[发明专利]动态磁涂覆纳米固定相开管毛细管电色谱柱的制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及色谱住技术领域，具体地说，是一种动态磁涂覆纳米固定相开管毛细管电色谱柱的制备方法及装置。 

【背景技术】

毛细管电色谱柱根据其制备方法不同，分为整体住，开管柱，填充柱。整体柱是用有机或无机方法在色谱柱内进行原位聚合得到连续床固定相。这种色谱柱制备方法简单，无需柱塞，通过改变反应单体可以引入多种官能团，有更好的多孔性和渗透性。避免了开管柱柱容量低，填充柱容易在塞子处产生气泡等缺点。但整体柱存在着其固有的缺点，如：机械强度相对较差、柱寿命短，另外其过大、不均匀的微孔结构也不适宜小分子物质的分离和分析；而无机硅胶整体柱的整个制备过程非常复杂。填充柱柱效高，重复性好，但柱中塞子与填料、塞子与检测窗口的交界处易产生气泡。开管柱与填充柱相比，由于没有涡流扩散，分离效率可以提高，分离时间大大缩短；另外不需要制作柱塞，减小气泡生成的可能性。但它有相比较低和柱容量较小的缺点。目前，开管CEC柱的制备方法虽然进行了一些改进，以获得更高相比和较高的柱效，但仍然存在制柱过程繁琐、周期长、成功率低、不易再生、无法在极端流动相下使用等缺点。特别地，与填充柱相比，开管CEC柱的相比相对较低，柱容量小，制约了其在复杂样品分离中的应用。 

纳米磁性材料是20世纪70年代后逐步产生、发展、壮大而成为最富有生 命力与广阔应用前景的新型磁性材料。纳米磁性材料的特性不同于常规的磁性材料，呈现出一些反常的磁学性质。基于这些特性，磁性纳米材料在靶向药物、细胞分离、蛋白输运载体、蛋白质的分离等领域的医疗应用成为当前生物医学的一项热门研究课题。因其自身化学稳定性、胶体稳定性及生物相容性差等缺点，其表面经常需要修饰保护层。通过对磁性纳米粒子的表面修饰可以降低其表面能，提高粒子的抗氧化能力，得到分散性好的纳米复合粒子，同时适当的表面修饰可以调节磁性纳米粒子与其他材料的相容性和反应特性。二氧化硅具有化学和胶体稳定性好、亲水性、生物相容性好等优点，可以屏蔽磁性粒子之间的偶极相互作用，阻止粒子团聚，成为保护磁性颗粒的最理想材料之一。 

当纳米粒子小到一定尺寸的时候，每一个纳米粒子都相当于一个小的磁畴。当施加磁场，粒子按磁场排列，当去掉外磁场后，剩磁很快消失，粒子(磁畴)排列无序。且由于纳米材料晶粒极小，比表面积巨大，根据van Deemter方程式，固定相颗粒度越小，柱效越高，更小的颗粒度使最佳流速向高端移动。这些特点应用于动态磁涂覆开管毛细管电色谱，可以为分离提供具有特殊功能的高比表面积固定相。 

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种动态磁涂覆纳米固定相开管毛细管电色谱柱的制备方法。 

本发明的构思为：利用磁性纳米材料在磁场中定向分布的特点，构建动态磁涂覆纳米固定相开管毛细管电色谱柱；核壳结构二氧化硅/磁性纳米颗粒表面的二氧化硅能够与硅烷化试剂反应，通过引进特定官能团改变表面性能， 制备可满足不同分离要求的多功能色谱固定相；将核壳结构的二氧化硅包覆磁性纳米颗粒的优良分离能力和极高比表面积的优点与开管毛细管电色谱柱制备简单、分离快速等优点结合起来，极大地提高开管毛细管电色谱柱的柱容量和分离柱效，仅开/关外加磁场即可便捷地实现柱系统的再生，延长毛细管柱的使用寿命。 

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的： 

一种动态磁涂覆纳米固定相开管毛细管电色谱柱的制备方法，其具体步骤为： 

一、磁性纳米材料的功能化 

核壳结构Fe₃O₄SiO₂磁性纳米粒子与硅烷化试剂反应，在其表面引进特定官能团，制备以满足对样品分离所需的磁性色谱固定相； 

二、动态磁涂覆纳米固定相开管毛细管电色谱柱的制备： 

(1)永久磁铁的选择 

采用永久磁铁，以提供稳定的磁场； 

所述的永久磁铁为长方体，正方体，圆柱体，同心圆圆柱体磁铁等； 

(2)磁场方向的选择 

在毛细管上对夹23～50对的永久磁铁，以在毛细管内的纵轴方向提供局部稳定的磁场； 

所述的永久磁铁在毛细管内部产生的磁场方向为毛细管的纵向； 

(3)毛细管位置的确定 

毛细管置于对吸磁铁磁力较强的部位，且为了固定毛细管与磁铁的位置，相邻的对吸磁铁的位置要错开，装置图见附图1； 

(4)磁涂覆纳米固定相