专利名称：：用在高效液相色谱中的新型固定相的制作方法
技术领域：
：本发明涉及用在色谱中的材料以及制造这种材料的方法。更具体地，本发明涉及用于液相色谱柱的填充材料。
背景技术：
：目前为止，硅石颗粒最广泛用作反相液相色谱固定相的支持体。高机械稳定性、单分散颗粒、高表面积和容易设计的孔大小分布使得硅石在效率、刚性和性能方面都优于其它支持体。硅石化学键的化学特性也允许广泛的各种各样的固定相以不同的选择性被支持在硅石上[文献1，2，3]。硅烷是液相色谱中最普遍使用的表面改性剂。例如，″AnIntroductiontoModernLiquidChromatography″，Chapter7，JohnWiley&Sons，NewYork，N.Y.1979；J.Chromatogr.352，199(1986)；J.Chromatogr.267，39(1983)；和AdvancesinColloidandInterfaceScience，6，95(1976)均公开了各种含硅的表面改性剂。用于硅石衍生的典型硅烷偶联剂具有通式EtOSiR1R2R3或ClSiR1R2R3，其中R表示有机基团，其可以彼此不同或所有都相同。对于反相色谱，硅烷偶联剂传统上是-Si(CH3)2(C18H37)，其中十八烷基C18H37生成疏水表面。当在羟基化硅石(通常具有约8μmol/m2的表面硅醇浓度)上进行反应时，由于偶联剂上R基团所造成的空间拥挤，反应不会进行完全[文献3]。为了通过阻止对硅石表面上的某些残余硅醇基团的接触(access)来改善原化学键合相的质量，通常使用小的有机硅烷来进一步端部覆盖(endcap)键合相。通常使用能够生成三甲基硅烷基(CH3)3Si-的化合物来进行端部覆盖，最通常的是三甲基氯硅烷(TMCS)和六甲基二硅氮烷(HMDS)。大多数自由表面硅醇在二甲基十八烷基硅烷基下方，由于空间位阻不会与端盖(endcapping)反应。在传统端部覆盖步骤中，基于碳负载数据，仅有约0.2μmol/m2的表面硅醇基团被键合。实验室研究中所达到的最高覆盖范围是约4.5μmol/m2，而商用色谱柱中可达到的覆盖范围要低很多，甚至在进行端部覆盖之后通常为2.7～3.5μmol/m2量级[文献4]。这些残余表面硅醇与碱性和酸性的分析物通过离子交换、氢键和偶极/偶极机理相互反应。这种分析物与残余硅醇基团之间的次级相互反应引起许多问题，包括停留时间增加、峰过度拖尾(特别对于碱性化合物在中等pH值范围)和某些分析物的不可逆吸附。碱性化合物广泛地出现在不同领域中，例如环境、化学、食品和制药工业中。特别是后种情况，估计多于80％的市售药品都带碱性。因此，开发实用的、具有最小表面硅醇活性的HPLC固定相至关重要。为克服残余硅醇活性的问题，许多方法都被试用，例如使用超纯硅石、碳化硅石，用聚合物组合物涂覆硅石表面，端部覆盖残余硅醇基团，以及向洗脱液中添加例如长链胺的抑制剂[文献5]。实际上，这些方法中没有一种令人完全满意。Stella等对硅石支持体的失活作了总结综述[Chromatographia(2001)，53，S-113-S-115]。U.S.5,134,110中描述了一种通过过度端部覆盖来去除表面硅醇的方法。传统的端盖可以物理地键合某些残余硅醇基团，但是至少50％的表面硅醇仍未反应。U.S.5,134,110中描述了一种通过高温硅烷化过程进行的十八烷基硅烷化硅石凝胶的端部覆盖方法[文献6，7]。在非常高的温度下，250℃以上，在密封安瓿瓶中，使用六甲基二硅氮烷或六甲基环三硅氧烷来端部覆盖三氯硅烷的聚合化学键合相。Engelhardt测试表明该所得被端部覆盖的相性能优异。但是，聚合相通常传质差，重现性差。最终，与传统的液相端部覆盖工序相比，在密封安瓿中进行硅烷化的高温不实际，难以商业应用。一种方法是在十八烷基长链中引入极性嵌入基团。这些嵌入基团一般包含氮原子和例如在欧洲专利申请90302095.4[文献8-12]中的酰胺、例如在U.S.5,374,755中公开的氨基甲酸酯[文献13，14]、以及最近的脲基团[文献15]，并且已表明它们在使所不期望的硅醇反应最小化中扮演着重要角色。当与传统的C18相对比时，带有嵌入的极性基团的相明显表现出对碱性化合物的更低拖尾因子。