高效液相色谱法所用大孔硅胶填料的制备

463 8 R Ohmacht , Z M a tus. Ch roma tog r , 1984, 19: 473
Preparation of Macroporous Sil ica Gel Packing M aterial in High Performance Liquid Chromatography Zhang Hua* ( School of Chemi cal Engi nerring , Dalia n Univ ersit y of Techno log y, Dalian 116012) and Wang Junde ( Dalian Instit ute of Chemical Physics , Chinese Academy o f Sciences, Dali an 116012) , Fenxi Shi yanshi , 1998, 17( 4): 91～ 93
压力 ( kg /cm2 ) 80 90 75 45
表 1 不同扩孔压力和温度 下硅胶扩孔结果
温度 (℃ ) 时间 ( h ) 水量 ( mL ) 平均孔径 ( nm )
2 80
35
40
21. 4
2 80
24
45
22
2 65
54
35
26. 7
2 35
54
35
16. 6
表面积 ( m2 /g ) 44 20 40 86
DOI : 10. 13595 /j . cnki . i ssn1000 -0720. 1998. 0108
1998年 分析试验室 第 17卷 第 4期
高效液相色谱法所用大孔硅胶填料的制备
张 华* 王俊德
(大连理工大学化工学院 ,大连 116012) (中国科学院大连化学物理研究所 )
2 刘克里 ,张任恩等 . 色谱 , 1987, 5( 2): 1 3 Rando lph U L, Da ry ll D, J Liq. Chr omato g r, 1982, 5
( 7): 1367 4 K K U ng er , G Jilge, J N Kinkel. J Ch ro matog r ,
近年来 ,高效液相色谱 ( HP LC)法在蛋白 质纯化和分离方面发展迅速 [1, 2 ]。由于蛋白质等 生物大分子都具有特定的生物活性 ,分子量往 往很大 ,活性又极不稳定。 在 HPL C问世初期 所用的填料由于孔径太小 ,极性太高 ,对此并不 适用。 适合于生物大分子分离的反相填料研究 和使用近来颇有进展。 主要研究课题在于填料 的孔径 ,键合基团等对分离效果的影响。这其中 取得一致意见的主要是填料的孔径的影响 ,通 常所用的 8～ 10nm 孔径的填料 ,不能使生物大 分子进入 ,但当孔径大于 50nm 时 ,又因溶剂滞 留而使溶质扩散降低。因此填料的孔径以 20～ 50nm 为宜 ,尤以孔径 30nm 左右为最佳 [ 3, 4 ]。通 常用于 HP LC 键合固定相的商品硅胶平均孔 径为 6～ 10nm ,国产硅胶还没有定型的大孔径 硅胶产品供应。 因此将国产硅胶扩孔以制备适 合生物大分子分离的大孔硅胶是非常必要的。
本研究采用国产 GYQG 球形硅胶 ,粒度 为 5μm,平均孔径 6nm,比表面积 290m2 /g ,用 不同压力和温度进行扩孔的结果见表 1。
本研究为国家自然科学基金资助项目
— 91 —
1998年 分析试验室 第 17卷 第 4期
批号 G8 0-35 G9 0-24 G7 5-54 G4 5-54
从表 1中可见 , 所用水量与扩孔压力是相 关联的 ,当温度相同时 ,加水量的变化可以调节 扩孔压力 ,温度的变化也会使扩孔压力改变。扩 孔压力越高达到所需孔径的时间越短。 扩孔温 度和扩孔时间增 加 ,平均孔径增加 ,表面积减 小。 2. 2 扩孔时间的影响
扩孔时间对平均孔径和表面积的影响见图 1和图 2。随着扩孔时间延长 ,平均孔径增加 ,表 面积减小。扩孔压力高 ,达到相同孔径的时间较 短。
1986, 359: 61 5 K laus U , Jur gen S K, Karl F B. J Ch ro matog r ,
1973, 83: 5 6 吉林化工研究院物化室 . 分析化学 , 1976, 4( 5): 363 7 E Smolkov a, L Fer tl, J Zimn. Chro mato g r, 1979, 12:
— 92 —
1998年 分析试验室 第 17卷 第 4期
