文[9]制备了粒径为015μm的SiO2颗粒并将其用作CEC分离填充相,但最高也只获得了290000理论塔板数/m,小于理论预测值3倍.造成这一结果的原因,一方面是由于在使用亚微米颗粒作为填充相时,轴向扩散取代了涡流扩散成为控制因素;另一方面,因为填充如此小的颗粒过于困难,且很容易填充不均匀,使分离效率下降.因此,目前在CEC中使用3μm颗粒是最合适的. Li和Remcho最早研究了填充颗粒上的孔径对分离效率的影响.结果表明,分离效率随着孔径的增大而提高.主要原因可能是由于小孔内产生的电渗流促进了传质过程.113 CEC柱填充技术对分离的影响 有4种柱填充技术曾被成功用CEC分离柱的制备[10],即经典的匀浆填充法、超临界CO2流体匀浆填充法、电动填充法和离心力填充法.其中,电动填充法比较引人注目,因为它可以方便地填充粒径很小的颗粒,但这种方法不适用于填充电中性颗粒,而且所填充的颗粒粒径分布必须尽量窄,否则将造成填充不均匀.不管采取那种填充方法,都需要多个步骤和熟练的技巧才能获得具有高分离效率和良好重现性的分离柱.114 CEC填充柱两端塞子的性能对分离的影响 填充柱两端需要塞子以防止填充颗粒的流失.在HPLC中,可以采用离柱的不锈钢塞子,但不适用于CEC.因为CEC采用的柱内径很小,离柱的塞子可能导致过大的死体积,因此,必须采用在柱的塞子来减小柱外的区带扩散.目前,制备塞子的方法主要有4种[11]:硅酸钾2甲酰胺聚合形成的SiO2气凝胶塞子、烧结填充固定相法制备的塞子、溶胶2凝胶(sol2gel)法固结固定相获得的塞子和多孔有机聚合物塞子.然而,无论是何种方法制作的塞子,都存在着或多或少的缺点.导致如分离速度过慢、重现性差及在塞子和填料之间易产生气泡等.在实际操作中为了避免气泡的出现,不得不在分离柱两端加压,这又增大了操作的复杂性. 为了在填充柱中避免使用塞子,Lord和Mayer等分别将毛细管两端拉成锥形.他们发现,若将115μm颗粒填入100μm内径管中,只要将毛细管的内径拉到15μm就不会有颗粒流失,这主要是由于颗粒会在端面形成架桥效应(key2 stone effect).文[12]利用这一效应,直接在100μm内径的分离柱两端连接了两根50μm内径的毛细管(代替原技术中的锥形管),在其中填充5μm内径颗粒并取得了成功,获得了200000理论塔板数/m.不过这项技术在填充亚微米量级的颗粒时一般不用,因为所用的阻止填料流失的216 烟台师范学院学报(自然科学版)第20卷 毛细管必须很细,这势必会降低检测的灵敏度.2 开管柱 开管柱(ot2CEC)避免了繁琐的颗粒填充过程,也免去了制备塞子.但ot2CEC的柱容量比填充柱(p2CEC)要小好几个数量级,而且由于传质阻力较大,ot2CEC的管径必须很小,通常为10—25μm,这又相对增加了检测的困难. 增大ot2CEC柱容量的方法很多,如有机聚合物涂层[13]、表面蚀刻接上有机配位体[14,15]、动态纳米颗粒作为假固定相[16]、sol2gel表面涂层[17,18]等.上述方法中,动态纳米颗粒作为假固定相的技术很引人注目,因为它的柱容比普通ot2 CEC高,又不需要像p2CEC那样进行繁琐的填充工作,且不存在柱子污染问题.但这种技术不能采用普通的光检测法,只适用于联用质谱等检测仪器,这在一定程度上限制了该技术的推广.有关sol2gel表面涂层技术的研究成果较多,Guo和Colón同时使用TEOS和八烷基三乙氧基硅烷(C82TEOS)作为前驱物,在酸性条件下于乙醇水溶液中水解,在石英管内壁可同时获得SiO2的sol2gel层和C8修饰层.该方法简单,效果好.文[18]发展了Colón等人的技术,他们在柱子部分得到干燥的情况下将0101mol/L NaOH压进柱内,停留5min后,柱子的表面积显著提高.包含巯基的有机化合物可以自发吸附于金的表面形成有序的自组装单分子层.文[19]利用这一特性,将十二烷基巯基修饰的纳米金颗粒固定于石英管内壁形成固定相,在ot2CEC分离模式下获得了很好的分离效果. 虽然人们在增大ot2CEC的表面积方面做了许多工作,但是ot2CEC的柱容量仍然偏小,加上无法解决的检测光程过短的缺点,ot2CEC一直没有被广泛使用.3 整体柱 整体柱一直是近年来的研究热点.因为它具有与填充柱相近的柱容量,且大多数整体柱都不需要进行颗粒填充.整体柱制备技术是从HPLC 柱技术发展而来的[20],现在已被成功用于CEC 分离柱的制备,有些类型的整体柱已经商品化.目前,整体柱按其制备方法主要分为三种类型:固定填充固定相型、聚合物型和硅胶型.311 固定填充固定相型整体柱 该类整体柱的制备方法是,首先在毛细管柱中进行颗粒填充,然后通过拉制、高温烧结,sol2 gel或聚合等技术获得整体柱.Horváth等人先采用匀浆法制备填充柱,再用NaHCO3、水和丙酮分别清洗填充柱,分别在120℃和360℃下对填充柱进行热处理,最后重新键合上C18.与普通柱相比较,这种整体柱的机械强度和稳定性都得到了改善,但是,高温破坏了已键合的C18,因此,不得不进行再次键合.Chirica和Remcho先采用匀浆法填充ODS颗粒制备填充柱,然后将硅酸盐溶液压过填充柱,在160℃下干燥.所得的整体柱具有活性位点,会造成峰拖尾,而且制备周期过长.Tang 等人先采用超临界CO2填充颗粒,然后将由四甲氧基硅烷(TMOS)和乙基三甲氧基硅烷混合而成的溶液灌入毛细管填充柱中,再用超临界CO2流体干燥,最后分别在120℃和250℃下加热处理5h,获得了高达410000理论塔板数/m的整体柱.Dulay等人则采用sol2gel技术制备这类整体柱.他们将ODS颗粒超声混匀于TEOS溶液中,然后填入75μm内径的毛细管中,在100℃下加热形成整体柱.这一制备过程若控制不当,很容易出现塌陷,而且即使条件控制得非常好,最高也只获得了80000理论塔板数/m.Henny等人对上述制备方法进行了修饰,将柱效提高到100000理论塔板数/m. 以上这些制备整体柱的方法虽解决了柱的稳定性问题,但必须在柱制备塞子,有诸多不便.312 聚合物整体柱 制备聚合物整体柱的材料来源广泛,制得的整体柱适用的p H范围广,因而,在近几年里发展很快.