原子层沉积法制备硅胶基质分离载体及其应用

摘要

硅胶基质分离载体具有机械强度好,孔结构和表面积易于人为控制,较好的化学稳定性和热稳定性,表面具有足够的可反应硅羟基等优点,因此成为各种分离载体的理想基质材料,目前硅胶基质分离载体已经被广泛用于色谱、催化和环境科学等领域。
　　 硅胶表面修饰的方法主要有液相反应法、自组装法、超临界流体反应法和原子层沉积法。与其他方法相比,原子层沉积法避免了价格昂贵且污染环境的有机溶剂或超临界流体等反应介质的使用,同时具有反应耗时短,易于扩大生产及有机功能基团键合量高等优势。为硅胶基质分离载体的生产开辟了一条节能降耗,环境友好的绿色途径。
　　 本论文从硅胶基质的表面修饰出发,通过原子层沉积法,制备了苯基键合硅胶,环氧丙基键合硅胶,并在此基础上制备了强阳离子交换色谱填料、新型限进介质固相萃取剂。论文主要内容如下:
　　 以多孔球形硅胶为基质,通过原子层沉积法,制备了苯基键合硅胶,并通过磺化得到苯磺酸基键合硅胶,用于原料乳中三聚氰胺的快速检测,针对常规丙磺酸基键合硅胶不能实现杂质峰和三聚氰胺峰基线分离,从而严重影响三聚氰胺定量检测的弊端,本课题自主开发的苯磺酸基键合硅胶实现了二者的有效分离,而且与液相反应法相比,原子层沉积法制备的苯磺酸基键合硅胶由于苯磺酸基键合量高,三聚氰胺保留时间更长,杂质峰和三聚氰胺峰分离度更大,体现了原子层沉积法制备化学键合型硅胶填料的优势。
　　 以多孔球形硅胶为基质,通过原子层沉积法,制备环氧丙基键合多孔硅胶,并在此基础上首次制备了一种孔内键合间氨基苯硼酸,孔外键合二醇基的新型限进介质固相萃取剂,这种材料合适的孔径保证了蛋白质等生物大分子不能进入孔内,且表面亲水性的二醇基保证了生物大分子在吸附剂的外表面不会发生不可逆的变性和吸附。同时,孔内键合的间氨基苯硼酸能特异性的吸附顺式二羟基化合物。以牛血清白蛋白作为蛋白质模型,以三种儿茶酚胺类药物作为顺式二羟基化合物模型,通过系统实验验证了这种新型限进介质固相萃取剂的限进性能和对顺式二羟基化合物的特异性吸附性能。在此基础上,以Fe3O4-SiO2复合磁性微球为基质,首次制备了新型磁性限进介质固相萃取剂。该材料既具有限进介质固相萃取剂的优点,又具有磁性材料操作简便,易于自动化,可靶向控制的优点。从而提高了效率,创新了固相萃取的操作模式,为生物样品中小分子化合物的固相萃取开辟了一条高效快捷的途径。

目录

文摘

英文文摘

第一章 文献综述

1.1 原子层沉积技术

1.1.1 概述

1.1.2 原理

1.1.3 反应步骤

1.1.4 原子层沉积法在硅胶制备领域的应用

1.1.5 原子层沉积法在硅胶制备领域的优势

1.2 牛奶中三聚氰胺的检测方法

1.2.1 反相离子对色谱法

1.2.2 离子交换色谱法

1.3 限进介质同相萃取剂

1.3.1 限进介质固相萃取剂发展现状

1.3.2 限进介质固相萃取剂的种类

1.3.3 限进介质固相萃取的操作模式

1.4 论文研究的目标和内容

第二章 实验部分

2.1 试剂和仪器

2.1.1 试剂

2.1.2 样品结构

2.1.3 仪器

2.1.4 试剂处理

2.2 强阳离子交换色谱填料的制备、表征与应用

2.2.1 强阳离子交换色谱填料的制备

2.2.2 强阳离子交换色谱填料的表征

2.2.3 强阳离子交换色谱填料的应用

2.3 新型限进介质固相萃取剂的制备、表征和应用

2.3.1 硅胶基质限进介质固相萃取剂的制备

2.3.2 硅胶基质限进介质固相萃取剂的表征和应用

2.3.3 新型磁性限进介质固相萃取剂的制备

2.3.4 新型磁性限进介质固相萃取剂的表征和应用

第三章 强阳离子交换色谱填料的制备、表征与应用

引言

3.1 强阳离子交换色谱填料的制备

3.2 原子层沉积法制备苯磺酸基键合硅胶条件优化

3.2.1 原子层沉积法制备苯基键合硅胶

3.2.2 苯基键合硅胶磺酸化条件优化

3.3 原子层沉积法制备的苯基键合硅胶的表征

3.4 苯基键合硅胶填料色谱性能的比较

3.5 原子层沉积法制各苯基键合硅胶机理的探讨

3.6 三种强阳离子交换色谱填料的色谱性能

3.7 小结

第四章 新型限进介质固相萃取剂的制备及其应用

引言

4.1 硅胶基质限进介质固相萃取剂的制备

4.1.1 环氧丙基键合方法的选择

4.1.2 反应温度对环氧丙基键合量的影响

4.1.3 环氧丙基开环方法的选择

4.1.4 研究体系的构建

4.2 硅胶基质限进介质固相萃取剂的表征和应用

4.2.1 填料形貌和粒径

4.2.2 蛋白吸附性能评价

4.2.3 儿茶酚胺类药物的吸附

4.2.4 HPLC同时测定三种儿茶酚胺类药物的回收率

4.3 新型磁性限进介质固相萃取剂的制备及其应用

4.3.1 蛋白吸附性能评价

4.3.2 儿茶酚胺类药物的吸附

4.3.3 血清中儿茶酚胺类药物回收率的测定

4.4 小结

第五章 结论和展望

5.1 全文结论

5.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