已经提出了某些机理，而一些证据导致人们认为由于硅石表面附近极性基团的成氢键能力，嵌入极性基团相的表面层应该具有更高的水浓度。这种可能的水层抑制了碱性分析物与残余表面硅醇的相互反应，并允许利用具有100％水的流动相的分离[文献16]。另一方面，与它们的烷基C8和C18的对应物相比较，这种水层的存在似乎有助于这些硅石支持体的更快速溶解。在J.Kirkland的柱稳定性系统评估中，据报道嵌入的酰胺极性固定相不够稳定[文献17]。该结果是可预测的，因为在用于极性嵌入相的底层硅石表面附近水含量更高。当该相被水解，或该相在相制备过程中没有完全反应[文献15]，在表面上留下胺或羟基基团时，该嵌入的极性基团还造成某些分析物的吸附。例如，水解的酰胺相在表面上留下氨基丙基片断(moiety)，并能够强烈地吸附酸性和极性化合物，导致峰拖尾或峰消失。极性嵌入相也比传统C18相更亲水。分析物的停留时间比在传统C18柱上远远更短。结果，相选择性非常不同于传统C18，这造成峰序列的顺序变化。在传统C18柱上开发的方法不能转用到极性嵌入相柱。另一解决反应性表面硅醇问题的方法是使用可以空间立体保护表面硅醇的相。授予杜邦的U.S.4,705,725描述了大量的二异丁基(对C18)或异丙基(对C8、C3和C14酰胺)侧链基团(ZorbaxTMStable-Bond反相柱)稳定着长链和短链的单官能配体，并保护它们以免在低pH下水解和损失[文献18]。该大量侧基增加了相的水解稳定性。这种片断在低pH下不易损坏，并更好地防护底下的硅醇。这种在空间上受保护的相在低pH下极度稳定。这种片断在空间上受保护的硅烷相没有被端部覆盖；因此避免了少量易水解的端盖剂在酸性流动相条件下发生损耗。在pH＜3下，就峰、重现性和寿命而言，该相表现优异。在这种pH范围中，B型硅石上的硅醇基团几乎完全被质子化，结果它们不会充当次级反应的位点。但是，其覆盖密度远远低于二甲基ODS相的。与配体密度为3.37μmol/m2的传统二甲基十八烷基相相比较，二异丁基十八烷基相的配体密度是约2μmol/m2。U.S.5,948,531公开了使用桥式丙烯二齿硅烷或二齿C18相(ZorbaxTMExtendC18柱)来通过在两个C18配体之间结合丙烯桥而限制分析物接触残余硅醇[文献19]。该二齿C18相保留了单官能硅烷相的好处(高的柱效率，反应重现性)，同时证实在高和低的pH流动相中稳定性都良好。ZorbaxStable-BondC18(SB-C18)和ZorbaxExtend-C18柱也具有与传统的C18柱非常相似的选择性。
发明内容在一个实施方案中，本发明提供了用在色谱中的固定相，该固定相具有侧基，侧基包含一个或更多的不饱和基团，例如乙烯基、烯丙基、乙炔基和丙炔基作为侧基。在另一实施方案中，本发明提供了使用包含一个或更多不饱和基团，例如乙烯基、烯丙基、乙炔基和丙炔基等的端盖剂来中和反应性硅醇的方法。一方面，根据本发明的固定相包括疏水层。另一方面，固定相包括活性减弱的表面硅醇，从而导致在分离化合物过程中峰拖尾减少。一方面，本发明提供了硅石基材，其具有单官能硅烷、或两种或三种硅烷的混合物，其中至少一种硅烷包括至少一个不饱和烃基。另一方面，硅烷包括如下式所示结构的化合物其中R＝可用于色谱的官能团，包括例如烷基、被取代的烷基、烯基、被取代的烯基、芳基、被取代的芳基、烷基胺、酰胺、醚、氨基甲酸酯、酯、醇、使能够进行疏水反应的基团、离子交换基团等；R′＝不饱和基团，例如烯基或炔基、芳基；R″＝烯基、芳基、炔基、短链烷基取代物。一方面，R″不包括不饱和烃。一方面，化合物不包括二甲基取代的叔碳片断。该基材可键合一种或多种不同的硅烷，并且在本发明的另一实施方案中，可键合一个基团R以及第二试剂，R提供了基材的色谱官能度，第二试剂提供了端部覆盖(即硅醇中和)官能度。本发明还提供了一种使用含氨基的化学物质在端部覆盖步骤中或在端部覆盖步骤之后进一步使以上基材失活的方法。本发明还提供了制造可在宽pH值1-12范围中应用的基材的方法。一方面，该基材可用在pH值约为2-10范围中。某些方面，该基材可用在室温下。本方法包括制备包括一个或多个不饱和基团的硅烷(包括但不限于二乙烯基烷基硅烷或甲基乙烯基烷基硅烷)，并使硅石与该不饱和硅烷键合来生成键合基材。