一种超高效液相色谱柱填料及其制备方法与流程

专利2025-02-16  37


本发明涉及液相色谱,尤其涉及一种超高效液相色谱柱填料及其制备方法。


背景技术:

1、超高效液相色谱(uplc)是在传统高效液相色谱hplc发展极限基础上进一步发展的液相色谱新技术。与传统的hplc技术相比,uplc具有超高分离度、超高速度、超高灵敏度、超高分辨率的特点,被广泛应用于药物研发、食品安全、生物分析、临床检测、代谢物鉴定、代谢组学、adme筛查、方法开发和常规筛查等领域。作为一种高效的分离、分析手段,uplc在当今的生产、科研、检测、监测等领域内发挥着越来越重要的作用。

2、色谱柱是液相色谱的“心脏”,因其对分析和分离效果的决定性作用而受到高度重视。液相色谱柱填料作为液相色谱柱的核心部件之一,其性能直接影响分离分析的最终结果,是实现复杂组分有效分离的关键。十八烷基键合的硅胶是目前应用最为广泛的高效液相色谱填料。该类液相色谱填料柱效高、寿命长、应用范围广,然而,该填料在低ph条件下(ph<2),起选择性作用的长链烷烃基与硅羟基之间的si-o键可能发生水解而断裂,导致柱效降低。在较高ph条件下(ph>8)硅胶基质易水解,从而导致色谱柱填充床缺损甚至塌陷,进而使得柱效丧失以及峰形畸变。除此之外,该类液相色谱对于某些亲水性极强的化合物保留太弱,难以分离,而对某些亲脂性化合物则保留过强,难以洗脱。

3、为了解决上述问题,申请号为200810189021.7的中国发明专利公开了一种超高效液相色谱用球形硅胶填料的制备方法。该发明首先在乙醇、氨水体系中,由四烷氧基硅烷水解生成无孔硅胶核,然后用乙醇、氨水的混合液稀释该水解液,并向其中加入表面活性剂,升高温度加入四烷氧基硅烷反应,经抽滤、洗涤、干燥、高温煅烧后制得。填料既可以通过致孔剂调节填料的比表面积和孔径,有序的介孔结构也可有效降低柱压,核壳结构还可增强介孔材料的机械强度,同时也在一定程度上避免了纳米材料在制备过程中容易发生的团聚现象。然而,该填料的耐酸碱稳定性、柱效欠佳,使用该填料的色谱柱分析结果分离度与峰形不理想。

4、可见,开发一种酸碱耐受性好,填料颗粒稳定性高,柱效足,分离度和峰形佳的超高效液相色谱柱填料及其制备方法符合市场需求,具有较高的市场价值和应用前景,对促进超高效液相色谱柱的进一步发展具有重要的意义。


技术实现思路

1、本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种酸碱耐受性好,填料颗粒稳定性高,柱效足,分离度和峰形佳的超高效液相色谱柱填料及其制备方法。

2、为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:一种超高效液相色谱柱填料的制备方法,包括如下步骤:

3、步骤s1、硅胶表面活化:将硅胶均匀分散于盐酸中处理1-2h,离心分离并水洗至中性,烘干后得到活化硅胶备用;

4、步骤s2、三官能团键合改性:将经过步骤s1制成的活化硅胶分散于有机溶剂中,再向其中加入十八烷基三氯硅烷,在95-105℃下搅拌反应8-15h,反应结束后离心分离并用乙醇洗涤,烘干后得到三官能团键合改性硅胶;

5、步骤s3、有机/无机杂化改性:将经过步骤s2制成的三官能团键合改性硅胶分散于乙醇中,再向其中加入四乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷和硅烷偶联剂kh560,在60-70℃下搅拌反应5-8h,反应结束后离心分离并用水洗涤,烘干后得到有机/无机杂化改性硅胶;

6、步骤s4、表面修饰:将经过步骤s3制成的有机/无机杂化改性硅胶分散于二甲亚砜中,再向其中加入修饰剂,在100-120℃下搅拌反应8-12h,反应结束后离心分离并用水洗涤,烘干后得到超高效液相色谱柱填料。

7、优选的,所述盐酸的浓度为0.1-0.5mol/l。

8、优选的,步骤s1中所述硅胶为球形多孔硅胶,粒径为2μm,平均孔径为6-25nm。

9、优选的,步骤s2中所述活化硅胶、有机溶剂、十八烷基三氯硅烷的质量比为5:(15-25):1。

10、优选的,所述有机溶剂为二甲苯、n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮中的任意一种。

11、优选的,步骤s3中所述官能团键合改性硅胶、乙醇、四乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、硅烷偶联剂kh560的质量比为6:(20-30):(0.8-1.2):0.3:0.5。

