有机-硅胶杂化整体柱的制备及应用研究进展
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Ｅ— ｍａ ｉ ｌ ：ｈ ａ ｎ ｆ ａ ｚ ｏ ｕ ＠ｄ ｉ ｃ ｐ ． ａ ｃ ． ｃ ａ
２ ０ １ ２
高 等 学 校 化 学来自百度文库学 报
最初制备甲基－ 硅胶杂化整体柱的方法是将 甲基三甲氧基硅烷（ Ｍ Ｔ Ｍ Ｓ ） 加入到 Ｔ Ｍ Ｏ Ｓ 溶胶中， 其目 的是减 小缩 聚过程 以及 后 续 的 干燥 和改 性 过 程 中产 生 的收 缩效 应 ，而 不是 引入 功 能基 团 ＿ ８ Ｊ ．Ｔ ａ ｌ ｌ ａ ｒ ｅ ｋ
（ Ｔ ＭＯ Ｓ ） 为交 联剂 ， 在 酸催 化条 件下将 硅 烷试 剂 中的 甲氧 基 硅基 水 解 为硅 羟 基 ， 硅 羟基 在 适 当 的温 度 下 发 生缩 聚反应 形成 有机 ． 硅 胶杂化 整体 基质 ，同时 毛细管 内壁 的硅 羟基 也参 与 了缩 聚过程 ，与形成 的 整 体基 质 紧密结 合 ，从 而 制 得 毛 细 管 硅 胶 杂 化 整 体 柱 ．此 后 ，有 机． 硅 胶 杂 化 整 体 柱 越 来 越 受 到 关 注 ， 其制 备方法 主要 有 常规溶 胶一 凝胶 法 、“ 一锅 法 ” 和其它 聚合 方法 ．目前 ， 杂化 整体柱 已被广 泛 应 用 于微 纳 尺度分 离分 析 、样 品预处 理和 固定 化酶 反应器 基质 中．本文 将对有 机 － 硅胶 杂化整 体柱 的制备
摘要 有 机一 硅胶杂化整体柱结合了有机聚合物整体柱和硅胶 整体柱 的优 势 ， 具有 制备简单 、 机 械强度高 和 通透性好 等优 点 ， 近年来备受关注 ． 有 机一 硅 胶杂化 整体 柱的制备 方法 主要有 常规溶胶一 凝胶法 、“ 一锅 法” 和 其 它聚合 方法．目前 ，杂化整体柱已被 广泛应 用 于微 纳尺度 分离分析 、样 品预处理 和固定化 酶反应 器基质
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ６ － ２ ６ ． 基金项 目：国家重大科学研究计划项 目（ 批准号 ： ２ ０ １ ２ Ｃ Ｂ ９ １ ０ ６ ０ １ ） 、国家 自然科 学基金 （ 批 准号 ： ２ １ １ ７ ５ １ ３ ３， ２ １ １ ０ ５ １ ０ １ ） 和 国家 自然 科学基金创新研究群体项 目（ 批准号 ： ２ １ ０ ２ １ ０ ０ ４） 资助．
Ｖｏ １ ． ３ ４
２ ０ １ ３年 ９月
高 等 学 校 化 学 学 报
ＣＨＥＭＩ ＣＡＬ Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＩ ＮＥＳ Ｅ ＵＮＩ ＶＥＲＳ Ｉ ＴＩ ＥＳ
Ｎｏ ． ９
２ ０１ １～２ ０ １ ９
［ 综合评述 ］
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ７ ５ ０ ３ ／ ｅ ｊ ｃ ｕ ２ ０ １ ３ ０ ５ ９ ０
联系人简介 ： 欧俊杰 ， 男， 博士 ， 副研究员 ， 主要从事整体材料 的制备及应用研究． Ｅ — ｍ ａ ｉ ｌ ： ｊ ｕ ｎ ｊ ｉ ｅ ｏ ｕ ＠ｄ ｉ ｃ ｐ ． ａ ｃ ． ｃ ｎ 邹汉法 ， 男， 博士 ， 研究员 ， 博士生导师 ， 主要从事生物分离分析新材料与新技术等相关 研究 ．
速分离 Ｊ ．根据整体材料基质的不同， 整体柱可以分为有机聚合物整体柱、 硅胶整体柱和有机一 硅胶杂 化整体柱． 有机聚合物整体柱制备简单 、 ｐ Ｈ值适用范围广 ， 但是部分有机聚合物整体柱在某些有机溶 剂 中易发 生溶胀 ， 稳 定性 不好 ．硅胶 整体 柱具 有 良好 的机械 强度 和稳定 性 ， 通 透性 好 、柱效高 ， 但是 制 备周期长 ， 一般需要柱后衍生．为了结合两者的优点 ， Ｈ ａ ｙ ｅ ｓ 等 首次采用溶胶． 凝胶法制备了有机． 硅 胶 杂 化整体 柱 ，以 Ⅳ＿ 十八 烷基 二 甲基 ［ ３ － （ 三 甲氧 基 硅基 ） 丙基 ］ 氯化 铵 为 有 机单 体 ，以 四 甲氧基 硅 烷
