CN116272921A - 一种单分散弱酸性阳离子色谱填料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单分散弱酸性阳离子色谱填料的制备方法,包括以下步骤:(1)去除所用烯烃类物质内的阻聚剂备用;(2)利用分散聚合方法获得聚苯乙烯种子聚合物微球;(3)将聚苯乙烯种子聚合物微球与活化剂溶液混合溶胀,形成一级溶胀反应溶液;(4)在一级溶胀反应溶液中加入复合单体、引发剂及交联剂,使其溶胀到聚苯乙烯种子聚合物微球表面,形成二级溶胀反应溶液;(5)在二级溶胀反应溶液中加入带有COO‑官能团的离子态单体,后加入水溶性阻聚剂;(6)该混合反应体系经恒温反应后通过处理后得到表面官能化的高分子聚合物微球。本发明提供的制备方法,操作简单,填料具有单分散、粒径均一且合成完成后表面就已有修饰官能团等优点。
Description
技术领域
本发明涉及离子交换色谱填料的合成方法领域,具体为一种用于测试甜菜碱、氯化胆碱及六种常规阳离子(Li+、Na+、NH4 +、K+、Mg2+、Ca2+)的单分散弱酸性阳离子色谱填料及其制备方法和应用。
背景技术
甜菜碱化学名称为三甲基甘氨酸盐,氯化胆碱化学名称为2-羟乙基-三甲基胺盐酸盐,是动物生长过程中不可缺少的水溶性维生素,两者均为极为重要的饲料添加剂。甜菜碱可在动物生长过程中起到转甲基(用于蛋白质和脂肪的代谢)、调节生物体细胞渗透压、诱食、抗应激、维持维生素稳定等作用;胆碱是细胞膜的组成成分之一,构成卵磷脂和鞘磷;能促进脂肪的分解(避免脂肪肝);是乙酰胆碱的主要成分,可传递神经信号。当动物体内甜菜碱、胆碱摄入不足时,动物表现为生长受阻、营养不良、繁殖力差和脂肪肝等。因此,为维持动物健康成长和正常生产力,饲料中会适量添加甜菜碱和氯化胆碱。近几年随着市场的供大于求,一些不法厂商在压低价格的同时,在氯化胆碱中掺入其他低成本的物质如三甲胺、铵盐或氯化物原料等,这种掺假行为用行业标准和国家标准检测无法发现问题,但饲料中掺假会使养殖户蒙受经济上的损失,因此如何有效识别这种掺假行为,得出甜菜碱、氯化胆碱的真实含量对于饲料行业来说具有重要的现实意义。
目前,甜菜碱的主要测试方法有高氯酸滴定法、凯氏定氮法、非水滴定法、离子色谱法等,氯化胆碱的主要测试方法有高氯酸法、凯氏定氮法、四硼酸钠重量法、银量法、雷氏盐重量法、离子色谱法、液相-质谱联用法等。甜菜碱和氯化胆碱都属于季氨型生物碱,有类似于碱金属离子的交换行为,可用离子色谱法测试,但是一次进样同时完成甜菜碱和氯化胆碱的测试方法目前报道的不多。
现有技术中,阎大任等在02年中国中国仪器仪表学会发表过一篇“用阳离子色谱分离和非抑制电导检测法分析甜菜碱,氯化胆碱,碱金属,碱土金属和若干重金属离子”文章中所用色谱柱为强酸型色谱柱,但是其并不能完成一价离子和二价离子的同时分离。
中国专利《CN102964541A弱酸性阳离子色谱柱填料交换树脂的制备方法》中公开了一种弱酸性阳离子色谱填料的制备方法,采用的是对球形硅胶基料,或者PGMA/EDMA、PVA或PS-DVB交换树脂聚合物微球基料先与马来酸酐进行表面预附聚反应,再进行正规接枝聚合反应制得制备出阳离子色谱柱填料的技术,该填料在以乙二胺/酒石酸淋洗体系的条件下可完成对碱金属和碱土金属离子分离,不能完成同时对甜菜碱和氯化胆碱的测试需求,而且该填料是以硅胶微球骨架为依托后修饰羧基反应合成得到的,对基球依赖性大,且流动相组分复杂,不易配制。
