氨基和環(huán)氧開環(huán)反應(yīng)的“一鍋法”制備雜化硅膠整體柱.pdf

1、整體柱具有制備簡單、通透性好、傳質(zhì)速率快等優(yōu)點,在分離和富集等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。整體柱可以分為硅膠整體柱和聚合物整體柱兩大類。聚合物整體柱的制備過程簡便,耐酸堿性好,適合生物大分子分離,但是聚合物骨架在有機溶劑中易溶脹,因此有機整體柱的壽命和重現(xiàn)性不高;硅膠整體柱具有良好的機械強度,對小分子的分離效率很高,但是硅膠整體柱的制備過程復(fù)雜,而且硅膠骨架穩(wěn)定性受pH限制;為了克服兩者的缺點,有機-無機雜化硅膠整體柱的制備和應(yīng)用開展了

2、很多研究。但是利用有機硅氧烷試劑溶膠-凝膠法將有機功能單體以共價作用摻雜到硅膠基質(zhì)上制備雜化整體柱的方法仍受到很多限制?；谧杂苫酆系摹耙诲伔ā敝苽溆袡C-無機雜化硅膠整體柱可以避免改變?nèi)苣z-凝膠反應(yīng)的前體化合物,將水溶性好或非極性的有機單體鍵合到硅膠基質(zhì)上。但是,由于需要自由基引發(fā)聚合,反應(yīng)速率難以控制,存在重現(xiàn)性較差和柱床收縮問題。本論文發(fā)展了“一鍋法”制備有機-無機雜化硅膠整體柱的新體系——利用環(huán)氧基團和氨基的反應(yīng),把帶有環(huán)氧基團

3、的3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)作為溶膠.凝膠過程的前體反應(yīng)物,和四甲氧基硅烷(TMOS)混合水解,得到的水解液加入一定量帶有氨基的化合物單體,加熱聚合,得到鍵合上氨基化合物的雜化硅膠整體柱。同時加入的氨基化合物在溶膠-凝膠反應(yīng)中起到類似堿催化的作用。本論文用L-賴氨酸、L-精氨酸、L-組氨酸、間氨基苯硼酸、戊二胺和還原型谷胱甘肽作為單體,研究了這種“一鍋法”制備體系的具體應(yīng)用。
　　 第一章綜述了整體柱的研究

4、現(xiàn)狀,著重介紹了雜化硅膠整體柱的制備并提出本論文的選題依據(jù)和研究目標(biāo)。
　　 第二章以三種堿性氨基酸(L-Lysine,賴氨酸,L-Arginine,精氨酸,L-Histidine,組氨酸)作為單體化合物,GPTMS和TMOS共同作為溶膠-凝膠反應(yīng)前體,“一鍋法”制備了三種堿性氨基酸雜化硅膠整體柱。氨基酸通過氨基與環(huán)氧丙基的反應(yīng)鍵合到了硅膠骨架上,得到了元素分析和紅外光譜的證實,同時堿性氨基酸的加入起了類似堿催化的作用。三種堿性

5、氨基酸雜化硅膠整體柱的中孔和大孔孔徑分別為3.86 nm和1.71μm(L-賴氨酸雜化硅膠整體柱),5.38 nm和4.24μm(L-精氨酸雜化硅膠整體柱)以及6.38 nm和1.24μm(L-組氨酸雜化硅膠整體柱)。這三種雜化硅膠整體柱都是兩性固定相,在電色譜模式下,電滲流的大小和方向隨pH改變,而且都顯示一定的親水作用機理(乙腈含量高于40％時)。四種探針分子(甲苯、DMF、甲酰胺和硫脲)在三種雜化硅膠整體柱上進(jìn)行了分離,結(jié)果顯示在

6、L-賴氨酸雜化硅膠整體柱上分離柱效最高,理論塔板數(shù)分別為123385、103620、121845、105345 Plates/m。在20 mM甲酸銨緩沖液(20％CAN,pH4.1)作為流動相時,硫脲的理論塔板高度達(dá)到了5.7μm。而且酚類和多肽在L-賴氨酸雜化硅膠整體柱上也得到了分離。進(jìn)一步地利用氨基和羧基的反應(yīng),可以在L-賴氨酸雜化硅膠整體柱上后修飾L-苯丙氨酸,增強其疏水性,烷基苯在反相電色譜模式下得到了高效分離。三種堿性氨基酸雜

7、化硅膠整體柱的制備和后修飾證明了氨基和環(huán)氧反應(yīng)的“一鍋法”具有應(yīng)用前景和可推廣性。
　　 第三章研究了以間氨基苯硼酸作為有機單體,或間氨基苯硼酸和戊二胺共同作為單體“一鍋法”制得的苯硼酸雜化硅膠整體柱并且進(jìn)行了一系列表征。分別在pH7.5和pH6.5的條件下,間氨基苯硼酸雜化硅膠整體柱和間氨基苯硼酸.戊二胺雜化硅膠整體柱可以抓取含有順式二羥基的鄰苯二酚。胞苷和腺苷作為含順式二羥基的探針分子也證實了硼親和作用。在5 cm長,150

8、μm內(nèi)徑的毛細(xì)管中合成的雜化硅膠整體柱,利用毛細(xì)現(xiàn)象載入標(biāo)準(zhǔn)糖蛋白-辣根過氧化物酶酶解液,對酸洗脫下的多肽進(jìn)行了MALDI-TOF分析,得到了糖肽片段的分子離子峰。
　　 第四章初步研究了還原型谷胱甘肽作為單體的雜化硅膠整體柱的“一鍋法”制備,加入一定量的氫氧化鈉溶液使谷胱甘肽完全溶解于水解液中,混合后的pH約為5。利用巰基和納米金作用,后修飾了粒徑約為2～3 nm的納米金。在電色譜模式下,多肽樣品在兩種整體柱上了得到了完全分離