新型整体材料的制备及其在分离富集中的应用

• 作 者: 马晨
• 机 构: 陕西师范大学
• 出 处: 陕西师范大学
• 发表日期: 2020年01期
• 关键词: 毛细管液相色谱 多面体低聚倍半硅氧烷 环氧-胺开环反应 亲水整体材料 糖肽富集

作为一种分离技术,高效液相色谱（High performance liquid chromatography,HPLC）在分析科学领域中占据非常重要的地位。最近二十年毛细管液相色谱法（capillary liquid chromatography,cLC）得到了迅速发展。与常规液相色谱相比,cLC不仅减少了固定相、流动相和样品的消耗,而且提高了色谱柱的效率和色谱分离的灵敏度,目前已成为微分离分析领域的热点。cLC中最常用的固定相是毛细管填充柱和整体柱。与填充柱相比,采用原位聚合法制备的毛细管整体柱具有制备工艺简单、柱渗透性高、色谱分离速度快等优点,目前已被广泛应用于cLC中,在分离分析领域引起了极大的关注。目前整体柱的最新发展主要集中在三个方面:（1）提高柱效率、（2）调节选择性和（3）扩大应用。本论文针对整体材料的选择性与应用,通过采用不同的制备单体以及表面修饰等方法,制备了两种新型整体材料,并将其应用于色谱分离以及样品制备等方面。首先采用含有多个丙烯酸酯的多面体低聚倍半硅氧烷（acryl-POSS）作为交联剂,3-（烯丙基硅烷基）丙烯酸丙酯（TAPA）作为有机功能单体,通过光引发的丙烯酸酯自聚反应在10 min内快速制备聚（POSS-co-TAPA）杂化整体柱,然后通过光引发的巯基-烯点击反应在20 min内分别将青霉胺和1-十八烷基硫醇（1-octadecanethiol,ODT）修饰到聚（POSS-co-TAPA）整体柱表面上。最后将修饰前后的三种整体柱应用于cLC,对苯系物、酚类、苯胺类和抗生素类等混和物实现了高效分离,其中青霉胺修饰的整体柱对其均实现了基线分离,说明经青霉胺修饰的整体柱较未经修饰的和十八硫醇修饰的整体柱展现出更好的选择性。此外,将青霉胺修饰的整体柱色谱柱结合液质联用（cLC-MS/MS）技术应用于分离Hela细胞蛋白酶解液,从2442个蛋白质中鉴定出5071个独立肽段。这些结果表明,所制备的含POSS的整体柱具有较好的分离复杂生物样品的能力。另外,考虑到1,4,7,10-四氮杂环十二烷（环）的特殊结构易于与离子形成络合物,因此实现特定的选择性是有益的。以异氰尿酸三缩水甘油酯（TGIC）和1,4,7,10-四氮杂环十二烷（cyclen）为单体,以聚乙二醇200和乙腈为致孔溶剂,通过环氧一胺开环聚合反应制备了一种新型的亲水整体材料。采用该方法制备亲水整体材料的过程非常简单,仅需一步加热反应即可,免去了传统亲水材料制备过程繁杂、需要多步修饰的缺点,简化了制备过程。所制备的整体材料既可应用于cLC中进行色谱分离,又可在亲水相互作用色谱（HILIC）模式下富集糖肽。制备的整体柱的物理表征和色谱评价表明,其具有良好的稳定性和通透性。并且在ACN/H2O（35/65,v/v）流动相下分离5种苯系物,当线速度为0.45 mm s-1时,柱效达到最高为76,640 nm-1。同时,在ACN/H2O（60/40,v/v）流动相条件下,实现了对酚类和苯胺类化合物的基线分离。值得指出的是,以ACN/H2O（95/5,v/v）为流动相,整体柱在HILIC模式下成功分离了甲苯、二甲基甲酰胺、丙烯酰胺以及硫脲组成的混和物。所制备的整体材料应用于富集人免疫球蛋白G（IgG）的蛋白酶解液中糖肽。比较富集前后的MALDI-TOF质谱图,富集后可以明显看到糖肽的信号,而非糖肽的干扰几乎被完全消除了。