根据整体柱制备时选用的单体及交联剂的不同,聚合物整体柱可分为四类,即聚丙烯酰胺类、聚苯乙烯类、聚甲基丙烯酸酯类和分子烙印整体柱. 1)聚丙烯酰胺类整体柱 制备该类整体柱所采用的功能单体主要丙烯酰胺、N2异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸丁酯和N2烯丙基二甲胺等,交联剂为二丙烯酰哌嗪、N,N′2亚甲基二丙烯酰胺(B IS)等.Fujimoto等人采用高溶胀性交联凝胶CEC柱分离中性化合物.他们将异丙 第3期瞿其曙,等:毛细管电色谱柱制备技术及其进展217基丙烯酰胺、22丙烯酰胺基222甲基212丙磺酸(AMPS)和N,N′2亚甲基二丙烯酰胺混合溶液在毛细管内热引发自由基聚合,得到了高溶胀的聚合物整体柱.实验结果表明,随着AMPS浓度的升高,EOF流速也线性增加.当采用叔胺和季胺作聚合物的功能单体时,EOF会反向.用这种整体柱分离甾类化合物可获得160000理论塔板数/米.另外,这类凝胶柱是UV透明的,因此可以在凝胶柱上检测,灵敏度比在非固定相柱上检测能提高(1+k′)倍.几乎在同一时间,Hjertén等人报道了高度交联的聚丙烯酰胺整体柱,但是最初使用的方法比较复杂,包括两步聚合及表面键合等多个步骤.与Fujimoto的制备方法相比,该法得到的整体柱的强度要高得多,且C18量较高,可以有效提高柱载量和分离度.使用该柱分离芳烃,柱效可达120000理论塔板数/m.为了进一步提高这种聚合物整体柱固定相的疏水性,Hjertén等人采用了疏水性更强的单体,如甲基丙烯酸十八烷酯或甲基丙烯酸丁酯.他们又加入表面活性剂以解决单体与水溶液之间的互溶问题,并发展了一步原位聚合反应技术,还针对梯度分离蛋白质,建立了二甲基二丙烯氨盐为EOF载体的聚合物整体柱制备方法.文[21]发明了可方便调整硬度和孔径的整体柱制备方法,并取得了很好的分离效果.Novotny等人在水2丙烯酰胺溶液中添加N2甲基甲酰胺,并根据疏水官能团的疏水性,调节N2甲基甲酰胺在水相溶液中的比例,解决了疏水官能团与水相溶液之间的互溶问题.还在反应体系中加入聚环氧乙烷(PEO),使柱效得到改善.使用聚合物整体柱实现了对许多实际样品的分离. 2)聚苯乙烯类整体柱 该类整体柱所使用的单体种类较少,主要为苯乙烯、氯甲基苯乙烯和二乙烯基苯等.Horváth等人将氯甲基苯乙烯、二乙烯基苯和偶氮二异丁腈(A IBN)在致孔剂的存在下聚合成柱,然后将季胺基团引入固定相中.这种整体柱的固定相表面带有正电荷,被用于反相模式下分离酸性和碱性的多肽,可获得200000理论塔板数/m.然而,待分离物质的淌度会随着缓冲液中乙腈加入量的增加而降低,使分析时间大大增长.Zhang等在反应混合物中添加了甲基丙烯酸和甲苯,然后进行聚合,使羧基成为EOF 的承载体,用其对具有不同取代基的芳香化合物进行分离,获得了150000理论塔板数/m. 3)聚甲基丙烯酸酯类整体柱 该类整体柱的制备方法非常简单[22],制备时,无论毛细管柱有没有经过预处理,都可以在柱内进行聚合反应,获得性能较好的聚合物整体柱.聚合反应可以在水浴锅内被热引发,也可采用紫外引发.聚合完成后,未反应的物质可以通过高压泵或使用EOF排出柱外.另外,在极端p H(如p H=2或12)下,该类整体柱具有很好的稳定性,其所带有的磺酸基官能团也能保持稳定,这样就可以获得p H稳定的EOF,分离时重现性较好.文[23]将含有手性选择性的单体作为反应单体,制备了具有手性的聚合物整体柱,实现了在CEC模式下拆分手性化合物.文[24]用22(羟基磺酸)乙基甲基丙烯酸酯和乙烯基二甲基丙烯酸酯共聚,获得了强阳离子和反相分离模式共存的混合模式整体柱,用于肽分离获得了280000理论塔板数/m的分离效率.该类整体柱具有很好的发展前途. 4)分子烙印类整体柱 分子烙印是合成对烙印分子具有预定分子识别能力的聚合物的一种方法,近年来受到了越来越多地关注[25].采用一般方法制得的分子烙印聚合物(M IPs)通常是块状的,装柱前需研磨成25μm左右无定形颗粒.由于均匀度和强度均较差,会造成严重的色谱峰展宽和拖尾.为了解决这一问题,Karube等人将烙印分子、功能单体及交联剂在不锈钢柱内聚合成分子烙印整体柱.但是,他们获得的烙印物质的孔径过小,从而限制了这种技术的应用.1997年, Nilsson等报道了超大孔烙印聚合物整体柱,并成功分离了心得安、甲氧乙心安和ropivacaine的对映体.Lin等人采用加热至60℃引发聚合反应制备了分子烙印聚合物整体柱,但制得的整体柱聚合物的密度较高.烙印整体柱的柱效一般都比较低,因此,寻找新型交联剂、提高分子烙印聚合物孔径的均匀性将是今后的研究重点. 总体来说,聚合物整体柱具有较好的重现性,选材料范围广且易于制备,适用的p H范围广泛.但是,这类整体柱存在着溶胀、受热易变形及机械性能差等缺点.313 硅胶整体柱 与聚合物整体柱相反,硅胶整体柱在机械性能和耐溶剂方面具有一定的优越性.制备硅胶整体柱一般采用的是sol2gel法,但由于这种技术相对较难,研究的人并不多.Fields最早报道了将硅胶整体柱用于CEC分离.他使硅酸钾和甲酰胺溶218 烟台师范学院学报(自然科学版)第20卷 液反应,获得了孔径在012—310μm的网状SiO2气凝胶整体柱.用这种方法制备的硅胶整体柱柱体易出现收缩和破裂,导致柱效较低甚至完全失去分离能力.另外,这类整体柱固定相比表面积太小,保留值不稳定.文[26]利用sol2gel技术成功制备了性能优越的硅胶整体柱.他们将TEOS,聚环氧乙烷及催化剂乙酸混合均匀后放入模子里让其成胶,用不同溶剂对其小心清洗,然后在高温下加热干燥,最后对其表面进行键合.制得的整体柱结构非常均匀,对烷基苯类化合物的分离效率达到240000理论塔板数/m.文[27]通过物理吸附作用将抗生素蛋白吸附于此类硅胶整体柱表面,对12种手性化合物实现了基线拆分.文[28]分别用β2CD和γ2CD修饰这种整体柱拆分丹酰2DL2苏胺酸,获得了高达500000理论塔板数/m的分离效率.