中．本文综述 了有机一 硅胶杂化整体柱 的制备方法及应用研究进展 ， 并 展望了其 今后 的发展前景 ．
关键词
有机一 硅胶杂化 ； 整体柱 ；溶胶一 凝胶 ； 一锅法
０ ６ ５ ７ 文献标志码 Ａ
中图分类号
整体柱 的制 备采 用原位 聚合 的方 式 ， 避 免 了填充 柱繁 琐 的颗 粒装 填 和烧 制柱 塞 等步 骤 ， 而 且具 有 比开 管柱更 高 的相 比和 柱 容 量 ，因 此 在 毛 细 管 柱 研 究 领 域 中具 有 独 特 的优 势 ，近 年 来 受 到 广 泛 关 注¨ 刈 ．整体柱具有独特的双孔结构 ， 比常规填充柱 的通透性更好， 具有灌注色谱 的特点 ， 可实现快
有机－ 硅 胶 杂 化 整 体 柱 的 制 备 及 应 用 研 究 进 展
张振 宾 ，欧 俊 杰 ， 林 辉 ，刘 忠 山 ，董 靖 ，邹 汉 法
（ １ ．中国科 学院分离 分析 化学 重点 实验 室 ，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 １ １ ６ ０ ２ ３ ； ２ ．中国科学院大学 ， 北京 １ ０ ０ ０ ４ ９ ）
方 法及 应用 研究进 展进 行综 述 ．
１ 有机一 硅 胶 杂 化 整体 柱 的 制 备 方 法研 究 进 展
１ ． １ 常规 溶胶． 凝胶 法制 备有 机． 硅胶杂 化整 体柱
采 用溶 胶 ． 凝胶 法 直接 制 备有 机 一 硅胶 杂 化 整体 柱 时 ，通 常采 用 ２种 硅 烷试 剂为 原料 ，一种 是 四烷 氧 基硅 烷 （ 如Ｔ ＭＯ Ｓ ） ， 另 一种是 含 一个有 机 功能 基 团 的三 烷 氧基 硅 烷 Ｒ Ｓ ｉ （ Ｏ Ｒ） ．在酸 性 、碱 性 或者 先 酸再 碱两 步催 化 的条件下 ，硅烷试 剂发 生水 解 和缩 聚反应形 成硅 胶骨 架 ， 而功 能基 团 Ｒ’ 不参 与水 解 或 缩 聚反应 ， 直 接被 引人 到硅胶 骨架 表 面制得 有机 一 硅胶 杂 化整体 柱 ．其制 备过程 如 图 １ 所示 ．
２ ０ １ ２
高 等 学 校 化 学来自百度文库学 报
最初制备甲基－ 硅胶杂化整体柱的方法是将 甲基三甲氧基硅烷（ Ｍ Ｔ Ｍ Ｓ ） 加入到 Ｔ Ｍ Ｏ Ｓ 溶胶中， 其目 的是减 小缩 聚过程 以及 后 续 的 干燥 和改 性 过 程 中产 生 的收 缩效 应 ，而 不是 引入 功 能基 团 ＿ ８ Ｊ ．Ｔ ａ ｌ ｌ ａ ｒ ｅ ｋ
（ Ｔ ＭＯ Ｓ ） 为交 联剂 ， 在 酸催 化条 件下将 硅 烷试 剂 中的 甲氧 基 硅基 水 解 为硅 羟 基 ， 硅 羟基 在 适 当 的温 度 下 发 生缩 聚反应 形成 有机 ． 硅 胶杂化 整体 基质 ，同时 毛细管 内壁 的硅 羟基 也参 与 了缩 聚过程 ，与形成 的 整 体基 质 紧密结 合 ，从 而 制 得 毛 细 管 硅 胶 杂 化 整 体 柱 ．此 后 ，有 机． 硅 胶 杂 化 整 体 柱 越 来 越 受 到 关 注 ， 其制 备方法 主要 有 常规溶 胶一 凝胶 法 、“ 一锅 法 ” 和其它 聚合 方法 ．目前 ， 杂化 整体柱 已被广 泛 应 用 于微 纳 尺度分 离分 析 、样 品预处 理和 固定 化酶 反应器 基质 中．本文 将对有 机 － 硅胶 杂化整 体柱 的制备
摘要 有 机一 硅胶杂化整体柱结合了有机聚合物整体柱和硅胶 整体柱 的优 势 ， 具有 制备简单 、 机 械强度高 和 通透性好 等优 点 ， 近年来备受关注 ． 有 机一 硅 胶杂化 整体 柱的制备 方法 主要有 常规溶胶一 凝胶法 、“ 一锅 法” 和 其 它聚合 方法．目前 ，杂化整体柱已被 广泛应 用 于微 纳尺度 分离分析 、样 品预处理 和固定化 酶反应 器基质