一方面，残余未键合的硅石与硅烷(例如三甲基硅烷、单乙烯基、二乙烯基或三乙烯基硅烷)接触，并/或用含氨基的化学物质进一步处理。参照下面详细的描述和附图，可以更好地理解本发明的目的和特征。图1表示一组图示根据本发明一个实施方案的组合物与其它柱材料的性能的色谱图。图2表示比较在pH值为7.6下、在单独的碱性化合物中，根据本发明各方面的一系列组合物的性能的谱图。图3表示比较在pH值为2.7下、在提纯的苯甲酸中，根据本发明各方面的一系列组合物的性能的谱图。图4表示对根据本发明一方面的组合物的性能与另一柱进行进一步比较的谱图。图5表示对在高pH下，根据本发明一方面的组合物与另一柱进行比较。图6表示在pH值为2.7和pH值为7.6下，根据本发明一方面的组合物与另一柱的负载能力的比较。图7表示两组图示根据本发明一方面的组合物与另一柱的负载能力的谱图。具体实施例方式本发明提供了一种基材，其表面与硅烷键合，当该支持结构用作色谱的固定相时，这种硅烷提供了特定的优点。该基材表面与不饱和硅烷或含有至少一种不饱和硅烷的硅烷混合物(例如那些含有烯基或炔基的，包括乙烯基硅烷，例如二乙烯基硅烷、甲基乙烯基硅烷)发生键合。可用作键合剂或用在结合混合物中的硅烷实例包括但不限于二乙烯基十八烷基氯硅烷、甲基乙烯基十八烷基氯硅烷、二乙烯基辛基氯硅烷、甲基乙烯基辛基氯硅烷、三乙烯基氯硅烷、(二甲氨基)二乙烯基十八烷基硅烷、(二甲氨基)甲基乙烯基十八烷基硅烷。用于固定相的不饱和硅烷和本发明的端盖剂具有下面的结构。其中R′＝烯基、炔基、苯基，例如乙烯基、烯丙基、乙炔基、丙炔基或其它烯基和炔基；R″＝短链烷基、烯基、炔基；R＝烷基、被取代的烷基、烯基、被取代的烯基、芳基、被取代的芳基、烷基胺、酰胺、醚、醇、氨基甲酸酯、酯、阴离子交换剂、阳离子交换剂；X＝氯，例如甲氧基、乙氧基的烷氧基，例如二甲氨基、二乙氨基、二丙氨基基团的二烷基氨基。官能团R可以根据预期应用而作调整。例如，在以“IntroductiontoModernLiquidChromatography”(L.R.Snyder和J.J.Kirkland，JohnWileyandSons，NewYork，1979)中第7章所描述的方式运行的反相色谱中，所期望的是硅烷的R由包括3～约20个碳的烷基或芳基(例如C3、C4、n-C8、n-C18等)、例如-(CH2)3NHC(＝O)R的酰胺、例如-(CH2)3OC(＝O)OR的氨基甲酸酯组成，来提供其它官能团，从而使得所期望的用于停留的疏水反应能够发生。对于离子交换色谱，R基团可以包含带离子交换功能的基团，例如-(CH2)3N+(CH3)3-作为阴离子交换剂和-(CH2)3-C6H4-SO3H-作为阳离子交换剂。对于尺寸排阻色谱，特别是用于分离高极性、水溶性的生物大分子(例如蛋白质)，基材的表面被高极性R基团，例如-(CH2)3-O-CH(OH)-CHOH所谓的“二醇”官能团所改性。对于疏水反应色谱，弱疏水性固定相在支持体上是所期望的。例如，R＝甲基、乙基、正丙基或异丙基，提供这种模式的色谱停留所需的合适的疏水反应。在正相色谱的情况下，极性官能团作为R基团被结合到硅烷内，例如-(CH2)3-NH2-和-(CH2)3-CN-。将硅烷固定到硅石表面的公知技术已被开发出。例如参见美国专利No.4,919,804；C.A.Doyle等，ChromatographicScienceSeries，78，293-323(1998)；美国专利No.5,869,724；J.J.Kirkland等，Anal.Chem.，70，4344-4352(1998)；J.J.Kirkland等，Anal.Chem.，61，2-11(1989)；和K.D.Lork等，JournalofChromatography，352，199-211(1986)。在“AnIntroductiontoModernLiquidChromatography”(L.R.Snyder和J.J.Kirkland，JohnWileyandSons，NewYork，1979)第7章中给出了对硅烷与色谱支持体表面的反应的一般讨论。从“PorousSilica”(K.K.Unger，ElsevierScientificPublishingCo.