但该法在成胶、干燥过程中很容易发生开裂,且制备过程较为复杂,所需时间也比较长.文[29]用甲基三乙氧基硅烷和TMOS反应,并在其中分别添加牛血清蛋白和卵类粘蛋白,一步反应直接获得了具有手性分离能力的硅胶整体柱,该方法条件温和、简单,很适合蛋白质的手性拆分. 随着电色谱柱制备技术的发展,各种适合电色谱分离特点的固定相不断被开发出来,使得电色谱技术的分离能力和应用范围不断增大.相信在不远的将来,电色谱技术将在生物医学、环境科学、食品及石油化工等各个领域得到更为广泛的应用.参考文献:[1] Steiner F,Lobert T.Characterization of strong cationexchangers and sulfonic acid alkyl mixed mode mate2rials as stationary phases for capillary electrochroma2tograpy[J].Chromatographia,2003,58:207—2111 [2] G ong Y H,Lee H K.Application of cyclam2cappedcyclodextrin2bonded silica particles as a chiral station2ary phase in capillary electrochromatography forenantiomeric separations[J].Anal 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毛细管电泳涂层柱技术的进展
文献综述毛细管电泳涂层柱技术的进展Ξ康经武 陆豪杰 欧庆瑜中国科学院兰州化学物理研究所 兰州提 要 毛细管电泳涂层柱是解决蛋白质在毛细管壁吸附的最有效的方法∀较为系统地综述了毛细管电泳涂层柱的几种制作方法 指出了毛细管电泳涂层柱 包括毛细管电色谱柱 的发展趋势 引用文献 篇∀关键词 毛细管电泳 涂层柱 蛋白质 吸附分类号 Ù前言年代以后 毛细管电泳 分离技术得到了迅速发展 并日益受到重视∀根据 等 的理论 蛋白质等生物大分子由于具有很小的分子扩散系数 因此在 体系中分离时就可能达到上百万的理论塔板数∀然而 由于毛细管内壁对蛋白质的吸附作用 实际的分离柱效很难达到理论预测的那样高 对于碱性蛋白质更糟 常使谱带拖尾 分离度变差 吸附严重时甚至测不出信号∀为了克服毛细管壁对蛋白质的吸附作用 人们采用各种方法 采用极端 值 ∗ 或 的缓冲溶液 采用无机和有机添加剂的方法 缓冲液中含有高浓度的中性盐 或有机添加剂如二胺类 两性电解质 等都能有效地抑制蛋白质的吸附 对毛细管内壁进行改性 这主要是指采用物理涂敷或化学键合以及交联等方法 在毛细管壁形成单分子层或交联的涂层∀通过涂层来阻止蛋白质与毛细管壁的相互作用 以达到减小蛋白质吸附的目的∀由于涂层改变了毛细管壁的状态 因而也会引起电渗流的变化∀电中性的涂层会抑制电渗流 若是带正电的高分子涂层则会使电渗流减小甚至反转∀比较而言 第三种方法最有效∀一些重要的 分离模式 如毛细管等电聚焦和区带电泳 用于分离蛋白质时 以及最近发展起来的无胶筛分在分离分析核酸时 对毛细管柱涂层都有很强的依赖性∀近年来 随着毛细管电泳涂层柱技术的不断成熟和发展 一些商品化的 涂层柱开始被越来越多的用户所接受∀本文对 涂层柱技术的发展进行了系统的综述 并对其发展前景进行了预测∀毛细管电泳涂层柱制备的几种方法单分子层化学键合型毛细管电泳柱在 发展初期 在毛细管壁表面键合一层二醇基的硅烷化试剂用以抑制毛细管壁对蛋白质的吸附作用 效果并不理想∀ 等 将麦芽糖键合于毛细管壁 在 ∗ 之间能有效地抑制毛细管壁对蛋白质的吸附 但使用寿命很短∀他们将Χ 缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅氧烷二醇基键合于毛细管壁 缩水甘油基经水解后 形成二醇基型的单分子涂层 分离效果比前者要差∀ 将五氟苯甲酰基通过 键合于毛细管壁 在 的 Ù 的 缓冲液条件下 对 种酸性和碱性蛋白质进行了分离 对溶菌酶的分离柱效为 ≅ 塔板数Ù 但是作者采用的缓冲溶液浓度很高∀ 和 先用十八烷基三氯硅烷对毛细管壁进行处理 然后用 等非离子表面活性剂在形成的 涂层上涂敷一层亲水性的顶层 以阻止蛋白质与毛细管壁和 涂层的相互作用∀由于在运行过程中表面活性剂会逐渐流失 因此需要在缓冲溶液中加入 的 ∀该柱在 ∗ 之间运行时 电渗流随溶液 值的变化比较平缓 在 时 溶菌酶的分离柱效可达 ≅ 塔板数Ù 各种酸 碱性蛋白质的回收率大于 ∀ 等 以Χ 缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅氧烷作为双官能团试剂将第 卷第 期色 谱 年 月Ξ本文系国家自然科学基金和中科院兰州化学物理研究所所长择优基金资助项目通讯联系人本文收稿日期 修回日期键合于毛细管壁 起到了一定的抑制毛细管壁对蛋白质的吸附作用 但是效果并不理想∀ 等 用上述方法重复键合 次 分离碱性蛋白质的效果要好得多 说明对毛细管柱进行多次涂敷可以与毛细管壁上的硅羟基充分键合 这样就有效地覆盖了毛细管壁上的活性吸附点∀在 的 Ù 磷酸盐缓冲液的条件下 对 种碱性蛋白质进行了有效的分离 平均分离柱效可达到 ≅ 塔板数Ù 柱寿命超过了 ∀ 等 以双 羟乙基 胺基丙基三乙氧基硅烷作为硅烷化试剂处理毛细管壁 然后与聚乙二醇 反应 在毛细管表面形成一层聚乙醇 单分子涂层 再用碘甲烷与仲胺基反应使其转化为季铵离子 最后用三甲氧基硅烷将毛细管壁上剩余的硅羟基反应掉∀这种涂层的特点在于当溶液的 值低于 时电渗流会发生反转∀物理吸附涂层等 在毛细管内壁涂敷一层聚乙烯亚胺 该涂层通过亚胺离子所带的正电荷与毛细管壁上的负电荷相互作用使涂层吸附在毛细管壁上∀然后将三乙胺和双缩水甘油醚基乙二醇的混合溶液注入毛细管中与涂层进行交联反应∀经这样处理的涂层在一定的酸度范围内带正电 因此在 ∗ 的酸度范围内电渗流随溶液 值的增大而减小 甚至出现电渗流的反转∀在 的 Ù 