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ６ － ２ ６ ． 基金项 目：国家重大科学研究计划项 目（ 批准号 ： ２ ０ １ ２ Ｃ Ｂ ９ １ ０ ６ ０ １ ） 、国家 自然科 学基金 （ 批 准号 ： ２ １ １ ７ ５ １ ３ ３， ２ １ １ ０ ５ １ ０ １ ） 和 国家 自然 科学基金创新研究群体项 目（ 批准号 ： ２ １ ０ ２ １ ０ ０ ４） 资助．
Ｖｏ １ ． ３ ４
２ ０ １ ３年 ９月
高 等 学 校 化 学 学 报
ＣＨＥＭＩ ＣＡＬ Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＩ ＮＥＳ Ｅ ＵＮＩ ＶＥＲＳ Ｉ ＴＩ ＥＳ
Ｎｏ ． ９
２ ０１ １～２ ０ １ ９
［ 综合评述 ］
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ７ ５ ０ ３ ／ ｅ ｊ ｃ ｕ ２ ０ １ ３ ０ ５ ９ ０
联系人简介 ： 欧俊杰 ， 男， 博士 ， 副研究员 ， 主要从事整体材料 的制备及应用研究． Ｅ — ｍ ａ ｉ ｌ ： ｊ ｕ ｎ ｊ ｉ ｅ ｏ ｕ ＠ｄ ｉ ｃ ｐ ． ａ ｃ ． ｃ ｎ 邹汉法 ， 男， 博士 ， 研究员 ， 博士生导师 ， 主要从事生物分离分析新材料与新技术等相关 研究 ．
速分离 Ｊ ．根据整体材料基质的不同， 整体柱可以分为有机聚合物整体柱、 硅胶整体柱和有机一 硅胶杂 化整体柱． 有机聚合物整体柱制备简单 、 ｐ Ｈ值适用范围广 ， 但是部分有机聚合物整体柱在某些有机溶 剂 中易发 生溶胀 ， 稳 定性 不好 ．硅胶 整体 柱具 有 良好 的机械 强度 和稳定 性 ， 通 透性 好 、柱效高 ， 但是 制 备周期长 ， 一般需要柱后衍生．为了结合两者的优点 ， Ｈ ａ ｙ ｅ ｓ 等 首次采用溶胶． 凝胶法制备了有机． 硅 胶 杂 化整体 柱 ，以 Ⅳ＿ 十八 烷基 二 甲基 ［ ３ － （ 三 甲氧 基 硅基 ） 丙基 ］ 氯化 铵 为 有 机单 体 ，以 四 甲氧基 硅 烷
中．本文综述 了有机一 硅胶杂化整体柱 的制备方法及应用研究进展 ， 并 展望了其 今后 的发展前景 ．
关键词
有机一 硅胶杂化 ； 整体柱 ；溶胶一 凝胶 ； 一锅法
０ ６ ５ ７ 文献标志码 Ａ
中图分类号
整体柱 的制 备采 用原位 聚合 的方 式 ， 避 免 了填充 柱繁 琐 的颗 粒装 填 和烧 制柱 塞 等步 骤 ， 而 且具 有 比开 管柱更 高 的相 比和 柱 容 量 ，因 此 在 毛 细 管 柱 研 究 领 域 中具 有 独 特 的优 势 ，近 年 来 受 到 广 泛 关 注¨ 刈 ．整体柱具有独特的双孔结构 ， 比常规填充柱 的通透性更好， 具有灌注色谱 的特点 ， 可实现快
有机－ 硅 胶 杂 化 整 体 柱 的 制 备 及 应 用 研 究 进 展
张振 宾 ，欧 俊 杰 ， 林 辉 ，刘 忠 山 ，董 靖 ，邹 汉 法
（ １ ．中国科 学院分离 分析 化学 重点 实验 室 ，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 １ １ ６ ０ ２ ３ ； ２ ．中国科学院大学 ， 北京 １ ０ ０ ０ ４ ９ ）
方 法及 应用 研究进 展进 行综 述 ．
１ 有机一 硅 胶 杂 化 整体 柱 的 制 备 方 法研 究 进 展
１ ． １ 常规 溶胶． 凝胶 法制 备有 机． 硅胶杂 化整 体柱
采 用溶 胶 ． 凝胶 法 直接 制 备有 机 一 硅胶 杂 化 整体 柱 时 ，通 常采 用 ２种 硅 烷试 剂为 原料 ，一种 是 四烷 氧 基硅 烷 （ 如Ｔ ＭＯ Ｓ ） ， 另 一种是 含 一个有 机 功能 基 团 的三 烷 氧基 硅 烷 Ｒ Ｓ ｉ （ Ｏ Ｒ） ．在酸 性 、碱 性 或者 先 酸再 碱两 步催 化 的条件下 ，硅烷试 剂发 生水 解 和缩 聚反应形 成硅 胶骨 架 ， 而功 能基 团 Ｒ’ 不参 与水 解 或 缩 聚反应 ， 直 接被 引人 到硅胶 骨架 表 面制得 有机 一 硅胶 杂 化整体 柱 ．其制 备过程 如 图 １ 所示 ．