，NewYork，1979)的108页开始可发现有关硅烷与多孔硅石反应的其它细节。“ChemistryandTechnologyofsilicones”(W.Noll，AcademicPress，NewYork，1968)中给出了对硅烷与各种材料反应的一般讨论。利用传统的液相反应，硅烷和端盖剂键合到硅石表面内。参照下面的实例和其中提及的图，可理解本发明的实施和性能优点。实例1甲基乙烯基十八烷基氯硅烷的制备有机硅烷从Gelest，Inc.Morrisville，PA购买，溶剂和其它化学试剂从Aldrich，Milwaukee，WI购买，除非另有说明。在室温下，十八烷基氯化镁的THF溶液(800ml，0.5M)被逐滴加入到甲基乙烯基二氯硅烷(112.8g，0.8mol)的THF(300ml)/己烷(500ml)溶液中。加入后，在室温下将该混合物搅拌过夜。通过蒸馏脱除溶剂。向残余液中加入己烷(500ml)。过滤出白色固体，并在氩气中用己烷(400ml×3)洗涤。通过蒸馏脱除溶剂。在真空(180-190℃/0.05mmHg)中蒸馏出残余液，得到所要产物63.32g，产率44.2％。实例2(二甲氨基)甲基乙烯基十八烷基硅烷的制备将四颈烧瓶装上机械搅拌器、两个干冰冷凝器。氮气作为清洗气缓慢通过一个干冰冷凝器，再从另一冷凝器出来。甲基乙烯基十八烷基氯硅烷(63.32g，0.175mol)和己烷(100ml)被加入到该烧瓶内。二甲胺气体经过干冰冷凝器吹进体系内，并滴到混合物中。白色沉淀物形成。使用GC跟踪反应。二甲胺连续冲洗，直至GC上甲基乙烯基十八烷基氯硅烷的峰消失。滤出沉淀物，并在氩气中用己烷(400ml×3)洗涤。通过蒸馏脱除己烷。在真空(210℃/0.06mmHg)中蒸馏残余液，得到所要产物61.22g，产率94.8％。实例3(二甲氨基)三乙烯基硅烷的制备通过与实例2相同的方法获得(二甲氨基)三乙烯基硅烷。将四颈烧瓶装上机械搅拌器、两个干冰冷凝器。氮气作为清洗气缓慢通过一个干冰冷凝器，再从另一冷凝器出来。三乙烯基氯硅烷(103g，0.713mol)和己烷(100ml)被加入到该烧瓶内。二甲胺气体经过干冰冷凝器吹进体系内，并滴到混合物中。白色沉淀物形成。使用GC跟踪反应。二甲胺连续冲洗，直至GC上三乙烯基氯硅烷的峰消失。滤出沉淀物，并用己烷(400ml×3)洗涤。通过蒸馏脱除己烷。在真空(22℃/0.4mmHg)中蒸馏残余液，得到所要产物74g，产率68％。实例4带有三乙烯基硅烷端盖的甲基乙烯基C18相的制备B型的ZorbaxRx-Si硅石支持体(R×80)用来键合，作为色谱柱。该高纯B型的Zorbax硅石的物理和表面性质先前已有报道[文献19]。这种硅石支持体的表面积通常为180m2/g，孔大小为8。与硅石支持体的反应按先前报道的那样进行[文献19]。在键合前，在110℃下真空干燥ZorbaxR×80过夜。由甲基乙烯基十八烷基氯硅烷制备甲基乙烯基C18填料R×80(30g，5μm，表面积184m2/g，44.15mmol表面硅醇)和甲苯(150m1)被充入备有机械搅拌器、冷凝器、Barrette收集器和温度计的四颈烧瓶内。甲苯(30ml)被蒸馏出，并收集在Barrette收集器中。在将混合物冷却到沸点以下后，移走Barrette收集器，并加入imidozale(3.00g，44.16mmol)，随后加入甲基乙烯基十八烷基氯硅烷(23.75g，66.24mmol)。在回流条件下搅拌该混合物一天。当该混合物仍热时进行过滤，用热甲苯、THF、MeOH洗涤。在MeOH/水(80/20v/v，150ml)中使硅石颗粒成泥浆状半小时。滤出硅石，用MeOH、CH3CN洗涤，并在真空中、110℃下干燥过夜。由(二甲氨基)甲基乙烯基十八烷基硅烷制备甲基乙烯基C18填料R×80(21g，5μm，表面积184m2/g，30.91mmol表面硅醇)和甲苯(100ml)被充入备有机械搅拌器、冷凝器、Barrette收集器和温度计的四颈烧瓶内。甲苯(30ml)被蒸馏出，并收集在Barrette收集器中。在将混合物冷却到沸点以下后，移走Barrette收集器，并加入(二甲氨基)甲基乙烯基十八烷基硅烷(17.53g，47.76mmol)。在回流条件下搅拌该混合物一天。