磷酸盐缓冲溶液条件下 依靠反转的电渗流对 种酸性和碱性蛋白质进行了同时分离 他们对分离柱效和柱的重现性未作报道∀另一种这一类涂层方法是由 等 报道的 他们将预先涂敷于毛细管壁上的谷胺酸甲酯Ν 羧酸酐通过热交联方法使其在毛细管壁上形成一层谷胺酸甲酯的交联聚合物涂层 但是未能取得好的结果∀ 等 采用动态涂柱法在毛细管壁涂敷一层聚乙烯醇 然后加热使其固化在毛细管壁上 由于经热处理的聚乙烯醇发生晶形变化后难溶于水 所以该涂层柱在 ∗ 的范围内都能保持稳定 并且使电渗流降至很低∀在 时 对 种碱性蛋白质进行了分离 分离柱效为 ≅ ∗ ≅ 塔板数Ù 而且该制柱方法简单 容易操作∀最近 等 用 聚氧乙烯溶液作涂柱液 用动态法将聚氧乙烯涂敷在毛细管壁上 聚氧乙烯分子与毛细管壁上的硅羟基通过氢键相互作用吸附于毛细管壁上 能较好地抑制蛋白质吸附和电渗流∀ 等 发现将高分子量的聚乙烯亚胺涂在毛细管壁上 不经过固载化处理 在 ∗ 范围内也能保持较好的稳定性 并且起到了很好的抑制蛋白质吸附的作用∀选用 的缓冲液 分离柱效为 ≅ ∗ ≅ 理论塔板数Ù ∀化学键合的高分子交联涂层通过双官能团试剂在毛细管壁上键合一层线性的聚丙烯涂层 起到了很好的抑制电渗流和毛细管壁对溶质吸附的作用∀ 等 用这种涂层柱成功地在毛细管中实现了等电聚焦分离方法∀之后 许多 工作者大都采用这一方法进行毛细管壁的修饰∀为了提高涂层在碱性溶液中的抗水解能力 等 用格氏试剂 代替 所用的双官能团试剂对毛细管内壁的 进行处理 生成的 键比 具有更好的抗水解能力∀经这样预处理的毛细管柱再键合上线性的聚丙烯酰胺 可以在 ∗ 的酸度范围内使用∀但是该方法对操作条件要求比较苛刻 而且在进行柱的预处理时容易堵柱∀ 等 采用长碳链的硅烷化试剂 对毛细管壁进行预处理 然后再键合上线性或交联的聚丙烯酰胺∀用这种方法制备的毛细管涂层柱在 ∗ 的酸度范围内均保持稳定∀在 条件下 对碱性蛋白质的分离柱效高达 ≅ 塔板数Ù 在 的碱性条件下对酸性蛋白质的分离柱效也达到了 ≅ 塔板数Ù ∀该涂层具有很好的柱稳定性和迁移时间重现性∀ 等 将各种亲水性的凝胶通过双官能团键合在毛细管壁上 这种涂层的特点既可抑制毛细管壁对蛋白质的吸附 又可以保持较大的电渗流∀对碱性蛋白质分离柱效最高可达 ≅ 塔板数Ù 对酸性蛋白质的分离柱效可达 ≅ 塔板数Ù ∀ 等 报道了一种快速而简便的制柱方法∀他们将各种中等极性的气相色谱固定相 如 等 分别与六甲基二硅胺烷以及引发剂制成混合溶液涂在毛细管壁上 通过热处理使涂层的交联和键合同时发生∀该柱用于分离碱性蛋白质时分离柱效最高可达 ≅ 塔板数Ù ∀我们也建立了一次性制备交联键合型聚丙烯酰胺涂层柱的方法 分离碱性蛋白质的平均柱效可达 ≅ 塔板数Ù ∀等 采用了一种新的思路对毛细管电泳柱的表面进行预处理 使涂层的抗水解能力得到很大的提高∀他们采用的硅烷化试剂是含 的乙烯基和 甲基的端羟基聚硅氧烷 用静态法涂敷在毛细管中∀在室温下交联并键合于毛细管壁期 康经武等 毛细管电泳涂层柱技术的进展然后将丙烯酰胺和引发剂混合溶液注入毛细管中 在疏水的硅氧烷亚涂层上键合一层亲水的线性聚丙烯酰胺涂层 实验表明经甲醛交联的聚丙烯酰胺涂层不仅在分离柱效上比线性的涂层高 而且稳定性也要好得多∀他们使用这种涂层柱在 的缓冲液中对碱性蛋白质的分离柱效高达 ≅ 塔板数Ù 次重复进样的相对标准偏差小于 使用 值的范围为 ∗ 该柱的电渗流可以降低至未涂层柱的 Ù 以下 在 的 Ù 硼酸盐缓冲液的条件下运行 后 仍能保持低于未涂层柱 Ù 的电渗流∀将该种类型的涂层柱用于无胶筛分和等电聚焦 等分离模式得到了很好的效果∀我们 将聚乙二醇 两端的羟基改性为烯丙基 通过动态法涂敷在由含乙烯基的硅烷化试剂预处理过的毛细管中 乙二醇 通过两端的烯丙基可以在较低的温度下与键合在毛细管壁上的乙烯基键合 并且高分子之间也能发生相互键合∀这种涂层柱在 ∗ 的范围内能有效地抑制电渗流 在 Ù 的 缓冲液 时对 种碱性蛋白质进行分离 平均柱效可达 ≅ 塔板数Ù ∀实验表明该种涂层和制柱方法都具有很好的稳定性和重现性∀ 等 报道了环氧树脂涂层柱的制备方法∀预先键合在毛细管壁上的硅烷化试剂所带的胺基与环氧化合物在毛细管中发生聚合反应 在毛细管壁上形成一层键合的交联环氧树脂涂层∀该柱在 ∗ 的范围内保持稳定∀在 的分离条件下对碱性蛋白质仍表现了良好的分离 说明该涂层能有效地覆盖毛细管壁的活性吸附点∀ 等 采用乙烯基吡咯烷酮和乙烯基吡啶共聚的方法在毛细管壁上键合一层带正电荷的涂层 起到了较好地抑制吸附和电渗流的作用∀最近 等 对以前的工作 做了改进 他们先在毛细管壁上涂一层环氧树脂 然后涂一层 以 作引发剂 在气相色谱炉内加热交联∀该涂层在 ∗ 的范围内保持稳定∀毛细管涂层柱的其它用途在毛细管壁上涂敷一层具有一定功能的涂层 使涂层如同色谱固定相一样参与分离 这种分离方式被称为毛细管电色谱法 ∀ 等 将键合有全甲基化Β Χ 的二甲基聚硅氧烷涂渍于毛细管壁上 以 形式对 种酸性药物对映体和电中性手性化合物 苯乙醇进行了分离∀ 等人 也进行了 环糊精手性柱的研究 并对 进行了成功的分离∀ 等 利用 对环糊精羟基上氧的氧化作用将其接枝在线性聚丙烯酰胺涂层上 用于手性分离∀最近 等 用带胺基或羧基的硅烷化试剂在毛细管壁上键合一层涂层用于分离过渡金属离子∀此外 在用蛋白质作手性分离添加剂时 吸附在毛细管壁上的蛋白质会引起峰拖尾和分离重现性变坏 采用涂层柱 可降低蛋白质在毛细管壁上的吸附 从而使峰形和分离重现性得到明显的改善∀是近年来发展起来的一种 分离模式 尽管具有许多优点 但是它的应用并不多 主要原因是制柱困难∀ 等 ∗ 采用原位聚合的方法在毛细管壁上形成连续床的聚合物固定相 制柱较为简单 并且可以得到好的分离效果∀这种制柱方法将会成为一种有代表性的电色谱柱技术∀结束语一种理想的涂层应该是 在较宽的酸度范围内能长时间保持稳定 与被分离的物质不发生化学反应 具有一定的亲水性并能够有效地抑制蛋白质的吸附 能够保持一定的电渗流 以便于同时分离酸碱性蛋白质 或者将电渗流完全抑制以用于等电聚焦和无胶筛分等分离模式 制柱方法简单 容易操作 