活性自由基聚合法制备包覆聚合硅胶固定相及应用研究

摘要

论文进行了以引发转移终止剂(initiator-transfer agent-terminator，Iniferter)和原子转移自由基聚合(atom transfer radical polymerization，ATRP)这两种活性自由基聚合法制备新型包覆聚合色谱固定相及在色谱分析中的应用研究。应用表面引发、活性自由基接枝聚合的方法可以在载体表面形成多层结构，避免聚合溶液中产生非理想聚合物的问题，同时，交联聚合物包覆固定相具有较宽的pH使用范围，因此，活性自由基接枝聚合在多功能固定相的合成中具有很好的应用潜力。在研究中，分别进行了以Iniferter法制备甲基丙烯酸异辛酯(EHMA)-co-乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)包覆固定相和以ATRP法合成苯乙烯-co二乙烯基苯新型的包覆聚合色谱固定相的工作，应用高效液相色谱、元素分析、氧瓶燃烧-离子色谱的方法对固定相进行了表征及分离特性的评价，并研究了不同的合成条件对于色谱分离能力的影响。色谱实验表明该填料具有很好的柱效及色谱分离能力。
　　 在聚合过程中，通过控制反应时间可以得到不同厚度的包覆聚合层；改变交联剂的投料比例可以得到不同交联度的包覆聚合层。以合成的聚甲基丙烯酸异辛酯-co-乙二醇二甲基丙烯酸酯包覆硅胶为固定相，可以对于烃类、脂类、碱性化合物进行分离。由于聚合物层有效地覆盖了硅球表面的羟基，减小了碱性化合物的拖尾。所得到的不同交联度的苯乙烯—二乙烯基苯包覆聚合固定相对烷基苯的不同分离能力，在一般的分析时间内，其使用范围可以拓宽到pH1～10。
　　 在得到疏水性苯乙烯—二乙烯基苯包覆硅胶的基础上，利用ATRP活性聚合的特点，再一次利用包覆硅球表面的氯代烷引发剂进行ATRP反应，接枝线性聚甲基丙烯酸缩水甘油酯，水解后得到亲水层，制备了限进材料。实验证明，得到的限进材料能够排阻牛血清蛋白，对牛血清蛋白(5 mg·mL-1)回收率达到94％，而对进入内层的小分子左旋麻磺碱有较强的保留。在样品中存在牛血清蛋白的情况下，左旋麻磺碱的定量线性范围为0.5～50μg·mL-1，线性相关系数R=0.9995。这种限进固定相可以在生物样品分析中免去沉淀蛋白的前处理过程，简化实验操作和提高分析效率。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 包覆聚合物色谱固定相概述

1.1.1 无机基质填料固定相

1.1.2 有机基质填料固定相

1.1.3 有机-无机复合基质固定相

1.1.4 包覆聚合物硅胶固定相

1.2 活性自由基聚合制备聚合物包覆硅胶色谱固定相

1.2.1 活性自由基聚合研究现状及发展趋势

1.3 限进材料研究进展

1.3.1 限进材料产生的背景及特点

1.3.2 限进材料的分类

1.3.3 限进材料固定相的合成及应用

1.4 本课题的提出及意义

参考文献

第二章 Iniferter活性自由基聚合法制备高分子包覆硅胶固定相及色谱性能评价

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 仪器与试剂

2.2.2 硅胶表面接枝光引发转移终止剂iniferter

2.2.3 紫外光引发合成聚合物包覆硅球

2.2.4 滴定法测定与甲醇钠反应后硅球中醇钠的含量

2.2.5 氯乙醇接枝量的测定

2.2.6 接枝引发剂iniferter含量的测定

2.2.7 聚合物包覆硅球的聚合层厚度及对分离性能的影响

2.2.8 高效液相色谱实验

2.3 结果与讨论

2.3.1 硅胶表面接枝 iniferter过程中各步骤的测定结果

2.3.2 包覆聚合物色谱表征

2.4 结论

参考文献

第三章 原子转移自由基聚合(ATRP)法制备聚苯乙烯-二乙烯苯高分子包覆硅胶固定相及色谱性能评价

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 仪器与试剂

3.2.1 硅球固载 ATRP引发剂的合成

3.2.2 以ATRP法合成不同交联度高分子包覆硅胶

3.2.3 硅胶表面接枝氯代烷引发剂的测定方法

3.2.4 聚合物包覆硅胶的聚合层厚度计算方法

3.2.5 高效液相色谱实验

3.3 结果与讨论

3.3.1 不同交联度聚苯乙烯-二乙烯苯包覆聚合物结构对于色谱分离能力的影响

3.3.2 包覆聚合色谱固定相的稳定性实验

3.4 结论

参考文献

第四章 限进材料

4.1 引言

4.2 实验部分

4.2.1 仪器与试剂

4.2.2 ATRP法制备包覆聚苯乙烯-co-二乙烯苯硅胶色谱固定相

4.2.3 包覆聚合色谱硅胶表面接枝亲水链

4.2.4 限进色谱填料性能评价

4.3 结果与讨论

4.3.1 硅球表面亲水单体GMA的接枝量

4.3.2 GMA接枝反应时间对BSA回收率的影响

4.3.3 限进材料色谱性能的考察

4.4 结论

参考文献

致 谢

个人简历及硕士期间完成的论文题录