表 2 硅胶物理性质
硅胶
平均孔径 ( nm)
G YQ G
6
G80 -3 5
21. 4
IL-300 3× 10- பைடு நூலகம் m 25
表面积 ( m2 /g )
29 0 44 10 0
粒度 (μm )
5 5 10
2. 3 硅胶物理性质和孔分布对比实验 图 3可见 ,通过高压水蒸汽扩孔的硅胶 ,其
孔分布范围增大 ,孔分布向大孔径方向移动 ,达 到了扩孔的目的。由于日本 SIL-300 3× 10- 8m 硅胶在制备过程中就对其孔径加以控制 ,所以 其孔分布范围较窄 ,表面积较大。 扩孔 G80-35 硅胶与 SIL-300 3× 10- 8 m 硅胶相比孔分布稍 宽一些 ,表面积也偏小 ,但平均孔径接近。
摘 要 对国产 GYQG 球形硅胶施加高压水热处理进行扩孔 ,制备了 用于高效液相色谱法的大孔硅胶填料。考察了扩孔压力、扩孔温度和扩孔 时间对平均孔径和比表面积的影响。并将产品同日本 SIL-300 3× 10- 8 m 硅胶进行了物理性质和孔分布的对比实验。 结果表明 GYQG硅胶扩孔 后平均孔径为 20～ 30nm 接近日本 SIL-300 3× 10- 8 m 硅胶 平均孔径 2 5nm。 关键词 硅胶 ; 水热处理 ; 扩孔 ;孔径
M D-5型高压釜 ( 0. 5L ) ,大连第四仪表厂 ; ST-03型孔分布表面积测定仪 ,北京分析仪器 厂。 GYQG 球形硅胶 ( 5μm ) ,北京化学试剂研 究所。 1. 2 实验方法
将 10g GYQG 球形硅胶放入特制的石英 玻璃样品管内 ,将此管放入装有 40m L 去离子 水的高压釜内。 加热升温使釜压达到 80Kg / cm2,在此状态保持 35h。停止加热 ,经排气阀放 气 ,取出样品管。 样品在 120℃下烘干 6h ,已扩 孔的硅胶批号为 G80-35。此样品经孔分布表面 积测定仪测定其孔分布和比表面积。 2 结果与讨论 2. 1 扩孔压力的影响
图 1 扩孔时间与表面积关系曲线图 1—— 70K g /cm2; 2— — 90Kg /cm2
图 2 扩孔时间与平均孔径关系曲线图 1— — 70kg /cm2 ;2—— 90kg /cm2
图 3 硅胶孔分 布图 A— — G YQ G 球形硅胶 ; B—— G80-35硅胶 ; C— — YM C-SIL -300 3× 10- 8 m硅胶 ;横坐标 r—— 孔半径
3 结论
首次通过对国产 GYQG球型硅胶进行高 压水热处理扩孔 ,制备了孔径为 20～ 30nm 的 大孔硅胶。 其物理性质及孔分布与日本 YM CSIL-300 3× 10- 8 m 硅胶相近。
4 参考文献
1 James D P, N an T L, Fred E P. Ana l Bio ch em, 1982, 124: 217
Keywords Si lica g el, hydrot herm al t reatm ent , po re-enla rgi ng , po re si ze
收稿日期: 1997年 5月 5日
张 华: 男 , 36岁 ,讲师
— 93 —
将硅胶扩孔 ,一般采用无机盐溶液浸泡硅 胶 ,然后于高温下灼烧扩孔 。 [5, 6 ] 这种方法由于 需要高温处理 ,对硅胶的结构有一定影响 ,易发 生烧结现象。 本研究采用高压水热处理对硅胶
进行扩孔 [7, 8 ] ,即在高压釜内通过高压水蒸气使 硅胶达到扩孔的目的。 1 实验部分 1. 1 实验仪器与材料
Sev eral ki nds o f w ide-pore silicas gel w ere prepa red by m ea ns of hydro thermal high pressure t rea tment of comm on GYQG ch roma tog raphic si lica g el. The relatio nship betw een th e pore structure and the pore-enlarging co ndi ti on w as st udied. The co mpa rison t est o f po re-di st ri buti on of po re-enlarging si li ca g el a nd Y M C-SIL 300 3× 10- 8 m silica gel w as aslo carried out.