一种用于分子烙印固相萃取的填料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于分子烙印固相萃取的填料及其制备方法。本发明专利技术填料用的载体是经表面改性的玻璃微珠。其结构强度高、近球性好、无溶胀性，在使用不同溶剂时能够保持柱体的完整和均一性，且耐压性好。该填料的制备方法是用液膜法在载体表面形成具有分子烙印聚合物薄膜层。本方法能使聚合物在载体表面分布更加均匀、致密而且完整，结合得更为牢固，在使用过程中不易脱落；且得到的聚合物平均孔径大，从而增大扩散速度、提高萃取效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于分子烙印固相萃取的填料，具体涉及一种新型的分子烙印固相萃取填料用的载体，以及用此载体制备的分子烙印聚合物填料。本专利技术还涉及上述填料的制备方法。
技术介绍
分子烙印技术是进行物质分离的一种较先进的手段，常与固相萃取方法结合来分离用常规手段难以分离的物质，如在成分复杂的植物粗提物中分离特定的有效成分。1972年，Wullf等最先将分子烙印技术用于葡萄糖类衍生物的手性分离(G.Wulff，A.Sarhan，Angew.Chem.，Int.Ed.Engl.，341，1972，11)。采用分子烙印技术进行固相萃取时最为关键的是制备出分子烙印聚合物。分子烙印聚合物的用途是根据待分离物质的分子形状、大小及官能团进行分子识别，类似于生物体系中酶对底物、抗体对抗原或受体对抑制剂的作用，具有一定的选择性。分子烙印聚合物的制备过程一般为将待分离的分子作为模板分子，加入到致孔剂(也同时作为溶剂)中，模板分子与加入的功能单体(如含烯基的有机酸、碱、酰胺类化合物)通过化学识别作用，以共价或非共价形式形成某种复合物，再加入交联剂(通常为多烯基化合物)，使形成的复合物通过交联聚合反应固化。模板分子通过体积和形状识别被封闭在聚合物中，最后利用致孔剂形成的孔道通过酸碱洗涤将模板分子除去。这样，聚合物中就产生了若干大小、形状及功能基排列与模板分子互补的孔穴。这些孔穴可被称之为原来加入的模板分子形成的烙印。现有技术制备分子烙印聚合物最常用的方法是本体聚合法(Jianchun Xie，Lili Zhu，Hongpeng Luo，et al.，J.Chromatogr.A，934，2001，1-11)，即直接让前述聚合反应液聚合成为一大块分子烙印聚合物，再通过研磨、过筛和沉降分选以得到适用的分子烙印聚合物颗粒作为填料使用。使用本体聚合方法制备聚合物颗粒时，模板分子等原料用量很大，而由于扩散速度的影响，在实际过程中仅有颗粒表面较薄的一层起作用，整体的利用率不高。另外，此方法得到的聚合物颗粒往往粒径分布较宽，使用前还需要进行粒径分选，使产率更低；而且由于形状不规则，造成使用过程中的柱压很大，限制了流速(与生产效率直接相关)的提高。因此本方法成本很高，效率低，不适合于较大规模的应用。为了减少模板分子的用量，有人采用载体来替换其内核部分，即仅在载体表面有分子烙印聚合物，方法有以下几种一种方法是以大孔硅胶为载体，经过表面改性(引入乙烯基)后，加入稀的聚合反应溶液中，使其在溶液中捕集沉降聚合物微粒(Sean D.，Plunkett，Frances H.，J.Chromatogr.A，708，1995，19-29)，即将分子烙印聚合物微粒附着在硅胶表面上，但此附着是很不牢固的，使用中容易发生微粒脱落，堵塞分离柱，而无法进行继续分离。另一种方法是多步聚合法(Cacho C，Turiel E.Martin-Esteban A，et al.JCHROMATOGR B 802(2)347-353 APR 5 2004)，使用的载体就是功能单体和交联剂自身的聚合物颗粒。即先在不加模板分子的条件下让聚合液反复进行沉降聚合和沉降分选以得到粒径均一的颗粒，然后再加入模板分子进行聚合。但此制备工艺过于复杂，也不适合于较大规模的应用。这两种使用载体的方法还有一个共同的缺点即在装入分离柱使用时，都依赖分子烙印材料本身来承受压力。而分子烙印聚合物从表面到内核都是多孔性结构，本身能够承受的压力不太大，尤其是对颗粒之间接触压力(反应为局部高压)的耐受性不强，在使用中容易破碎，造成识别位点的流失和柱压升高。