专利名称：一种毛细管电色谱柱及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种色谱柱及制作方法，具体地说涉及一种毛细管电色谱柱及其制作方法。
通常使用的电色谱柱为颗粒填充型色谱柱，该类柱的填充和封口的制作十分繁琐，性能良好的封口的制备不仅需要精良的仪器，而且有赖于操作者丰富的经验。由于流动相在流经封口时会发生变化，所以封口通常被认为是气泡产生的主要原因之一。气泡会引起基线的噪音增大、电流不稳、甚至实验失败等一系列问题。无塞柱具有制备简单，无需封口，从而可以避免封口所引起的所有问题，在近几年迅速地发展起来。无机硅胶整体柱、聚丙烯酰胺类、聚苯乙烯-二乙烯基苯类、聚甲基丙烯酸酯类等聚合物整体柱已均有文献报道，因整体柱较传统的的填充柱具有较明显的优点，从而被誉为第四代填料。
在制备整体柱的过程中，对于紫外不透明填料通常采用部分填充的方法来制备窗口，如
图1A所示，图中1为填充段(Packed segment)，2为窗口(Window)，3为空段(Open segment)。但连续床层末端往往不均匀，这种末端不均匀性会对色谱柱的性能产生负面影响，因此在制备连续床层时应尽可能避免末端的不均匀性。虽然对于紫外透明的连续床层可直接采用柱内检测的方法以解决柱末端不均匀性的问题，但该方法无普适性，只对紫外透明整体柱适用，并且柱内检测降低检测灵敏度，因此在制备整体柱时急需一种可克服柱末端不均匀性，并且普适性强的方法。
毛细管电色谱柱在运行时通常认为空管部分的电渗流大于填充部分的电渗流，这样对于采用部分填充法制得的毛细管电色谱柱在运行的过程中会在填充部分与空管部分的交界处存在负压，因此气泡容易在此处产生。虽然加压电色谱可解决该类问题，但加压电色谱仪器复杂，不宜在普通的毛细管电泳仪上实现。一般加压电色谱的压力是通过高压泵来提供的，从而增加了仪器的成本。如果在柱末端加反压来抑制气泡的形成，这样会降低分离速度；如果两端同时加压，虽对分离速度不会产生影响，但需要对柱两端提供完全相同的压力，否则会引起流型的改变，从而降低柱效，因此对用于加压电色谱的高压泵要求更高。
本发明的另一目的在于提供一种毛细管电色谱柱制作方法，该方法制备简单并且便于对柱的维护。
为实现上述目的，本发明提供的一种毛细管电色谱柱在检测窗口的两端均有填料。
本发明提供的一种毛细管电色谱柱制作方法，其原理是将固定相与毛细管内壁键合，对于聚合物整体柱而言，采用双官能团试剂(MAPS)来实现，双官能团试剂一端是烷氧基团，其与毛细管的硅羟基反应；另一端具有双键，在单体聚合时参与聚合。固定相通过双官能团试剂实现与毛细管的间接键合，可提高床层的稳定性。
本发明采用的具体技术方案是将双甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酰氨基甲基丙烷磺酸(AMPS)及致孔剂按质量百分比依次为16％、23.6-23.9％、0.1-0.4％、60％的比例混合，其中致孔剂的组成与比例为水∶正丙醇∶1，4-丁二醇＝10∶60-70∶20-30，由偶氮二异丁腈引发在经双官能团处理过的毛细管中聚合，然后用乙腈冲洗毛细管，除去柱内残余的单体，用刀片在毛细管的任何位置上刮去2-4mm的聚丙烯酰胺涂层开置窗口，在通水条件下，使用电阻丝在450-600℃下对窗口加热2-5秒，窗口位置的固定相受热分解后，窗口制备完成。本发明制作窗口的加热时间应加以控制，如果加热时间过小，检测窗口长度太短；如果时间过长，会对色谱柱窗口部分以外的固定相造成破坏。
本发明提供的一种毛细管电色谱柱在两端不加压的条件下很少观察到气泡的产生，从而说明改进的毛细管电色谱柱在抑制气泡产生的方面起到一定的作用。
由于本发明可在毛细管的任一位置上制备窗口，因此在制备时可将聚合混合物注满整根毛细管，从而大大简化制备过程。
实施例1将双甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、AMPS及致孔剂(水∶正丙醇∶1，4-丁二醇＝10∶65∶25)按质量百分比依次为16％、23.9％、0.1％、60％的比例混合，由偶氮二异丁腈引发在经双官能团处理过的毛细管中聚合，然后将毛细管用乙腈冲洗，除去柱内残余的单体，用刀片在毛细管合适的位置上刮去约3mm的聚丙烯酰胺涂层，通水的条件下，使用电阻丝在450℃下加热5秒，窗口位置的固定相受热分解后，窗口制备完成。其结构如图1B所示，图中1和4为填充段(Packedsegment)，2为窗口(Window)。
