[发明专利]离子液体硅胶毛细管整体柱固定相的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及色谱固定相，具体是一种新型离子液体硅胶毛细管整体柱固定相的制备方法。

背景技术

离子液体作为一种新兴的化学材料，具有良好的热稳定性、低可燃性、不易挥发及低毒性等优点，在各个领域的应用也越来越广泛，目前已受到很多研究人员的日益关注。近年来，离子液体在分离分析方面的应用已有相关文献的报道，如Li等(Jing Li, Haifeng Han, Qing Wang, Xia Liu, Shengxiang Jiang, J. Sep. Sci. 2011, 34, 1555-1560)制备了聚1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐涂层的毛细管电泳柱。Qiu等(Hongdeng Qiu, Shengxiang Jiang, Xia Liu, Liang Zhao, J. Chromatogr. A, 2006, 1116, 46-50)制备了用于高效液相色谱分析的咪唑基阴离子交换固定相。最近，离子液体在整体柱固定相方面的应用研究也有了进一步的发展，如Jia等(Pengfei Zhang, Jie Chen, Li Jia, J. Chromatogr. A, 2011, 1218, 3459-3465)将N-甲基咪唑嫁接到硅胶毛细管整体柱上，制备了具有多重分离能力的混合模式硅胶毛细管整体柱固定相，并应用于毛细管液相色谱分析；Han等(Haifeng Han, Jing Li, Xusheng Wang, Xia Liu, Shengxiang Jiang, J. Sep. Sci. 2011, 34, 2323-2328)制备了N-甲基咪唑功能化的有机-硅胶杂化毛细管整体柱固定相应用于毛细管电色谱分析。目前，离子液体在色谱固定相方面的研究已取得较大的成功，拓宽了其在分离科学领域的应用范围。

硅胶整体柱固定相作为色谱固定相中的一员，在色谱科学领域已受到越来越多的关注，至今已有许多相关文献的报道。主要原因是硅胶整体柱具有通孔和中孔结构，大的比表面积，柱容量大，柱效高，且具有良好的通透性、机械稳定性以及耐溶剂性能等优点。金纳米粒子具有比表面积大、有更多的与样品作用位点和良好的生物相容性等优点，已被用作色谱介质，提高分析物与固定相间的作用。由于金纳米粒子对含巯基、氨基、氰基的配体具有很强的亲和性，所以含以上官能基团的配体能够很好的共价键合在其表面。目前在金纳米粒子表面能进行自组装和交换的性质被广泛用于各种载体的修饰，但用于制备离子液体硅胶毛细管整体柱尚未见有文献报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型离子液体硅胶毛细管整体柱固定相的方法，该固定相分离性能好、柱效高、应用广泛，且成本低。

实现本发明目的的技术方案是：

采用溶胶-凝胶技术和金纳米粒子表面功能化技术制备高性能的新型离子液体硅胶毛细管整体柱固定相，其制备方法包括如下步骤：

（1）金纳米粒子的合成

在搅拌条件下，先将水加热回流至沸腾，接着加入氯金酸并继续加热至溶液剧烈沸腾，然后迅速加入柠檬酸钠并保持溶液沸腾一定时间，这期间溶液颜色由灰色变为酒红色，移去热源后自然冷却至室温，即获得金纳米粒子胶体溶液，然后放在4℃下保存备用，制得的金纳米粒子为球形，其粒径为5-30nm；

（2）离子液体的合成

先将甲巯基咪唑溶解在质量比为1:3～1:10的有机溶剂中，接着加入1-Br–R，然后在搅拌条件下加热回流，其反应温度为40～80℃，反应时间为36h～72h，所用有机溶剂有无水乙醇、甲醇、氯仿；其中甲巯基咪唑与1-Br–R的摩尔比为1:1～1:1.5；

所述的离子液体用下式表示：

 （3）毛细管硅胶整体柱的制备

将四甲氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷作为共聚反应前驱体，聚乙二醇、尿素、乙酸分别为相分离诱导剂、致孔剂和催化剂，在预处理好的石英毛细管内进行水解缩聚成凝胶，先经陈化、热处理制得中孔，最后进行干燥和老化处理即制得硅胶毛细管整体柱；

（4）巯丙基硅胶毛细管整体柱的制备

将巯丙基硅烷偶联剂溶解在体积比为1:5～1:20的有机溶剂中，通过高压输液泵以在柱衍生化的方式与硅胶毛细管整体柱上的硅羟基反应，其反应温度为90～130℃，反应时间为3h～6h，所用有机溶剂有甲苯、无水乙醇、苯；含有巯丙基硅烷偶联剂通常为巯丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三乙氧基硅烷；

（5）金纳米粒子修饰硅胶毛细管整体柱固定相的制备