此外还有人在电极表面制备分子烙印薄膜(Shoji R，Takeuchi T，Kubo I，ANAL CHEM75(18)4882-4886 SEP 15 2003)，但由于其表面积太小，仅能用于微量检测。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是找到一种制备分子烙印聚合物填料的载体，该载体应溶胀性很小，耐压性好，避免聚合层在挤压中破碎，适用于制备大型固相萃取柱，使用不同溶剂时能够保持柱体的完整和均一性；该载体还应近球性好，使聚合物在载体表面分布均匀、致密而且完整，结合牢固，在使用过程中不易脱落。本专利技术的目的之二是提供一种在载体表面形成分子烙印聚合物的新方法，及用该方法制备分子烙印聚合物填料，使用该填料进行萃取应扩散速度快、萃取效率高，以实现快速分离；还应简单易行，适合于大规模制备。为实现上述第一专利技术目的，本专利技术选用经表面改性的玻璃微珠作为分子烙印固相萃取填料的载体。所述经表面改性，指使用含有乙烯基的硅烷化试剂进行表面改性，以增强玻璃微珠与分子烙印聚合物之间的结合能力。所有含有乙烯基的硅烷化试剂均可使用。上述玻璃微珠可用实心或空心的，粒径在100-2500目均可，但每批使用时应粒径大小均匀。因此可在使用前将玻璃微珠进行分选，使粒径分布范围尽可能窄。分选方法可采用在水中反复沉降或其它常规方法。使用玻璃微珠作为载体的优点是1.结构强度高、近球性好、基本没有溶胀性，所以在使用不同溶剂时能够保持柱体的完整和均一性。2.耐压性好，使用时柱压小，因而可以使用更长的柱芯，提高分离效率。3.与本体聚合法相比，由于替换掉了填料中心那些利用率很低的部分，从而大大减少了分子烙印材料(尤其是模板分子)的用量；为实现上述第二专利技术目的，本专利技术使用基于表面张力的液膜法，所制备的填料是在载体表面具有分子烙印聚合物薄膜层的颗粒。用以下操作方式效果较好1.先用填料的载体预装柱，搭建出将来填料的主体构架，以保证产品的结构压力绝大部分由载体承受，防止聚合层在挤压中破碎；2.将聚合反应液注入上述预装柱中。用高压氮气将多余的聚合反应液吹出。在表面张力的作用下，载体表面仅余很薄且均匀的一层聚合反应液，以节约模板分子等原料，并同时达到除氧目的；3.将处理好的柱子两端封口后，置水浴中聚合反应约24小时，即可得到高效分子烙印固相萃取填料。本方法所述载体可以使用本领域技术人员常规使用的各种载体材料，如硅胶(无孔)、玻璃微珠等。使用本专利技术液膜法来制备分子烙印固相萃取填料的有益效果是1.能使聚合物在载体表面分布更加均匀、致密而且完整，结合得更为牢固，在使用过程中不易脱落；2.因表面张力作用，得到的聚合物具有更大的平均孔径，从而增大扩散速度、提高萃取效率，可实现快速分离的目的；3.本方法简单易行，适合于大规模制备。若将本专利技术前述的玻璃微珠作为载体材料，并使用本专利技术液膜法来制备分子烙印固相萃取填料，则效果更好，相得益彰1.由于在柱中先装填空心玻璃微珠后才加入聚合反应液，因此整个填料本身的结构压力主要由玻璃微珠来承担，而玻璃微珠本身可以承受1000个大气压，所以不管是与本体聚合法、多步聚合法相比还是与使用大孔硅胶为载体相比(它们都依赖分子烙印材料本身来承受压力，而分子烙印聚合物为多孔性结构，本身能够承受的压力不太大)，制备得到的固相萃取填料其耐压性能都要高得多(尤其适用于制备大型固相萃取柱)。2.玻璃微珠的高近球性与表面张力的结合，能使得制备得到的聚合物表面光滑均匀，拥有更好的色谱性能(首先就是它的柱压小，因而可以使用更长的柱芯和更大的流速)。附图说明图1是液膜聚合物吸附速度实验结果；图2是本体聚合物吸附速度实验结果。上述图中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分子烙印固相萃取填料用的载体，是经表面改性的玻璃微珠。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐筱杰，骆宏鹏，庄艳，陈丽蓉，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]