而且制柱重现性要好∀从上述几种制柱方法中可以看出 交联键合型涂层要好于单分子涂层 而且涂层的抗水解能力越强 涂层的稳定性也就越高∀由于石英毛细管柱表面的硅羟基较少 所键合的硅烷化试剂的数量有限 因此毛细管表面键合上去的单分子涂层也就不足以覆盖毛细管壁 而涂层的稳定性也将受到影响∀借助于气相色谱毛细管柱的制备方法 如 等 所采用的方法 采用疏水性好的聚硅氧烷作底层以避免缓冲溶液接触 键 然后用交联的亲水性好的高分子材料作顶层 这样的涂层既具有好的抗水解能力 又具有亲水性的涂层表面∀这种方法应该是毛细管电泳涂层柱的发展方向之一∀此外高分子聚合物直接涂在未经预处理的毛细管壁上 再经热交联形成涂层 这类方法简单 有效 快速 也是一个发展方向∀参考文献色 谱 卷李 浪 色谱通讯 毛细管电泳专集∗Ù康经武 欧庆瑜 毛细管电泳进展 第二卷 广州 华南理工大学出版社 ∗康经武 欧庆瑜 分析化学 ∗εταλΤηεΑδϖανχεσοφτηεΜετηοδσφορΠρε αρατιονοφτηεΧοατεδΧα ιλλαρψΥσεδινΧα ιλλαρψΕλεχτρο ηορεσισΛανζηουΙνστιτυτεοφΧηε ιχαλΠηψσιχσ τηεΧηινεσεΑχαδε ψοφΣχιενχεσ ΛανζηουΑβστραχτ Κεψωορδσ期 康经武等 毛细管电泳涂层柱技术的进展。
《β-CDCOF毛细管电色谱柱的制备及应用研究》
《β-CD COF毛细管电色谱柱的制备及应用研究》一、引言随着分析化学技术的不断发展，毛细管电色谱技术以其高分离效率、高灵敏度及低样品消耗等优点，在生物医药、环境监测、食品安全等领域得到广泛应用。
β-CD COF（环糊精共价有机框架）毛细管电色谱柱是近年来发展起来的一种新型色谱柱，具有优良的分离性能和良好的稳定性。
本文将就β-CD COF毛细管电色谱柱的制备方法及其应用进行研究与探讨。
二、β-CD COF毛细管电色谱柱的制备1. 材料与设备制备β-CD COF毛细管电色谱柱所需材料包括：环糊精、有机框架材料、毛细管、溶剂等。
设备包括：显微镜、烘箱、拉曼光谱仪等。
2. 制备方法（1）选择合适的毛细管，进行清洗和预处理，以去除杂质和增强其表面活性。
（2）将环糊精与有机框架材料混合，制备成均匀的溶液。
（3）将溶液注入毛细管中，通过加热或紫外光照射等方法使溶液在毛细管内形成共价有机框架结构。
（4）对制备好的毛细管电色谱柱进行性能测试，如拉曼光谱分析等，确保其性能稳定。
三、β-CD COF毛细管电色谱柱的应用研究1. 生物医药领域应用β-CD COF毛细管电色谱柱在生物医药领域具有广泛的应用，如药物分析、生物大分子分离等。
该色谱柱具有良好的分离性能和稳定性，能够有效地分离和检测药物及其代谢产物，为药物研发和质量控制提供有力支持。
2. 环境监测领域应用β-CD COF毛细管电色谱柱在环境监测领域也具有重要应用，如水质检测、空气污染检测等。
该色谱柱能够有效地分离和检测环境中的有害物质，为环境保护提供技术支持。
3. 食品安全领域应用β-CD COF毛细管电色谱柱在食品安全领域也具有广泛的应用，如食品添加剂检测、农药残留检测等。
该色谱柱能够快速、准确地检测食品中的有害物质，为食品安全监管提供有力支持。
四、结论β-CD COF毛细管电色谱柱是一种新型的色谱柱，具有优良的分离性能和良好的稳定性。
本文对其制备方法及在生物医药、环境监测、食品安全等领域的应用进行了研究和探讨。
毛细管电色谱柱及其固定相制备技术的进展
谷 雪 瞿其 曙 阎 超 ， ，
（ ． 海 交 通 大 学 药 学 院 。 海 ２ ０ ４ ； ． 州 大学 化学 化 ５ 学 院 ， 苏 扬 州 ２５ ０ ； １上 上 ０ ２０ ２ 扬 １ ２ 江 ２ ０ ２
３ 中 国 科 学 院 大 连 化 学 物 理 研 究 所 国家 色 谱 研 究 分 析 中心 ，辽 宁 大 连 １６ ２ ） ． １０ ３
Ａｂ ｔ ａ ｔ：Ｃ ｐ ｌ ｒ ｌｃｒ ｃ ｒ ｍａｏ ｒ ｐ ｙ （ ｓｒ ｃ ａ ｉ ａｙ ｅｅ ｔｏ ｈ ｏ ｔ ｇ ａ ｈ ｌ ＣＥＣ）ｈ ｓ ａ ｔａ ｔ ｄ ｉｃ ｅ ｉｇ ｉｔ ｒ ｓｓ ｉ ｅ ｅ ｔ ａ ｔｒ ｃ ｅ ｎ ｒ ａ ｎ ｅｅ ｔ ｒ ｃ ｎ ｓ ｎ ｎ ｙ ａ ｓ ｔｃ ｍｂｎ ｓｔ ｅ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ｆ ｉｈ ｅ ｃｅ ｃ ｆｃ ｐ ｌ ｒ ｌｃ ｒ ｐ ｏ ｅ ｉ Ｃ ｅ ｒ ．Ｉ ｏ ｉｅ ｈ ｄ ａ ｔ ｇ ｓｏ ｇ ｆ ｉｎ ｙ ｏ ａ ｉ ａ ｅｅ ｔｏ ｈ ｒ ｓｓ（ Ｅ）ｗｉ ｉｈ ｈ ｉ ｌｙ ｔ ｈｇ ｈ ｓ ｌｃｉｉ ｆｈ ｇ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅｌ ｕ ｄ ｃ ｒ ｍａ ｏ ｒ ｐ ｙ （ Ｌ ．ＣＥＣ ａｓ ａ ｏ ｂｅ ｒｔ ｎ ｅｅ ｔ ｔ ｏ ｉｈ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｉ ｉ ｈ ｏ ｔ ｇａ ｈ ｖｙ ｑ ＨＰ Ｃ） ｌｏ ｈ ａ ｄ ｕ ｌ ｅｅ － ｓ
《β-CDCOF毛细管电色谱柱的制备及应用研究》
《β-CD COF毛细管电色谱柱的制备及应用研究》一、引言毛细管电色谱（Capillary Electrochromatography, CE）是一种将高效液相色谱与电泳技术相结合的分离技术。
近年来，随着科学技术的不断进步，β-环糊精（β-CD）作为一种新型的固定相材料，在毛细管电色谱柱的制备中得到了广泛应用。
本文旨在探讨β-CD COF（共价有机框架）毛细管电色谱柱的制备方法及其在应用领域的研究。
二、β-CD COF毛细管电色谱柱的制备1. 材料与设备制备β-CD COF毛细管电色谱柱所需材料包括：β-环糊精、COF材料、毛细管、有机溶剂等。
设备主要包括：洁净工作台、涂覆机、电烘箱等。
2. 制备方法（1）将毛细管进行清洗处理，去除杂质和污染物。
