高效液相色谱二氧化钛键合固定相的制备及其应用

摘要

二氧化钛具有优于硅胶基质的色谱特性,不仅化学性质稳定性,微球的机械强度高,还有特殊的表面物理化学性能和分离选择性,作为高效液相色谱固定相备受关注。本文采用超声波辅助溶胶凝胶法合成钛胶微球,通过超声波酸洗活化处理后,与十八烷基二甲基氯硅烷键合制得反相钛胶固定相用于食品样品中甜味剂和抗氧化剂的分析和测定,为日后在制备钛胶基质固定相、其作为色谱柱在食品生物等样品方面的应用提供了实验基础和依据。
　　本课题包括五个部分的研究内容:
　　(1)本文钛胶微球的制备是以异丙氧基钛(TIPT)为原料,超声波辅助溶胶凝胶法制备微米级多孔性钛胶微球。制备原料有异丙氧基钛、CH3COOH、HCl、PEO、尿素和去离子蒸馏水,经反应合成出高比表面积、介孔钛胶球。实验通过考察超声波、高温煅烧对 TiO2微球的形貌、凝胶时间、孔径和比表面积等方面的影响,以达到使钛胶微球粒径和比表面积可控、大批量稳定制备的目的。采用扫描电子显微镜(SEM)和比表面及孔径分布仪对其进行表征。结果表明,制得 TiO2微球球形规则,粒径为6μm,比表面积为87.79m2/g,累计孔体积0.1123 mL/g,平均孔直径为27.74nm。各方面条件均符合作为色谱柱在HPLC仪器中使用的要求。
　　(2)超声波辅助溶胶凝胶法制备的钛胶微球,在合成过程中不可避免的引入某些金属杂质从而影响钛胶的理化性质。本实验将超声波结合高浓度盐酸浸泡的方法对钛胶微球进行活化处理,实验将对活化盐酸浓度、活化溶液的温度、超声波处理的温度和时间等实验因素进行探讨,通过测定钛胶微球表面的羟基数目确定了钛胶微球的最佳活化条件为:将钛胶微球在90℃的活化温度下、在3mol/L HCI溶液中,超声处理120min,浸泡18h后150℃烘干备用,钛胶微球表面的钛羟基浓度可稳定在6.7μmoL/m2的水平,活化处理使钛胶微球的钛羟基得到充分活化,暴露出更多的活化位点,易于后续的键合反应。
　　(3)采用实验(1)制备的钛胶微球与十八烷基二甲基氯硅烷发生硅烷化反应合成出十八烷基键合钛胶固定相(C18-TiO2),通过对红外光谱(IR)、固定相的化学稳定性和碱性物质的分析等方面进行表征。实验证明十八烷基二甲基氯硅烷与钛胶微球是通过化学键合连接的;利用甲醇-水流动相连续洗脱对苯二胺、二苯胺、甲苯,对 C18-TiO2填充柱进行了化学稳定性评价,实验表明 C18-TiO2填料具有良好的化学稳定性;选择碱性化合物体系对 C18-TiO2固定相进行反相色谱分离性能的评价,证明了C18-TiO2固定相能实现碱性化合物的有效分离。
　　(4)本章研究内容:采用实验(3)制备的键合钛胶固定相对食品饮料中的甜味剂安赛蜜的进行高效液相色谱快速分析测定。研究了甲醇浓度、柱温和流速的这些色谱条件对安赛蜜的保留作用。色谱条件:实验(3)制备的键合钛胶固定相(规格为150 mm×4.6 mm i.d.,6μm),检测波长为214 nm,流速为0.8 mL/min,柱温为50℃,流动相为甲醇:水(v:v)=20∶80。安赛蜜的分析的线性回归方程的范围为2.50~500μg/mL,回收率为97.00％-101.00%,最低检出量为0.01μg/mL,相对标准偏差小于3.70%。实验中对安赛蜜高效液相法分析的准确度和精密度都达到了分析测定的要求。
　　(5)建立了反相钛胶柱高效液相色谱法同时测定油脂及其制品中特丁基对苯二酚(TBHQ)、没食子酸丙酯(PG)和2,6-二叔丁基对甲酚(BHT)的方法。色谱分析条件:色谱柱为 Titania Sachtopore-RP柱,规格是250 mm×4.6mm i.d.,5μm;流动相采用浓度为1.0%的磷酸-甲醇-水梯度洗脱;流速为0.8mL/min;检测波长为290nm;TBHQ、PG的线性回归范围为0.5~50μg/mL;BHT线性回归范围为0.50~100μg/mL;TBHQ、PG和 BHT的最低检出限分别为0.20、0.10和2.0μg/mL;样品的加标回收率范围为91.61%~114.11%。该方法操作简单易行,方法精密度和准确度高,用于食用油及其制品中TBHQ、PG和BHT的同时测定,取得满意结果。

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第一章 前 言

1.1高效液相色谱法（HPLC）概述

1.2钛胶基质固定相简介

1.3立题依据

1.4研究内容

第二章 超声波辅助溶胶凝胶法制备多孔微米级钛胶微球

2.1引言

2.2实验仪器与材料

2.3实验方法

2.4实验结果与讨论

2.5本章小结

第三章 超声波对钛胶微球钛羟基活化的影响研究

3.1引言

3.2实验仪器与材料

3.3实验方法

3.4实验结果与讨论

3.5本章小结

第四章 十八烷基键合钛胶固定相的制备与评价

4.1引言

4.2实验仪器与材料

4.3 C18-TiO2固定相的制备与表征

4.4实验结果与讨论

4.5本章小结

第五章 高效液相色谱法分析甜味剂安赛蜜

5.1引言

5.2实验仪器与材料

5.3实验方法及结果讨论

5.4本章小结

第六章钛胶RP-HPLC法测定食用油及其制品中的TBHQ、PG和

6.1引言

6.2实验仪器与材料

6.3实验方法及结果讨论

6.4本章小结

参考文献

发表论文及参加科研情况说明

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