12、优选的,步骤s4中所述有机/无机杂化改性硅胶、二甲亚砜、修饰剂的质量比为5:(15-30):(0.3-0.5)。

13、优选的,所述修饰剂是由meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯、9,9-双(4-氨基苯基)芴、1,3,5-三缩水甘油-s-三嗪三酮按质量比0.3:(2-3):(0.3-0.5)混合形成的混合物。

14、优选的,所述meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯的制备方法,参见:郭勇,邵士俊,何丽君,et al.meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯的合成及表征[j].化学试剂,2002(6):344-345。

15、本发明的另一个目的,在于提供一种采用上述超高效液相色谱柱填料的制备方法制备得到的超高效液相色谱柱填料。

16、由于上述技术方案的运用,本发明具有以下有益效果:

17、(1)本发明公开的超高效液相色谱柱填料的制备方法,工艺简单,操作方便,制备效率和成品合格率高,对设备依赖性小,利于工业化生产。

18、(2)本发明公开的超高效液相色谱柱填料,采用三官能团键合技术,即在硅胶表面进行三官能团十八烷基键合的方法,该方法采用十八烷基三氯硅烷为原材料,三个氯原子都可以与硅胶表面的羟基反应,使十八烷基通过三个硅氧键连接在硅胶表面,改善硅胶填料在低ph条件的耐受性;采用有机/无机杂化技术,能有效提高填料颗粒稳定性的同时,解决高ph条件下硅胶极度不稳定和柱效下降的问题,使得以该色谱柱填料为填料的超高效液相色谱峰形好,不拖尾,柱效高;样品分离效果显著。

19、(3)本发明公开的超高效液相色谱柱填料,包括表面修饰步骤,通过表面修饰,在填料表面修饰上疏水基团和杯吡咯结构,能有效改善分离效果,降低峰形拖尾产生的可能性,提高稳定性。且含有环氧基的组分及通过硅烷偶联剂kh560引入的环氧基能与含有氨基的组分发生环氧开环反应,在硅胶表面形成稳定的修饰结构,进而改善液相色谱柱的耐用性和制柱成功率;使得以该色谱柱填料为填料的超高效液相色谱峰形好,不拖尾,柱效高,样品分离效果显著。



技术特征:

1.一种超高效液相色谱柱填料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的超高效液相色谱柱填料的制备方法,其特征在于,所述盐酸的浓度为0.1-0.5mol/l。

3.根据权利要求1所述的超高效液相色谱柱填料的制备方法,其特征在于,步骤s1中所述硅胶为球形多孔硅胶,粒径为2μm,平均孔径为6-25nm。

4.根据权利要求1所述的超高效液相色谱柱填料的制备方法,其特征在于,步骤s2中所述活化硅胶、有机溶剂、十八烷基三氯硅烷的质量比为5:(15-25):1。

5.根据权利要求1所述的超高效液相色谱柱填料的制备方法,其特征在于,所述有机溶剂为二甲苯、n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的超高效液相色谱柱填料的制备方法,其特征在于,步骤s3中所述官能团键合改性硅胶、乙醇、四乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、硅烷偶联剂kh560的质量比为6:(20-30):(0.8-1.2):0.3:0.5。

7.根据权利要求1所述的超高效液相色谱柱填料的制备方法,其特征在于,步骤s4中所述有机/无机杂化改性硅胶、二甲亚砜、修饰剂的质量比为5:(15-30):(0.3-0.5)。

8.根据权利要求1所述的超高效液相色谱柱填料的制备方法,其特征在于,所述修饰剂是由meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯、9,9-双(4-氨基苯基)芴、1,3,5-三缩水甘油-s-三嗪三酮按质量比0.3:(2-3):(0.3-0.5)混合形成的混合物。

9.一种采用权利要求1-8任一项所述超高效液相色谱柱填料的制备方法制备得到的超高效液相色谱柱填料。


技术总结
本发明公开了一种超高效液相色谱柱填料及其制备方法,涉及液相色谱技术领域,步骤S1、硅胶表面活化;步骤S2、三官能团键合改性;步骤S3、有机/无机杂化改性;步骤S4、表面修饰。本发明公开的超高效液相色谱柱填料酸碱耐受性好,填料颗粒稳定性高,柱效足,分离度和峰形佳。

技术研发人员:王玉红
受保护的技术使用者:上海暄泓科学仪器有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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