| 原位表面聚合法制备聚合物修饰硅胶色谱固定相 | |
| Alternative Title | 无 |
| 樊超 | |
| Thesis Advisor | 邱洪灯 |
| 2022-05-20 | |
| Degree Grantor | 中国科学院大学 |
| Place of Conferral | 北京 |
| Degree Name | 理学博士 |
| Degree Discipline | 分析化学 |
| Keyword | 色谱固定相，聚合物，表面原位聚合，色谱分离 |
| Abstract | 在有机化学、生物化学、药物开发、化学工业、食品科学、环境监测、商检 和法定检验等领域，分离分析技术扮演着不可或缺的角色。色谱固定相是色谱分 离分析的核心和关键，因此，新型色谱固定相的制备一直是一个经久不衰的研究 方向。色谱固定相经过多年的研究发展，现阶段以硅胶为基质的色谱固定相依旧 占据了大多数，对硅胶进行功能化的传统方法是以硅烷化试剂为连接臂将硅胶微 球和功能单体连接起来，而这种方法必然涉及浓盐酸浸泡活化硅胶和使用到硅烷 化试剂进行硅胶硅烷化这两个过程。本论文利用聚合物本身可设计性强、并且容 易对硅胶进行功能化的特点，开发了一种“一锅法”在硅胶表面原位聚合制备聚合 物修饰硅硅胶的方法，并考察了这些聚合物修饰硅胶的色谱分离性能。主要内容 如下: (1)首先，将裸硅胶、聚合物单体 N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)、三元交 联剂季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)和自由基引发剂分散在少量的溶剂之中，静 置一段时间之后，加入适量的溶剂后均匀搅拌开始聚合即可得到在硅胶表面原位 聚合制备得到亲水聚合物包裹硅胶的色谱固定相，成功规避了盐酸活化硅胶和硅 烷化步骤。通过扫描电镜表征可以清晰地在硅胶表面观察到一层聚合物且硅胶微 球之间不存在粘连现象。新制备的色谱固定相表现出典型的亲水色谱保留行为， 实现了 8 种核苷碱基、7 种生物碱、4 种磺胺类药物和 5 种糖的分离。尽管本工 作所制备的聚合物存在峰展宽和色谱柱效低的现象，但是提供了一种无硅烷化试 剂的、表面原位进行聚合物功能化硅胶的制备方法。 (2)为提高色谱性能，总结第一个工作的基础上对三元交联剂进行更换; 选择短链乙烯基吡咯烷酮(NVP)和长链十一烯酸(UA)作为聚合物单体在使 用工作一同样的方法下在硅胶表面原位聚合。相比于工作一，本工作对硅胶表面 聚合物的单体的比例进行了调控，制备得到反相/亲水相对平衡的色谱固定相。新 固定相具有优异的离子、甲基、平面和异构体选择性;极大地提高了色谱柱效; 在亲水模式下实现了 8 种核苷碱基、7 种人参皂苷和 5 种噁唑烷酮的分离;反相 模式下实现了 3 种核苷碱基、8 种多环芳烃(PAHs)和 6 种烷基苯的分离。但是值得注意的是随着聚合物中短链单体 NVP 比例的提高，对多环芳烃的保留大大 的增强并引起峰展宽。(3)为了探究聚合物短链对色谱峰型的影响，在第二个工作的基础上，对 聚合物短链单体进行筛选。选用短链单体 NVP、乙烯基吡啶(VPy)和乙烯基咪 唑(VIm)分别与十八烯(OD)通过巯-烯点击反应在巯丙基硅胶表面原位聚合 制备得到三种适合于反相的色谱固定相，其中硅胶表面修饰的短链的含量远远高 于长链用于放大短链单体的峰拖尾效应。分离 10 种 PAHs、7 种烷基苯、7 种芳 香酸、7 种芳香酯和 9 种酚类化合物时，VPy 和 VIm 相比于 NVP 的峰展宽现象 大大的减弱。另外 VPy 和 VIm 两种单体对不同类型分析物的分离能力和峰宽度 也是不同的，由此可见不同短链单体对色谱柱的分离能力和柱效有着不可忽视的 影响。 (4)在第三个工作的基础上，以 VPy 短链单体分别与 UA 和油酸(OA)在 硅胶表面聚合得到两种色谱性能类似的亲/疏水@酸/碱平衡的色谱固定相。两支 色谱柱均能实现 9 种 PAHs、7 种烷基苯和 6 种酚类疏水分析物、10 种芳香酸酸 性分析物、10 种苯胺碱性分析物、5 种噁唑烷酮和 6 种核苷碱基亲水分析物的分 离。但是也应该注意到这两种固定相的亲水性强度不如其疏水性，且分离苯胺类 碱性物质的色谱峰型不好，这都是接下来的工作值得改进的地方。 本学位论文开发了一种“一锅法”在硅胶表面原位进行聚合反应功能化修饰 硅胶的方法。新制备的色谱固定相适用于反相、亲水、离子交换和混合模式等众 多色谱分离模式且取得了比较良好效果。本文论文所涉及的在“一锅法”在硅胶表 面原位制备聚合物的方法在制备新型高效的色谱柱的应用方面值得期待，在以后 的工作中值得继续完善。 |
| Other Abstract | 无 |
| MOST Discipline Catalogue | 理学 |
| Pages | 170 |
| Language | 中文 |
| Document Type | 学位论文 |
| Identifier | http://ir.licp.cn/handle/362003/30108 |
| Collection | 甘肃省黏土矿物应用研究重点实验室 环境材料与生态化学研究发展中心 |
| Affiliation | 1.中国科学院兰州化学物理研究所; 2.中国科学院大学 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 樊超. 原位表面聚合法制备聚合物修饰硅胶色谱固定相[D]. 北京. 中国科学院大学,2022. |
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