（2）将β-CD与COF材料进行混合，制备成固定相溶液。
（3）采用涂覆机将固定相溶液均匀涂覆在毛细管内壁上。
（4）将涂覆好的毛细管放入电烘箱中，进行固化处理。
（5）经过检验和调整后，最终制备出β-CD COF毛细管电色谱柱。
三、β-CD COF毛细管电色谱柱的应用研究1. 药物分析β-CD COF毛细管电色谱柱具有较高的分离效率和良好的选择性，适用于药物分析领域。
通过使用该色谱柱，可以有效地分离和检测药物中的有效成分和杂质，为药物质量控制和药效评价提供有力支持。
2. 食品检测食品中存在的添加剂、农药残留等有害物质对人们的健康构成威胁。
利用β-CD COF毛细管电色谱柱可以有效地分离和检测食品中的有害物质，为食品质量安全提供保障。
3. 环境监测环境中的污染物对生态系统和人类健康造成严重影响。
通过使用β-CD COF毛细管电色谱柱，可以有效地分离和检测环境中的污染物，为环境监测和保护提供技术支持。
四、结论本文研究了β-CD COF毛细管电色谱柱的制备方法及其在药物分析、食品检测和环境监测等领域的应用。
实验结果表明，β-CD COF毛细管电色谱柱具有较高的分离效率和良好的选择性，能够有效地应用于上述领域。
一种纤维填充毛细管电色谱柱的制备方法[发明专利]
![一种纤维填充毛细管电色谱柱的制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/b9a41e6fd0d233d4b04e691d.png)
专利名称：一种纤维填充毛细管电色谱柱的制备方法专利类型：发明专利
发明人：施治国,冯钰锜
申请号：CN200810048989.8
申请日：20080828
公开号：CN101339173A
公开日：
20090107
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种纤维填充毛细管电色谱柱的制备方法，将纤维一端插入毛细管中，在纤维与毛细管连接端输送流体润滑，毛细管另外一端与真空泵连接，施加真空，将纤维抽引进入毛细管中。
所采用的润滑流体是甲醇、丙酮、水等极性溶剂；所填充的纤维是石英纤维或玻璃纤维或表面键合功能团的纤维，纤维直径为5－450μm，长度为1cm－50cm；组成毛细管电色谱柱的毛细管是熔融石英毛细管或聚醚酮毛细管或金属毛细管或内表面键合功能团的毛细管，毛细管内径为10－
500μm。
本发明方法操作简单，所需材料易得，能方便地纤维填充毛细管电色谱柱。
申请人：武汉大学
地址：430072 湖北省武汉市武昌珞珈山
国籍：CN
代理机构：武汉华旭知识产权事务所
代理人：刘荣
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毛细管电色谱质谱联用技术进展课件
堵塞
• 使用减小流出速度进行检测的方法——
峰停留，增加MS分析多肽的数目
毛细管电色谱质谱联用技术进展课 件
展望
• CE是目前为止分辨率最高的一维分离技术，而
MS则是目前最灵敏的检测技术，而且MS还能
提供丰富而精确的结构信息，这二者的结合所 产生的巨大能量是可以想象的。
• 在线预浓缩方法的产生解决了CE上样量小的问
题；多种高效率接口的研制和应用极大程度地
提高了CE向MS的离子转移效率；多种CE分离
形式为不同物质的分析提供了极大的自由度；
各种新型MS仪器的不断发展解决了CE的“后
顾之忧”。所有的这一切令我们不难相信，
CE/MS将成为高精度和微量分析中不可或缺的
技术。
毛细管电色谱质谱联用技术进展课 件
接口类型
• 鞘流液接口 • 液－液连接接口 • 无鞘流液接口
毛细管电色谱质谱联用技术进展课 件
毛细管电色谱质谱联用技术进展课 件
• 鞘流液接口具有高灵敏度及分离效率、
分析速度快等优点。
• 鞘流液接口的缺点是在雾化过程中避免
不了鞘流液中的中性组分和离子与分析 组分竞争电荷，从而使灵敏度降低。系 统工作时间过长就不能保持稳定，特别 是鞘流液用水的时候这个问题更加明显。 此外，鞘流液的组成对洗脱时间有很大 的影响。
CE的优点
• 样品操作和进样自动化更加容易 • 可以直接采用紫外吸收及荧光发射检测
器进行在线检测
• 进样量和消耗溶剂少 • 对比液相层析而言，CE的峰型比较尖锐，
质量灵敏度也常常要高得多
毛细管电色谱质谱联用技术进展课 件
• 尽管CE的多功能性、高分辨率和高速度
毛细管整体柱的制备技术及其应用进展
收稿日期:2008210209;修回日期:2009202221基金项目:河北省自然科学基金资助项目(B2008000669);河北省教育厅课题(Z2005202);河北科技大学杰出青年基金资助项目(2006J C 214)联系人简介:高文惠(19632),女,教授,博士,主要研究方向分离科学。
Em ai:l wenhuigao @126.co m .文章编号:100421656(2009)0921223208毛细管整体柱的制备技术及其应用进展高文惠1*,杨桂君1,赵文伟2,裴 红(1.河北科技大学生物科学与工程学院,河北 石家庄 050018;2.河北省科技情报研究院,河北 石家庄 050021)摘要:毛细管整体柱是以其制备相对简单无需烧结塞子,渗透性好,柱效高,低柱压等优点,成为目前备受关注的液相色谱固定相。
它具有较好的重现性,可进行快速分离,已被应用于毛细管电色谱(CEC)和微柱高效液相色谱(L 2H PL C )。
本文主要介绍近几年毛细管整体柱的制备技术及其应用概况。
关键词:毛细管整体柱;毛细管电色谱;制备技术;应用中图分类号:O65717 文献标识码:A自二十世纪九十年代,整体柱在液相色谱(L i q u i d Chro matography ,L C )和毛细管电色谱(Capillar y E lectro 2chro matography ,CEC)方面的制备与应用越来越受到人们的关注,CEC 是近年来发展十分迅速的一种新型分离技术,它结合了毛细管电泳(Capillary electrophores,i CE )的高效性和高效液相色谱(H i g h Perf or mance L iquid Chro matography ,H PL C)高选择性的优点,具有高效、快速、微量的特点。
