利用变径填充柱增加开管柱上样量的毛细管柱系统

摘要

本发明涉及一种利用变径填充柱增加开管柱上样量的毛细管柱系统，其主要组件包括变径填充柱，连接件和开管柱。本发明的特征在于，将变径填充柱固定在连接件的内部手紧接头；开管柱穿过外部手紧接头与填充柱尖端无缝连接，死体积为零；所述的变径填充柱的入口端内径为320～530μm，出口端内径为75～10μm，柱长为1～5cm。本发明采用的上样柱是变径填充柱，可充分利用填充柱大上样量的优势，增加开管毛细管柱系统的上样量；采用较短的变径填充柱，在保证上样量的同时，提高检测灵敏度和重复性；连接件的特殊构造以及填充柱的变径可保证连接死体积为零。

说明书

【技术领域】

本发明涉及毛细管柱系统技术领域，具体地说，是一种利用变径填充柱 增加开管柱上样量的毛细管柱系统。

【背景技术】

毛细管开管柱是一种具有中空型特殊结构的色谱分离柱，其固定相通过 化学键合或物理涂覆固定在毛细管内表面。独特的结构使其具有柱效高、柱 反压小、适合快速分离等优点，而且它避免了整体柱制备过程复杂、重复性 难以控制的不足[文献1.Won Jo Cheong et al.Journal of Chromatography A， 2013，1308：1-24]，故开管柱的制备与研究一直受到人们的关注。但是开管型 毛细管柱一直存在上样量不足的缺陷，再加上长柱稀释，很多检测组分都达 不到检测丰度，从而影响其检测灵敏度，较大程度地限制了它的应用与发展。

目前，增加开管柱上样量的方法有很多，如增加柱长、采用多孔固定相[文 献2.冠登民，李朝阳，刘明等.原位合成分子筛多孔层毛细管柱的制备与性能 考察[J].分析化学，2000，28(12)：1508-1511]及二维毛细管系统[文献3.孙玉娥， 关亚风.平面二维毛细管电泳初探[J].色谱，1997，15(2)：106-108]。其中二维毛 细管系统应用比较广泛，该系统是将两种分离机理不同的毛细管柱偶联，可 以极大地提高系统的峰容量，便捷地调节分离选择性。Zhu等[文献4.朱亚仙， 张凌怡，雷雯等.连续二维开管离子交换/反相整体柱毛细管电色谱的构建与评 价[J].高等学校化学学报，2011，32(1)：44-49]设计了一种连续二维开管离子交 换/反相整体柱，在毛细管电色谱模式下成功分离有机酸。Eskil等[文献5.Eskil  Sahlin.Two-dimensional capillary electrophoresis using tangentially connected  capillaries[J].Journal of chromatography A，2007，1154(1-2)：454-459]设计了一 种拼接式的二维毛细管系统，并成功应用于分离牛血清白蛋白的胰蛋白酶解 液。虽然使用二维毛细管系统方法能较大程度增加了上样量，但所用的毛细 管都是等径的，存在上样柱过长的问题，影响柱系统重复性和分离效率，而 且拼接式的二维毛细管系统的连接处死体积大，影响了检测灵敏度，不利于 推广。为此，本发明提出利用变径填充柱增加开管柱上样量的毛细管柱系统 及其使用方法。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用变径填充柱增加 开管柱上样量的毛细管柱系统。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种利用变径填充柱增加开管柱上样量的毛细管柱系统，其包括变径填 充柱，连接件，开管柱，其特征在于，将变径填充柱固定在连接件的内部手 紧接头；开管柱穿过外部手紧接头与填充柱尖端无缝连接，死体积为零。

所述的变径填充柱的入口端内径为320～530μm，出口端内径为75～10 μm、柱长为1～5cm。

所述的开管柱内径为75～10μm、柱长为50～500cm。

所述系统采用泵压力或电驱动给变径填充柱上样，由流动相将分析样品 带入开管柱进行分离，经过检测器完成检测。

此类毛细管柱系统可应用于毛细管液相色谱和毛细管电色谱。

该柱系统的具体制备方法如下：

(1)将两端同等大内径的石英毛细管一端拉成细口径，在尖端烧制塞子， 得到变径毛细管柱，填充色谱填料，制备成变径毛细管填充柱。可根据不同 需求，选择不同类型的色谱填料，变径毛细管填充柱的入口端内径为320～ 530μm，出口端内径为75～10μm，柱长为1～5cm；

(2)通过物理吸附作用或化学键合法制备长开管毛细管柱，根据不同需 要制备成不同分离机理的开管毛细管柱，内径为75～10μm，柱长为50～500 cm；

(3)用连接件将变径填充柱和开管柱固定并实现零死体积连接。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

变径填充柱保证足够的上样量，避免开管柱柱容量低的缺陷。在柱系统 中，变径填充柱不仅起到上样的作用，同时也起到预分离的作用；其中可以 填充与后面的开管柱不同色谱分离模式的填料，起到连续二维分离的效果。 样品在变径填充柱中预分离后进入开管柱中，浓度已经被稀释，保证柱容量 与样品量的匹配。此外，前端的填充柱由于柱径较大，且较短，因此反压较 低，结合后面的开管柱，保证整个系统可以在很低的压力下运行。后面的超 长开管柱也能够同时保证对于复杂样品分离的绝对柱效更高。特殊设计的接 口不仅可以保证连接零死体积，也能够将两部分色谱柱固定在一起，形成一 个整体。

变径填充柱较粗，且短，使得装柱更容易，能够装填较细粒径的固定相。 变径部分也便于柱塞的烧制。

本发明采用的上样柱是变径填充柱，可充分利用填充柱大上样量的优势， 增加该开管毛细管柱系统的上样量；采用较短的变径填充柱，在保证上样量 的同时，提高检测灵敏度和重复性；连接件的特殊构造以及填充柱的变径可 保证死体积为零。

【附图说明】

图1是本发明的示意图。其中：1、填充柱，2、连接件，3、开管柱。

图2是连接件的示意图。其中：a、内部手紧接头，b、外部手紧接头。

【具体实施方式】

以下提供本发明一种利用变径填充柱增加开管柱上样量的毛细管柱系统 的具体实施方式。

实施例1

变径毛细管柱系统的制备：取内径为320μm的石英毛细管，在加热的条 件下，将出口端拉细，制备成进口端内径为320μm，出口端内径为50μm的 变径毛细管，在出口尖端处烧塞子后，将300mg/mL离子交换树脂溶液填充 到上述变径毛细管柱内，控制填充柱长度为3cm，制得变径毛细管填充柱(1)。 将该变径填充柱(1)固定在连接件(2)的内部手紧接头(a)处；内径为50μm，柱 长为100cm的C18开管柱(3)穿过外部手紧接头(b)与变径填充柱尖端无死体 积连接，即得本发明的毛细管柱系统。

该毛细管柱系统用于蛋白质的分离：

(1)样品溶液配制：配置0.5mg/mL细胞色素C、肌血球素、核糖核酸 酶和溶菌酶的混合标样，流动相A：20mmol/L的磷酸盐缓冲液(pH＝7.0)， 流动相B：含60％ACN的A缓冲液。

(2)分离检测条件：进样：0.3μL/min，3s；流动相：B/A(v/v：67∶ 33)；开管柱长度90cm；紫外检测波长214nm。

(3)分离结果：按照出峰顺序，蛋白依次为细胞色素C、肌血球素、核 糖核酸酶、溶菌酶。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普 通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。