武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院 白 捷 肖 麗

3-氨丙基鍵合開管柱的制備及電滲流的評價(jià)

武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院 白 捷 肖 麗

1974年出現(xiàn)的毛細(xì)管電動色譜是指用電場驅(qū)動的微柱液相色譜，它克服了CE選擇性差和不易分離中性物質(zhì)的困難，同時(shí)大大提高了液相色譜的分離效率，形成自身特有的高效、微量、快捷的特點(diǎn)。毛細(xì)管電色譜的核心是毛細(xì)管色譜柱，但相比色譜柱的制備方法，開管柱的制備方法簡單易行，在實(shí)驗(yàn)中得到了廣泛應(yīng)用，其中鍵合開管柱是開管柱中的一個(gè)重要類型。筆者所在研究組將3-氨丙基鍵合到毛細(xì)管柱壁中，在酸性pH環(huán)境中會產(chǎn)生由負(fù)極到正極的電滲流，并考察了電壓與不同pH值對電滲流大小的影響。

一、實(shí)驗(yàn)部分

1. 試劑與儀器。

（1）試劑。3-氨丙基三乙氧基硅烷，蒸餾水，甲苯，0.1mol/ L NaOH(aq)，0.1mol/L HCL(aq)， 丙酮，pH=2及pH=5的磷酸緩沖液，pH=7的去離子水。

（2）儀器。賓達(dá)1229-HPCE毛細(xì)管電泳儀（北京市新科技應(yīng)用研究所）。

2. 3-氨丙基鍵合開管柱的制備。

（1）毛細(xì)管柱前處理。用0.1mol/L NaOH溶液沖洗毛細(xì)管30 min，再用0.1mol/L HCl沖洗20min，接著用pH=7的去離子水沖洗至酸性，丙酮沖洗15min，在烘箱中以120℃烘干。

（2）將3-氨丙基鍵合到毛細(xì)管管壁。在氮?dú)獗Ｗo(hù)下取3-氨丙基三乙氧基硅烷和甲苯按1∶2體積比混合，充入毛細(xì)管中兩端密封，并在120 ℃下加熱6 h以充分鍵合。

（3）毛細(xì)管柱后處理。將毛細(xì)管柱放冷取出，用丙酮沖洗30min，用所使用的緩沖液沖洗15min。

3. 3-氨丙基電滲流的評價(jià)。選擇pH=2的緩沖液，以硫脲作為檢測物質(zhì)，分別在電壓13kV、15kV、17kV下利用賓達(dá)1229-HPCE毛細(xì)管電泳儀測定硫脲的保留時(shí)間從而計(jì)算電滲流速度。用背景緩沖液沖洗毛細(xì)管柱10min，以同樣的方法測定硫脲在pH=5和pH=7的緩沖溶液中的保留時(shí)間。

二、結(jié)果與討論

1. 毛細(xì)管電滲流的方向。由于我們將3-氨丙基鍵合到毛細(xì)管壁表面，故在酸性環(huán)境下氨基容易質(zhì)子化得到一個(gè)質(zhì)子帶上正電而緩沖液中的負(fù)離子靠靜電作用吸附在毛細(xì)管表面，故在電壓作用下毛細(xì)管的電滲方向是由負(fù)極流向正極。實(shí)驗(yàn)中，我們在負(fù)極一端加入硫脲，經(jīng)過一段時(shí)間可以觀察到檢測峰，表明制備的3-氨丙基的毛細(xì)管柱中的電滲方向是由負(fù)極流向正極。

2. 電壓的影響。3-氨丙基鍵合到毛細(xì)管柱壁后，在酸性pH環(huán)境中會產(chǎn)生由負(fù)極到正極的電滲流，考察了電壓與不同pH值對電滲流大小的影響（表1和表2），毛細(xì)管到檢測窗口長為25cm。

表1 電壓對保留時(shí)間（min）的影響

表2 電壓對電滲速度 (cm/s)的影響

3. 電滲速度與電壓和的關(guān)系。由圖1可知，在固定pH的情況下，硫脲保留時(shí)間是隨著電壓的增大而減小的。隨著電壓的增大電滲速度加快保留時(shí)間減少。

圖1 pH=7時(shí)V-U關(guān)系

4. 電滲速度與pH值的關(guān)系。由圖2可知，在同一電壓下，硫脲保留時(shí)間隨著pH值的增大而增大的。隨著pH值增大毛細(xì)管表面所帶的正電荷減少是電滲速度減少，保留時(shí)間變大。

圖2 U=17，15，13kV時(shí)V-pH關(guān)系

綜上，以3-氨丙基直接作為固定相的鍵合毛細(xì)管柱，獲得了由負(fù)極到正極的電滲流。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在pH=2電壓為17kV時(shí)有較理想的電滲速度，為分離陰離子提供了有效途徑。