它一方面解决了CE 选择性差、难以分离中性物质的问题,另一方面大大提高了液相色谱的分离效率[1,2]。
320 μm内径毛细管电色谱柱的分离条件研究
320 μm内径毛细管电色谱柱的分离条件研究
尤慧艳;张维冰;阎超;张玉奎
【期刊名称】《分析化学》
【年(卷),期】2002(030)009
【摘要】在毛细管电色谱中,随着柱径的加粗,焦耳热效应使柱效急剧降低,甚至产生气泡,导致断流现象;采用有机盐缓冲溶液作为流动相,在320 μm内径反相毛细管柱中成功地使几种苯取代物得到较好的分离,并且可以在较高的电压下操作,得到了比加压电色谱法更高的柱效.通过对选择缓冲溶液的讨论,说明了大内径毛细管柱中调节流动相组成的一般原则.
【总页数】3页(P1074-1076)
【作者】尤慧艳;张维冰;阎超;张玉奎
【作者单位】中国科学院大连化学物理研究所国家色谱研究分析中心,大连,116011;中国科学院大连化学物理研究所国家色谱研究分析中心,大连,116011;中国科学院大连化学物理研究所国家色谱研究分析中心,大连,116011;中国科学院大连化学物理研究所国家色谱研究分析中心,大连,116011
【正文语种】中文
【中图分类】O65
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2005年9月Septe m ber 2005色谱Chi n ese Journal of Chro m atographyVo.l 23N o .5464~469谨以此文庆贺卢佩章院士80华诞!收稿日期:2004-10-22作者简介:尤慧艳,女,博士,研究方向为毛细管电色谱,E-m ai:l d l yhy @d i cp .ac .c n.通讯联系人:张玉奎,男,中国科学院院士,博士生导师,T el/Fax :(0411)84379560,E -m ai :l yk z hang @d i cp.ac .cn .基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(国家 973 研究项目)(批准号:2001GB5102)、大连大学博士启动基金项目和科技发展基金项目.毛细管电色谱柱制备技术的进展尤慧艳1,2, 平贵臣2, 张丽华2, 张维冰2, 张玉奎2(1.大连大学环境与化学工程学院,辽宁大连116622;2.中国科学院大连化学物理研究所国家色谱研究分析中心,辽宁大连116023)摘要:介绍了毛细管电色谱开管柱、填充柱和整体柱的各种制备技术及其优势与不足,特别是对于近期发展的毛细管电色谱整体柱的制备方法及其应用进行了系统综述。
引用文献100篇。
关键词:毛细管电色谱;柱制备技术;进展中图分类号:O 658 文献标识码:A 文章编号:1000-8713(2005)05-0464-06A dvances in Pack i ng Capillary E lectrochro m atograph ic Co l umnsYOU H ui y an 1,2,PI NG G uichen 2,ZHANG L i h ua 2,Z HANG W e i b i n g 2,ZHANG Yukui2(1.En vironm en ta l and Che m ica l En g i n eer i n g D epa r t m en t,D a lian U n iv er sity,D a lian 116622,Chin a;2.Na tion a l Chr o m a togra ph ic R & A Cen ter,Da lian I n stitu te of Che m ica l Phy sics,The Chin ese Acade m y o f Scie n ces,Da lian 116023,Ch i n a )A bstract :T he colu m ns i n capillary e l e ctrochro m atography can be cl a ss ified i n to three classes :open t ubular ,packed and m onolit hic colu m ns .The m onolithic col u m ns can be divided into three cat egories :organic polym er -based m onolit hic colu m ns m ade fro m the pol y m erization of acryla m i d e ,styrene ,acrylat e or m ethacrylat e m ono m ers ,silica -based m onolit hic col u m ns gen -erall y prepared by using so-l ge l t echnol o gy ,and packed particulate -based m onolithic colu m ns .M onolit hic col u m ns are recei v i n g quite re m arkable attention and deve l o pi n g rapidl y w ith a focus on m onolit hic stati o nary phases prepared fro m synt hetic poly m ers .The preparationm ethods f or various types of capillary electrochro m atographic colu m ns and t he ir advantages and disadvanta -ges are reviewed accordi n g to 100research articles .I n parti c ular ,recent advances i n t he prepa -ration m ethods of m onolit hic col u mns and their applications are discussed in details .K ey words :capillary e l e ctrochro m atography ;colu m n preparation t echnol o gy ;advances 毛细管电色谱(capill a ry electrochro m atogra -phy ,简称CEC)是在毛细管电泳(CE)技术不断发展和高效液相色谱(HPLC)理论日益完善的基础上发展起来的一种具有CE 和HPLC 双重分离性能的分离分析方法[1,2]。
