阳离子交换毛细管整体柱的制备及其在毛细管离子色谱中的应用.pdf

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1、第41卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究报告第3期2013年3月ChineseJournalofAnalyticalChemistry400～405DOI：10．3724／SP．J．1096．2013．20745阳离子交换毛细管整体柱的制备及其在毛细管离子色谱中的应用李晶朱岩。(云南烟草科学研究院，昆明650106)(工业控制技术国家重点实验室，浙江大学智能系统与控制研究所，杭州310058)(浙江大学化学系，杭州310028)摘要以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为功能单体，亚乙基二甲基丙烯酸酯(EDMA)为交联剂，偶氮二异丁腈(AI

2、BN)为自由基引发剂，在三元致孑L剂(正丙醇，1’4一丁二醇，水)的存在下，在320m内径的弹性石英毛细管柱内制备得到带有环氧功能基团的聚合物整体柱基质；利用Na2SO对其改性，制备得到磺酸基型阳离子交换毛细管整体柱。采用微流泵、毛细管检测池和紫外检测器构建了毛细管离子色谱系统，并对所制备的整体柱的流体力学参数、色谱性能参数进行评价；采用流速梯度洗脱的方式实现9种常见阳离子(Li，Na，NH，K，Cs，Mg2，Ca2，Sr，Ba2)的分离分析；此色谱系统还可应用于牛奶中阳离子和三聚氰胺的分离检测。关键词阳离子交换；毛细管整体柱；毛细管离子色

3、谱；阳离子分析；三聚氰胺1引言离子色谱(IC)是一种分离分析无机阴阳离子以及可电离小分子物质的重要分析技术[1]。近年来，仪器微型化的研究热潮也将微型化离子色谱或者毛细管离子色谱推向研究领域的前沿，其具有样品和淋洗液消耗少、环境友好、质量灵敏度高、易与质谱(MS)、原子发射光谱(ICP)联用等优势。其中，具有离子交换功能的色谱固定相无疑成为了研究重点。整体柱具有制备方法简单、无需烧结柱塞、可选基质种类多，易于改性，渗透性好，流动阻力低，传质快等优点[8I，已经在超快速离子色谱⋯，毛细管离子色谱，流速梯度离子色谱等领域获得了较好地应用。因此，

4、发展合适的离子交换毛细管整体柱，以及构建实用的毛细管离子色谱系统具有重要意义。本研究通过优化单体、交联剂以及致孔剂比例等反应条件，合成制备了具有活泼环氧基团的甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)．亚乙基二甲基丙烯酸甲酯(EDMA)整体柱基质；采用动态修饰的方式，以四丁基氢氧化铵(Tetrabutylammoniumhydroxide，TBAOH)为相转移催化剂，利用Na，SO将色谱柱改性为具有阳离子交换功能的固定相。将此阳离子交换毛细管整体柱接人自制的毛细管离子色谱系统中，利用流速梯度的洗脱模式，成功地分离检测9种常见的一价、二价阳离子，并进行了

5、实际水样的测定。此系统可实现了奶粉中阳离子与三聚氰胺的分离与检测。2实验部分2．1仪器与试剂毛细管离子色谱系统由WellChromHPLC．PumpK．120高效液相泵(德国KNAUER公司)，655A可变波长紫外检测器(Et本HITACHI公司)，7520型微量进样器(带0．5“L进样环，Rheodyne，Cotati，CA)，及N2000色谱工作站(浙江大学)组成。微量注射泵(保定兰格恒流注射泵有限公司)；熔融石英毛细管柱(320mI．D．x450pmO．D．，河北永年锐沣色谱器件有限公司)。甲基丙烯酸缩水甘油酯(Glycidylmet

6、hacrylate，GMA，纯度>98％)和亚乙基二甲基丙烯酸甲酯(Ethylenedimethacrylate，EDMA，纯度>97％)，购自百灵威化学品公司；偶氮二异丁腈(2，2一Azobis(2—2012-07—15收稿；2012-09-20接受本文系国家自然科学基金(Nos．20775070，J0830413)和浙江省自然科学基金(No．Y4090268)资助项目E-mail：zhuyan@zju．edu．gn第3期李晶等：阳离子交换毛细管整体柱的制备及其在毛细管离子色谱中的应用methylpropionitrile)，AIBN，化

7、学纯，上海试四赫维化工有限公司)；一甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷(3一Methacryloxypropyltrimethoxysilane，。MAPS，南京化工厂)；正丙醇、1，4-丁二醇(分析纯)；10％四丁基氢氧化铵(TBAOH)溶液(国药集团化学试剂有限公司)；其它试剂均为分析纯，实验用水均为二次去离子水(182n·cm)。2．2毛细管柱内壁预处理毛细管整体柱的一个重要优点就是不需要在柱体的两头烧结柱塞以防止柱体的脱出。—MAPS一端带有烷氧基团，与毛细管的硅羟基相反应可以连接到毛细管管壁上；另一端含有双键，在单体聚合时与反应溶液中单

8、体的双键反应，以达到固定柱体的目的，预处理过程：依次利用0．1mol／LNaOH、水、0．1mol／LHC1、去离子水和无水乙醇冲洗毛细管进行活化，用氮气吹干；向干燥的毛细管内注