实施例2将双甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、AMPS及致孔剂(水∶正丙醇∶1，4-丁二醇＝10∶60∶30)按质量百分比依次为16％、23.6％、0.4％、60％的比例混合，由偶氮二异丁腈引发在经双官能团处理过的毛细管中聚合，然后将毛细管用乙腈冲洗，除去柱内残余的单体，用刀片在毛细管合适的位置上刮去约2mm的聚丙烯酰胺涂层，通水的条件下，使用电阻丝在600℃下加热2秒，窗口位置的固定相受热分解后，窗口制备完成。
实施例3将双甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、AMPS及致孔剂(水∶正丙醇∶1，4-丁二醇＝10∶70∶20)按质量百分比依次为16％、23.7％、0.3％、60％的比例混合，由偶氮二异丁腈引发在经双官能团处理过的毛细管中聚合，然后将毛细管用乙腈冲洗，除去柱内残余的单体，用刀片在毛细管合适的位置上刮去约4mm的聚丙烯酰胺涂层，通水的条件下，使用电阻丝在500℃下加热4秒，窗口位置的固定相受热分解后，窗口制备完成。
本发明提供的毛细管电色谱柱的亲水性和疏水性可通过在制备时调节电渗流产生剂的含量来实现，因此亲水性溶质和疏水性溶质均可在该柱上进行，其中疏水性化合物的分离以苯的同系列为例，亲水性化合物的分离以核苷为例，其谱图分别参看图2和图3。图2为疏水性化合物分离谱图，其中色谱峰1-硫脲；2-苯；3-甲苯；4-乙苯；5-丙苯；6-丁苯；7-戊苯；8-己苯。图3为亲水性化合物分离谱图，其中色谱峰1-肌氨酸酐；2-胞嘧啶核苷；3-腺苷；4-鸟嘌呤核苷；5-肌苷；6-脲苷。
该柱在9次连续运行中t0和苯的容量因子的相对标准偏差分别为0.30％和0.26％，三根柱间t0和苯的容量因子的相对标准偏差分别为0.093％，1.884％，每根色谱柱的柱效均在15万塔板数/米以上。
柱间重复性参看表1及图4。
表1溶质硫脲 苯 甲苯 乙苯 丙苯丁苯戊苯己苯柱A 2.488 4.0024.2854.645 5.137 5.791 6.558 7.503K’ 0.6085 0.7223 0.86701.065 1.328 1.636 2.016柱B 2.492 4.0264.3164.682 5.182 5.848 6.627 7.591K’ 0.6156 0.73193 0.87881.079 1.347 1.659 2.046柱C 2.488 3.9644.2374.581 5.049 5.668 6.391 7.268K’ 0.5932 0.7030 0.84121.029 1.278 1.569 1.921SRD 0.09277 1.8842.0512.228 2.435 2.684 2.900 3.26权利要求
1.一种毛细管电色谱柱，其特征在于，其检测窗口的两端均有填料。
2.一种毛细管电色谱柱制作方法，其特征在于，将双甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酰氨基甲基丙烷磺酸(AMPS)及致孔剂混合，偶氮二异丁腈引发在毛细管中聚合，乙腈冲洗毛细管，刮去聚丙烯酰胺涂层开置窗口，通水条件下对窗口加热2-5秒。
3.根据权利要求2所述的毛细管电色谱柱制作方法，其特征在于，其中双甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、AMPS及致孔剂的比例按质量百分比依次为16％、23.6-23.9％、0.1-0.4％、60％。
4.根据权利要求2或3所述的毛细管电色谱柱制作方法，其特征在于，其中致孔剂的组份及比例为水∶正丙醇∶1，4-丁二醇＝10∶60-70∶20-30。
5.根据权利要求2所述的毛细管电色谱柱制作方法，其特征在于，其中窗口为2-4mm，且可开置在毛细管的任何位置。
6.根据权利要求2所述的毛细管电色谱柱制作方法，其特征在于，加热温度450-600℃。
全文摘要
一种毛细管电色谱柱及其制作方法，其毛细管电色谱柱在检测窗口的两端均有填料；其制作方法是将双甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、AMPS及致孔剂(水∶正丙醇∶1，4－丁二醇＝10∶60－70∶20－30)按质量百分比依次为16％、23.6－23.9％、0.1－0.4％、60％的比例混合，由偶氮二异丁腈引发在经双官能团处理过的毛细管中聚合，然后将毛细管用乙腈冲洗，除去柱内残余的单体，用刀片在毛细管合适的位置上刮去一段聚丙烯酰胺涂层，在通水的条件下，使用电阻丝在450－600℃下加热2－5秒，窗口位置的固定相受热分解后，窗口制备完成。
文档编号G01N30/00GK1403810SQ01142109
公开日2003年3月19日 申请日期2001年9月12日 优先权日2001年9月12日
发明者平贵臣, 张玉奎, 张维冰, 张庆合, 姬磊 申请人:中国科学院大连化学物理研究所