毛细管电色谱分离是在毛细管两端施加高电压,电渗流驱动流动相经过色谱分离柱,同时,带电溶质基于其质荷比在流动相中迁移,使中性和带电样品中的各组分根据其在色谱固定相和流动相间的吸附、分配平衡常数的差异及本身电泳淌度的差异得以分离。
由于毛细管电色谱柱中可以填充各种小颗粒液相色谱固定相,因此毛细管电色谱不但具有毛细管电泳的高柱效,还具有高效液相色谱的高选择性;既可分离带电物质又可分离中性物质,形成了自己独特的高效、微量、快捷的特点,开辟了高效微分离技术的新途径。
近年来CEC 一直是分析化学研究领域的热点课题,并已逐渐进入应用领域[3~10]。
众所周知,色谱柱是色谱仪的心脏部件,是色谱分离理论与应用研究的重点。
在毛细管电色谱的长足发展中,不可缺少的是毛细管电色谱柱制备技术的发展。
一直以来,人们采用内径为25~320 m (常用的为50~100 m )的熔融石英毛细管为材料进行内部加工,制成10~100c m (常见的为20~40c m )有效长度的毛细管电色谱柱。
根据加工方法的不同,毛细管电色谱柱被分为开管毛细管电色谱柱和填充毛细管电色谱柱。
填充毛细管电色谱柱可进第5期尤慧艳等:毛细管电色谱柱制备技术的进展一步分为颗粒填充毛细管电色谱柱和连续床层毛细管电色谱柱(也称毛细管电色谱整体柱)。
整体柱又包括以聚合物整体柱、硅胶整体柱和以填充柱为基础的整体柱,它们是近年研究的重点。
本文即对各类柱的制备方法、优缺点及其应用加以综述。
1 毛细管电色谱开管柱毛细管电色谱开管柱主要通过涂布[11~14]、键合[15~20]和溶胶-凝胶[21~23]等方法在柱内壁制备薄层固定相。
它的制备关键是如何通过增大表面积来增大柱容量。
开管柱的优点是制备过程简单、柱效高,但相对于填充柱,其相比低、柱容量小、检测灵敏度低。
1.1 涂布法涂布法过程较简单。
通常是将熔融硅胶毛细管在高温和氢气流条件下处理2h,然后通过静态方法使待涂溶液在毛细管内壁形成薄膜,最后将其固化。
P f e ff er等[11]在20世纪90年代初即开展了这项工作;此后T an等[12]又通过在毛细管内壁键合线性聚合物,使硅羟基部分露出,增加了电渗流,因而扩大了应用范围。
近年来有人在毛细管内壁涂布无机氧化物,如锆镁复合氧化物[13]和氧化钛[14]等,分离了碱性物[13]、无机阴离子、中性化合物和肽[14]。
1.2 键合法键合法通常分为两类。
一是先对易刻蚀的钠或硼玻璃柱内壁进行刻蚀,再键合上相应的固定相[15~17]。
二是先在内壁上键合一层多孔硅胶,即四乙氧基硅烷、乙醇、盐酸或氨水以一定比例混合,通过水解、缩聚反应,与毛细管内壁上的硅羟基相连,再在硅胶上引入其他官能团[18~20]。
键合法制柱可提高相比,但是制作步骤多,时间长。
1.3 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法通过溶胶-凝胶技术在毛细管内壁形成一层含官能团的多孔硅玻璃膜,将固定相直接嵌入玻璃介质中。
它的基本原理和制柱过程与键合法中的第二类相似,只是在制备多孔硅胶中先加入带有固定相基团的三乙氧基硅烷,使硅胶和固定相键合一步完成。
该法既简化了制备过程又有效地提高了相比,故经常被采用。
但由于必须加入带有固定相基团的三乙氧基硅烷,因而限制了固定相的选择。
最近,Zeng等[23]用该法制备了大环多胺开管毛细管电色谱柱,并成功地分离了苯胺类化合物。
2 毛细管电色谱填充柱毛细管电色谱填充柱即是将粒度为1~5 m (最常用的为3 m)的固体填充料填入石英毛细管中。
毛细管电色谱固定相有反相正构烷烃固定相(如C4、C8、C12和C18等)、两性固定相(如CN、PH 等)、正相固定相(如SI等)、离子交换固定相(如W AX、SCX、W CX和SAX等)、手性固定相(如环糊精手性及生物手性等),这些固定相目前已经商品化。
另外还有混合固定相[24]、纤维素基质固定相[25]等。
由于有多种固定相可供选择,因而极大地增加了毛细管电色谱的分离选择性,拓宽了它的应用范围。
但由于将固体颗粒封于毛细管内需要制备塞子,而塞子的制备很困难,重现性也难保证,同时塞子又被认为是导致柱内产生气泡的主要原因,因此使毛细管电色谱填充柱的使用受到了限制。
毛细管电色谱填充柱的制备方法主要有匀浆法[26,27]、拉伸法[28]和电动填充法[29,30]。
2.1 匀浆法匀浆法是目前常用的方法。
用它制备色谱柱的过程是首先在毛细管的一端用硅胶颗粒烧结初始塞子。
然后将填料与一定体积的有机溶剂混合成匀浆,在压力作用下将填料装入毛细管中。
达到所需长度后,将有机溶剂换成水冲洗一定时间,直接烧结固定相制备末端塞子。
接着将装好的毛细管柱倒接至泵上,重新烧结初始塞子以保证两个塞子尽量一致。
高压冲出空管中多余的填料。
该方法的优点是操作简单、设备要求低。
但对于小颗粒填料或过长的色谱柱,由于其反压大,不易填充。
无论用哪一种方法制柱,均需要在柱末端(通常是在靠近第二个塞子的地方)开一个检测窗口。
检测窗口的制备方法有一定的技术难度。
一般可采用加热钳子、加热电阻丝或微火焰直接将毛细管外涂层烧掉;用十分锋利的刀片将毛细管外涂层刮掉;在毛细管上欲制窗口处滴1小滴浓硫酸,然后用环型电阻丝微热等方法。