当该混合物仍热时进行过滤，用热甲苯、THF、CH3CN洗涤，并在真空中、110℃下干燥过夜。用三乙烯基氯硅烷端部覆盖甲基乙烯基C18填料以上获得的R×80甲基乙烯基C18(19.44g)和甲苯(100ml)被充入备有机械搅拌器、冷凝器、Barrette收集器和温度计的四颈烧瓶内。甲苯(30ml)被蒸馏出，并收集在Barrette收集器中。在将混合物冷却到沸点以下后，移走Barrette收集器，并加入imidozale(2.00g，29.41mmol)，随后加入三乙烯基氯硅烷(6.38g，44.15mmol)。在回流条件下搅拌该混合物一天。当该混合物仍热时进行过滤，用热甲苯、THF、MeOH洗涤。在MeOH/水(80/20v/v，100ml)中使硅石颗粒成泥浆状半小时。滤出硅石，用MeOH、CH3CN洗涤，并在真空中、110℃下干燥过夜。用(二甲氨基)三乙烯基硅烷端部覆盖甲基乙烯基C18填料以上获得的R×80甲基乙烯基C18(12.09g)和甲苯(60ml)被充入备有机械搅拌器、冷凝器、Barrette收集器和温度计的四颈烧瓶内。甲苯(30ml)被蒸馏出，并收集在Barrette收集器中。在将混合物冷却到沸点以下后，移走Barrette收集器，并加入(二甲氨基)三乙烯基硅烷。在回流条件下搅拌该混合物一天。当该混合物仍热时进行过滤，用热甲苯、THF、CH3CN洗涤，并在真空中、110℃下干燥过夜。表1列出了这些柱和用六甲基二硅氮烷/(二甲氨基)三甲基硅烷(HMDS/DTMS)或(二甲氨基)三乙烯基硅烷端部覆盖的R×80XDB-C18的拖尾因子。ZorbaxR×80XDB-C18填料由致密键合的二甲基硅烷取代的C18相组成。所有相都具有相似的碳装填，在表面上没有检测到明显的N和C1。使用(二甲氨基)三乙烯基硅烷进行端部覆盖比使用三乙烯基氯硅烷更有效。可以看到由(二甲氨基)甲基乙烯基C18硅烷键合并且/或者由(二甲氨基)三乙烯基硅烷端部覆盖制得的R×80甲基乙烯基C18柱比HMDS端部覆盖的XDB-C18具有更好的峰形。用(二甲氨基)三乙烯基硅烷端部覆盖的R×80XDB-C18(表1，V)也比用HMDS/DTMS端部覆盖的R×80XDB-C18(表1，VI)表现出更好的峰形，尽管这种改善不如R×80甲基乙烯基C18柱(表1，II、III、IV)。键合或端部覆盖步骤中的二甲氨基和双键往往改善了碱性化合物的峰形，但没有改善酸性化合物的峰形。所有R×80甲基乙烯基C18柱比R×80XDB-C18对苯甲酸都具有更糟的峰拖尾。在R×80甲基乙烯基C18柱中，由甲基乙烯基C18氯硅烷制得并由三乙烯基氯硅烷端部覆盖的柱对碱性和酸性化合物都表现出更糟的峰拖尾。使用三乙烯基氯硅烷、(二甲氨基)三乙烯基硅烷、三乙烯基氯硅烷、(二甲氨基)三乙烯基硅烷、(二甲氨基)三乙烯基硅烷，以及通过使用本领域已知的端盖剂可以进行端部覆盖。在一方面，使用微量的端盖剂，例如少于约0.2μM来进行端部覆盖。甚至当端盖仅覆盖了约0.1-0.2μmol的表面硅醇，而C18键合覆盖了约3μmol的表面硅醇时，使用(二甲氨基)三乙烯基硅烷的端部覆盖对碱性化合物峰形的改善效果与使用(二甲氨基)十八烷基硅烷的键合相当(表1，III和IV)。实例5图1表示这些柱在pH为7.6的H2O/ACN流动相中的色谱图。实例6图2表示带有0％、25％、50％、75％乙烯基的R×80XDB-C18相在pH为7.6下在ACN/水流动相中的色谱图。ZorbaxR×80XDB-C18填料由通过专利方法用二甲基和三甲基硅烷基团彻底双重端部覆盖的、紧密键合的二甲基硅烷取代的C18相组成[文献17]。(二甲氨基)二甲基十八烷基硅烷用在键合反应中。通过相同的键合化学制备带乙烯基的混合XDBC18相，除了下述不同之处使用(二甲氨基)二甲基十八烷基硅烷和(二甲氨基)甲基乙烯基十八烷基硅烷的混合物来代替仅使用(二甲氨基)二甲基十八烷基硅烷，在反应中用甲基乙烯基C18代替25％、50％和75％的二甲基C18硅烷，用HMDS/DTMS进行单端部覆盖。阿米替林(amitriptyline)的拖尾因子由XDBC18的2.87下降到对于75％乙烯基的1.23、50％乙烯基的1.41、25％乙烯基的1.64和0％乙烯基的2.87；乙烯基越多，在pH为7.6下、在水/ACN中的拖尾因子越小。