用于毛细管电色谱的席夫碱网络聚合物涂层的原位合成及应用

摘要

毛细管电色谱是指在填充或涂覆了色谱固定相的毛细管中实现电泳分离的一种分离分析技术。在一定程度上，毛细管电色谱兼具毛细管电泳和高效液相色谱两种分离机理，既可以分离带电物质，也可分离电中性物质，有较大的应用潜力。近年来对毛细管电色谱的研究扩展到了金属有机骨架材料(MOFs)和共价有机骨架材料(COFs)等高选择性的固定相材料制备方面。基于席夫碱反应制备的微孔聚合物Schiff base networks (SNW)是一种新型材料，具有比表面积大、多孔性好、含氮量高和富含芳香环等特点，已被用于气体吸附与存储、催化和分离等领域，但将其用于石英毛细管涂层尚未见报道。此外，常用的制备新型材料涂层的方法多为两步法，即先在柱外合成材料，再通过合适的方式键合到毛细管内表面，该过程耗时繁琐且涂层往往不够均匀，还会造成材料的活性位点损失。基于此我们尝试在石英毛细管内原位合成SNW涂层，考察其作为涂层材料对含氮杂环类分析物毛细管电色谱分离行为的影响。本论文所采用的连续流动方式可方便控制涂层的形成过程、厚度及表面性质，避免了静态制备过程中毛细管容易堵塞和涂层易被污染等问题，是一种简单、高效和可控的原位涂层制备方法。 本论文共分为五章： 第一章：首先介绍了毛细管电色谱的基本原理和毛细管电色谱的分类，然后介绍了开管柱毛细管电色谱中的涂层技术以及涂层毛细管在不同领域的应用，最后总结了SNW的制备方法和应用。 第二章：建立了一种可控的原位制备SNW涂层石英毛细管的方法，考察了反应单体浓度和反应时间对涂层厚度和性质的影响。扫描电镜结果表明不同反应条件对涂层材料的形貌与厚度有明显影响，通过改变反应溶液的浓度可以控制SNW 涂层的厚度。流动电势的测定结果证明随着反应液浓度的升高，涂层表面的负电荷增加。同时我们将制备的涂层毛细管用于4种单核苷酸的分离，结果表明不同的涂层会显著影响分析物的迁移时间以及分离效率。最后利用选择的涂层毛细管对复合鲜味剂鸡精样品中的核苷酸进行了分析，得到了满意的结果。 第三章：利用分离效率较好的SNW涂层毛细管，实现了对甲基咪唑类同分异构体2-甲基咪唑和4-甲基咪唑的电色谱分离。实验中研究了不同pH的背景电 解质溶液对分析物分离的影响，选择最佳pH值(pH=7.5)的缓冲溶液对甲基咪唑类同分异构体进行分离，考察了该条件下迁移时间和峰面积的日内、日间重复性，其线性范围均为2.50-100μg/mL，检出限均为0.2μg/mL，并成功用于焦糖色素样品中甲基咪唑类物质的分离检测。该分离体系简单，能够实现一些异构体的快速分离和检测。 第四章：利用SNW涂层毛细管对阿莫西林、头孢氨苄、氨苄青霉素、头孢唑林、苯唑西林和青霉素G这6种抗生素进行分离。实验中考察了pH、有机溶剂的比例和 SDS 浓度对电泳分离的影响，比较了未涂层毛细管和涂层毛细管对所选抗生素的分离效果。实验结果表明，SNW 涂层毛细管能够在比较简单的分离体系下实现对6种抗生素的基线分离，这归因于涂层材料与抗生素类药物之间的π-π相互作用和氢键作用，使得涂层毛细管对分析物表现出良好的选择性，能够在一定程度上代替胶束。 第五章：结论与展望。

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