[发明专利]改进的HLB共聚物

说明书

用于固相萃取(SPE)的聚合物吸附剂，其包含通过共聚至少一种包括二乙烯基苯的疏水性单体和至少一种包括丙烯腈的亲水性单体所形成的共聚物。还提供了包括二乙烯基苯‑丙烯腈亲水亲脂平衡吸附剂的SPE柱。进一步提供了在常规和简化的SPE技术中使用二乙烯基苯‑丙烯腈亲水亲脂平衡吸附剂的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年8月24日提交的美国临时专利申请号62/549,771的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文。

背景

分析化学内普遍存在的需求是开发样品制备的“通用”方法，其可用于从环境和农业化学样品到生物样品、到药物样品、到食品和饮料的多种基质。这些样品通常包括目标分析物以及不想要的或干扰分析物两者。固相萃取(SPE)长期以来被用作样品制备技术，其能够通过去除不想要的分析物而简化基质，以及目标分析物的痕量富集。

对于SPE应用，典型的吸附剂由二氧化硅、碳或其他通常用作液相色谱(LC)和HPLC填料的吸附剂组成。这些吸附剂最初被限于可从样品中去除的不想要的分析物中，因为每种吸附剂对于一些类别的分析物可以很好地起作用，而对于其他类别的分析物则不能很好地起作用。另外，这些材料在使用前必须被活化或预处理以允许最佳性能，这增加了分析必需的另外步骤和时间。另外，如果在使用期间允许材料干燥，则性能可能丧失——称为过干燥效应的问题。

尽管在任何给定的样品中分析物的数量和种类提出了巨大的挑战，但是用于固相萃取(SPE)的亲水亲脂平衡(HLB)聚合物的发现增加了通用SPE吸附剂概念的可行性。由于所涵盖的分析物的通用性和广泛范围，HLB技术是最广泛使用的SPE材料。HLB树脂是由亲水性单体和亲脂性单体组成的共聚物。尽管仍被认为是反相吸附剂，但亲水性单体的存在增加了极性分析物的保留，这允许单次萃取对宽范围的分析物(例如，酸、中性物、碱、极性的和非极性的分析物)有效。

目前，市场上存在几种HLB SPE产品。最常见的HLB吸附剂是含有作为亲水性组分的N-乙烯基吡咯烷酮(VP)和作为亲脂性单体的二乙烯基苯(DVB)的共聚物。

尽管广泛用于HLB SPE应用，然而，乙烯基吡咯烷酮-二乙烯基苯共聚物的性质限制了它们的有用性。这些乙烯基吡咯烷酮和二乙烯基苯共聚物不是可重复的，并导致色谱分离方法中的保留和峰形可变性。乙烯基吡咯烷酮的水溶性导致乙烯基吡咯烷酮在悬浮聚合方法期间在共聚单体液滴/水界面处聚合。使用也广泛用作悬浮聚合方法中的表面表面活性剂的乙烯基吡咯烷酮导致共聚物序列的不可再现性。因此，在球形多孔聚合物的较深孔中二乙烯基苯(疏水)表面的增加导致在多孔共聚物内的偏向的选择性。这种偏向的选择性限制了能够有效吸附宽范围的尺寸和化学性质的分析物的HLB吸附剂的开发。需要改进的HLB吸附剂，其可以有效且同时去除在尺寸和性质两者上非常不同的分析物。

另外，常规SPE产品通常遵循具有5个步骤的传统SPE工作流程：调节、平衡、加载、洗涤和洗脱。HLB吸附剂成功萃取多种分析物的能力可减少所需萃取的总数，然而该方法仍然相当耗时。虽然一些HLB吸附剂已经适于在简化的方法中工作，但是仍然需要能够萃取分析物而不需要调节和平衡步骤的改进的HLB吸附剂。

因此，开发可用于SPE和其他分离技术的新聚合物吸附剂是有用的。理想地，新聚合物将可用于在多种溶剂中且在宽pH范围有效地同时萃取不同性质(包括酸，碱，中性分析物，强极性的、中等极性的和非极性的分析物)和不同尺寸(包括小分子和大分子)的分析物。这样的新聚合物吸附剂应理想地抵抗许多常规吸附剂所见的过干燥效应，从而允许它们在简化的工作流程中使用。

概述

本文提供用于固相萃取(SPE)的改进的亲水亲脂平衡聚合物吸附剂，其包括能够同时吸附多种分析物的二乙烯基苯-丙烯腈共聚物。这样的分析物可包括酸，碱，中性物、强极性的、中等极性的和非极性的分析物，并且可包括小分子、大分子或两者的组合。