与标准XDBC18相相比，混合相对碱性化合物表现出远远更好的峰形。带25％乙烯基的柱的拖尾比带50％和75％乙烯基的要稍多。实例7图3表示这些相在pH为2.7下对于酸性化合物苯甲酸的色谱图。与XDB-C18相相比，在带乙烯基的XDB-C18上苯甲酸的拖尾因子略有上升。但是，所有这些带有乙烯基的XDB-C18柱都具有大致相同的好的苯甲酸峰形，对于75％乙烯基拖尾因子为1.29、对于50％乙烯基拖尾因子为1.21、对于25％乙烯基拖尾因子为1.27和对于0％乙烯基拖尾因子为1.02。表2总结了这些柱以及用HMDS/DTMS端部覆盖的XDB-C18柱对于阿米替林和苯甲酸的拖尾因子。带有甲基/乙烯基混合C18相的柱对阿米替林在pH为7.6下的拖尾因子比其它对比柱远远更低，对阿米替林和苯甲酸在pH为2.7下的拖尾因子相似。在pH为2.7下，带有50％乙烯基的柱对阿米替林和苯甲酸的峰形比带有25％和75％乙烯基的柱要略好。实例8图4表示极性碱性化合物(苄胺、普鲁卡因酰胺、苄醇、乙酰基普鲁卡因酰胺、茶碱、咖啡因、苯酚)在带有50％乙烯基的R×80XDB-C18和R×80XDB-C18柱上的色谱图。带有50％乙烯基的R×80XDB-C18表现出与R×80XDB-C18非常相似的对极性碱性化合物的选择性，但对苄胺具有更好的峰形(峰#1)实例9图5表示带有50％乙烯基的XDB-C18和XDB-C18柱的稳定性比较。由于该柱被设计用在中等pH值下，所以硅石溶解是影响柱寿命的最大问题。该柱的寿命是在pH为10、50℃下评估的。中性化合物萘用来监测柱效率和停留时间。效率的下降表明硅石溶解速率更快。带有50％乙烯基的XDB-C18柱表现出比XDB-C18更少的效率下降，而这两种柱的K’在老化研究过程中保持相同。实例10图6表示带有50％乙烯基的XDB-C18和XDB-C18柱的负载能力比较。柱的负载能力是在pH为2.7和7.0下、在水/ACN流动相中评估的。这两种柱在pH为2.7下的负载能力远远低于它们在pH为7.0下的负载能力。在pH为2.7下，由于这两种柱都具有好的峰形，所以负载能力的差异并没有在pH为7.0下那样显著，在pH为7.0下，在带有50％乙烯基的XDB-C18上的拖尾因子要远远低于在XDB-C18上的。在样品注射量低时(分析水平)，带有50％乙烯基的XDB-C18在pH为2.7和7.0下都具有非常好的峰形。在样品注射量高时(高于分析水平)，在pH为2.7下，带有乙烯基的XDB-C18在注射超过0.6μg之后具有更高的拖尾因子。带有50％乙烯基的XDB-C18与XDB-C18具有相同的负载能力趋势，但是在pH为7.0下，带有50％乙烯基的XDB-C18比XDB-C18具有远远更好的柱负载能力，这仅仅因为带有乙烯基的XDB-C18具有远远更少的峰拖尾。实例11图7表示在pH为7.0下负载能力色谱实例。阿米替林在带有50％乙烯基的XDB-C18上的拖尾因子由0.06μg注射量下的1.17增加到2.85μg注射量下的1.67，而在XDB-C18上的拖尾因子从3.54增加到4.02。带有50％乙烯基XDB-C18的负载能力远远高于XDB-C18的。通过使用甲基乙烯基C18相，或通过用乙烯基替换R×80XDB-C18相中的某些甲基，加入双键内的微量二甲胺基团可以使硅石强酸性表面硅醇失活。结果，柱在低pH值和中等pH值下对碱性化合物都表现出优异的峰形，并同时对酸性化合物仍保持好的峰形。带有乙烯基的混合XDB-C18柱在中等pH值下比XDB-C18相具有更好的寿命和负载能力。由于表面上二甲胺基团的量如此低，所以混合C18相仍保持与XDB-C18柱相似的选择性，但对碱性化合物的峰形有所改善；因而本方法可容易地转换到新的柱上。本申请参考了在2004年4月30日递交的美国专利申请10/837,265，通过引用将其内容包含于此。参考文献专利U.S.5,134,1107/28，1992Sudoetal.欧洲专利申请90302095.4U.S.5,374,75512/1994Neueetal.Waters’carbamatepatentU.S.4,705,725Kirklandetal.StableBondPatentU.S.5,948,531Kirklandetal.1.Buchmeiser，M.R.，J.Chromatogr.A2001，918，233-266.2.Neue，U.D.InEncyclopediaofAnalyticalChemistry，Meyers，R.A.，Ed.；JohnWileyandSonsNewYork，2001.3.Nawrocki，J.，J.Chromatogr.A1997，779，29.4.Sunseri，J.D.；Gedris，T.E.，Langmuir2003，19，8608-8610.5.Stella，C.；Rudaz，S.；Veuthey，J.-L.Tchapla，A.，Chromatographia2001，53，S-113-S115.6.Y.Sudo，J.Chromatogr.A，1996，737，1397.Y.Sudo，J.Chromatogr.A，1997，757，21.8.Nomura，A；Yamada，J.；Tsunoda，K.，Anal.Sci.1987，3，209.9.Buszewski，B.；Kasturi，P.；Gilpin，P.K.；Gangoda，M.E.；Jaroniec，M.，Chromatographia，1994，39，155.10.Buszewski，B.；Jaroniec，M.；GilpinP.K.，J.Chromatogr.A，1994，668，293.11.Jaroniec，C.P.；Gilpin，P.K.；Jaroniec，M.，J.Chromatogr.A，1998，797，103.12.Ascah，T.L.；Kallury，K.M.L.；Szafranski，C.A.；Corman，S.D.；Lui，F.，J.Liq.Chromatogr.Relat.Technol.1996，19，3049.13.O’Gara，J.E.；Alden，B.A.；Walter，T.H.；Peterson，J.S.；Niederlander，C.L.；Neue，U.D.，Anal.Chem.1995，67，3809.14.O’Gara，J.E.；Walsh，D.P.；Alden，B.A.；Casellini，P.；Walter，T.H.，Anal.Chem.1999，71，2992.15.Silva，C.R；Jardim，I.C.S.F.；Airoldi，C.；J.Chromatogr.A，2003，987，127-138.16.Neue，U.D.；Cheng，Y.F.；Alden，B.A.；Iraneta，P.C.；Phoebe，C.H.；vanTran，K.，Chromatographia2001，54，169.17.Kirkland，J.J.；Henderson，J.W.；DeStefano，J.J.；vanSraten，M.A.；Claessens，H.A.；J.Chromatogr.A，1997，762，97.18.Kirkland，J.J.；Henderson，J.W.；J.Chromatogr.Sci.，1994，32，473-480.19.Kirkland，J.J.；Adams，J.B.Jr.；vanStraten，M.A.；Claessens，H.A.；Anal.Chem.1998，70，4344-4352.20.Chen，W.PatentapplicationPDNO.10040739-1.权利要求1.一种基材，包括化学键合到所述基材的单官能硅烷，其中至少一种单官能硅烷具有三个基团R、R′和R″，并具有如下的形式其中R′独立地选自烯基、炔基或苯基，R″选自烷基、被取代的烷基、烯基、被取代的烯基、炔基、芳基或被取代的芳基，R选自烷基、被取代的烷基、烯基、被取代的烯基、炔基、芳基、被取代的芳基、烷基胺、酰胺、醚、醇、氨基甲酸酯、酯、阴离子交换剂或阳离子交换剂。2.如权利要求1所述的基材，其中所述基材包括至少两种不同单官能硅烷的混合物。3.如权利要求1所述的基材，其中所述基材包括至少三种不同单官能硅烷的混合物。4.如权利要求1所述的基材，其中所述单官能硅烷不包括二甲基取代的叔碳片断。5.如权利要求1所述的基材，其中R′选自乙烯基、烯丙基、乙炔基或丙炔基。6.如权利要求1所述的基材，其中所述基材选自水合金属氧化物、水合准金属氧化物或有机聚合物。7.如权利要求6所述的基材，其中所述金属氧化物和准金属氧化物基材包括硅石、氧化铬、氧化锆和氧化锡。8.如权利要求6所述的基材，其中所述基材是涂有硅石的刚性材料。9.如权利要求1所述的基材，其中所述R、R′和R″不同。10.一种用于肽合成的基材，包括硅石基材和结构如下的硅烷其中R′选自乙烯基、烯丙基、乙炔基和丙烯基，R″选自甲基、乙基、丙基、异丙基、乙烯基、烯丙基、乙炔基或丙烯基，R是-(CH2)3-NH2，且O片断共价地连接到所述硅石基材。11.如权利要求1所述的基材，其中所述R′是-CH＝CH2。12.如权利要求1所述的基材，其中所述R基包括离子交换基团。13.如权利要求1所述的基材，其中所述R基包括用于连接用在亲合色谱中的配体的位点。14.如权利要求1所述的基材，其中所述R基包括用于连接催化剂的位点。15.如权利要求1所述的基材，其中所述R基提供适用于反相色谱的疏水结合位点。16.如权利要求1所述的基材，其中所述R基提供适用于尺寸排阻色谱的亲水结合位点。17.如权利要求15所述的基材，其中所述离子交换基团是弱阴离子交换、强阴离子交换、弱阳离子交换或强阳离子交换基团。18.一种色谱分离的方法，包括将样品施加到固定相，所述固定相包括稳定的支持结构，所述支持结构包括基材和单官能硅烷，其中至少一种单官能硅烷具有至少一个不饱和烃基R′和另一官能团R，其中所述硅烷结构如式其中R′独立地选自烯基、炔基或苯基，R″选自烷基、被取代的烷基、烯基、被取代的烯基、炔基、芳基或被取代的芳基，R选自烷基、被取代的烷基、烯基、被取代的烯基、炔基、芳基、被取代的芳基、烷基胺、酰胺、醚、醇、氨基甲酸酯、酯、阴离子交换剂或阳离子交换剂。19.如权利要求18所述的方法，其中所述基材包括至少两种不同单官能硅烷的混合物。20.如权利要求18所述的方法，其中所述基材包括至少三种不同单官能硅烷的混合物。21.如权利要求18所述的方法，其中所述单官能硅烷不包括二甲基取代的叔碳片断。22.一种用在色谱分离中的柱，包括含有单官能硅烷的基材，所述硅烷具有至少一个不饱和烃基R′，共价地连接到所述基材，包含如下式的硅烷结构其中R′独立地选自烯基、炔基或苯基，R″选自烷基、被取代的烷基、烯基、被取代的烯基、炔基、芳基或被取代的芳基，R选自烷基、被取代的烷基、烯基、被取代的烯基、炔基、芳基、被取代的芳基、烷基胺、酰胺、醚、醇、氨基甲酸酯、酯、阴离子交换剂或阳离子交换剂。23.如权利要求22所述的柱，其中所述基材包括至少两种不同单官能硅烷的混合物。24.如权利要求22所述的柱，其中所述基材包括至少三种不同单官能硅烷的混合物。25.如权利要求22所述的柱，其中所述单官能硅烷不包括二甲基取代的叔碳片断。26.一种生产用于色谱的基材的方法，包括(i)制备二乙烯基烷基硅烷和单乙烯基烷基硅烷用于键合；(ii)使硅石基材与所述二乙烯基烷基硅烷、或单乙烯基烷基硅烷、或其中至少一种硅烷含单乙烯基烷基硅烷的两种或三种硅烷混合物键合，来生成键合相；(iii)使残余未键合的硅石表面的至少部分与选自单乙烯基硅烷、二乙烯基硅烷或三乙烯基硅烷的硅烷键合。27.如权利要求26所述的方法，还包括使所述表面接触少于约0.2μM端盖剂的步骤。28.如权利要求27所述的方法，其中所述端盖剂选自(二甲氨基)三乙烯基硅烷、三乙烯基氯硅烷、(二甲氨基)三乙烯基硅烷或(二甲氨基)三乙烯基硅烷。全文摘要本发明提供了用于色谱和色谱柱的新材料。本发明提供了化学键合到基材的单官能硅烷或两种或三种单官能硅烷的混合物，至少一种单官能硅烷具有至少一个不饱和烃基R′，共价地连接到基材上，含有如下式的硅烷结构(见右下图)其中R′独立地选自烯基、炔基或苯基，R″选自烷基、被取代的烷基、烯基、被取代的烯基、炔基、芳基或被取代的芳基，R选自烷基、被取代的烷基、烯基、被取代的烯基、炔基、芳基、被取代的芳基、烷基胺、酰胺、醚、醇、氨基甲酸酯、酯、阴离子交换剂或阳离子交换剂。本发明还提供并公开了用于生产和设计色谱柱的方法。文档编号G01N30/00GK1759931SQ200510072400公开日2006年4月19日申请日期2005年5月31日优先权日2004年10月13日发明者吴晨申请人:安捷伦科技有限公司