目前公布的阳离子色谱交换树脂的合成大多是为满足常规阳离子的测试需求,未见有针对用于测试甜菜碱、氯化胆碱及常规阳离子的专用的阳离子色谱填料的制备方法。而且在已公布的阳离子色谱填料的制备方法中大多是以聚合物、硅胶等微球为依托,在其表面进行羧基修饰得到的,对微球合成技术依赖性较大,操作繁琐复杂,成本投入较大。
因此,现有技术亟待改进。
发明内容
针对现有技术中的技术问题,本发明提出了一种单分散弱酸性阳离子色谱填料及其制备方法和应用。本发明提供的一种单分散弱酸性阳离子色谱填料的制备方法,操作简单,合成效率高,投入成本小,使用本发明制备的阳离子色谱填料具有单分散、粒径均一、交联微米级且合成完成后表面就已有修饰官能团等优点。另外,本发明提供的一种单分散弱酸性阳离子色谱填料的用途,用于甜菜碱、氯化胆碱及六种常规阳离子的一次性定性定量分析,分离度高,准确度高。
本发明所指的六种常规阳离子为Li+、Na+、NH4 +、K+、Mg2+、Ca2+。本发明中,聚苯乙烯或被简称为PS;邻苯二甲酸二丁酯或被简称为DBP;过氧化苯甲酰或被简称为BPO;过氧化二异丙苯或被简称为DCP;偶氮二异丁腈或被简称为AIBN;偶氮二异庚腈或被简称为ADVN;苯乙烯或被简称为St;二乙烯基苯或被简称为DVB。
本发明提供的技术方案为:
一种单分散弱酸性阳离子色谱填料的制备方法,包括以下步骤:
(1)去除所用烯烃类物质内的阻聚剂备用;本发明中的烯烃类物质是指制备过程中所用到的苯乙烯、复合单体、交联剂等含有烯烃的原料;
(2)利用分散聚合方法获得聚苯乙烯种子聚合物微球;
(3)将聚苯乙烯种子聚合物微球与活化剂溶液混合溶胀,形成一级溶胀反应溶液;
(4)在一级溶胀反应溶液中加入复合单体、引发剂及交联剂,使其溶胀到聚苯乙烯种子聚合物微球表面,形成二级溶胀反应溶液;
(5)在二级溶胀反应溶液中加入带有COO-官能团的离子态单体,一定时间后加入水溶性阻聚剂;
(6)该混合反应体系经一定时间的恒温反应后通过处理后得到表面官能化的高分子聚合物微球,即单分散弱酸性阳离子色谱填料。本发明中,所述步骤(6)的处理为先进行离心分离,然后进行酸转性,最后水洗涤。
本发明原理如下:为避免烯烃类物质在运输、储存过程中发生聚合,影响实际使用效果,烯烃类物质中往往会加入少量阻聚剂防止单体在未使用前发生聚合。本发明在实验开始前将其去除,旨在使本发明的聚合效率更高。阻聚剂种类有很多,一般为酚类或醌类物质,采取减压蒸馏或者碱洗的方式即可去除,烯烃类物质去除完阻聚剂后备用。
本发明中,首先采取分散聚合的方式获得单分散的苯乙烯种子聚合物微球。分散聚合是一种特殊的沉淀聚合,反应初期单体、溶剂、引发剂、稳定剂是一个均一的体系,反应开始以后,聚合物达到一定分子量后,从反应体系中沉淀出来。利用分散聚合方式获得的聚合物微球具有单分散、粒径可控、粒径分布范围窄、操作简单等优点。将获得的苯乙烯种子聚合物微球与活化剂溶液混合,经一段时间后将苯乙烯种子聚合物微球活化,形成一级反应溶液;种子活化完成后加入复合单体、引发剂及交联剂,使其溶胀到聚苯乙烯种子聚合物微球表面,形成二级反应溶液,其中复合单体主要是一些丙烯酸酯类物质。经过一定时间,加入的复合单体、交联剂和引发剂溶胀到种子微球表面后,向溶液中加入带有COO-官能团的离子态单体,主要为丙烯酸类盐,利用相似相溶的原理,该水溶性盐会与丙烯酸酯类物质相溶,继而溶胀到微球外层。溶胀结束后加入水溶性阻聚剂,将该混合反应体系经一定时间的恒温反应后通过离心分离,进行酸洗涤转性,将羧酸盐转变为羧酸,后经水洗涤得到表面官能化的高分子聚合物微球,即单分散弱酸性阳离子色谱填料。制备的填料采用匀浆法在30Mpa压力下填装于内径*柱长为4.6mm*250mm的不锈钢色谱柱中,制得的色谱柱用于甜菜碱、氯化胆碱及六种常规阳离子的定性定量分析。
本发明中,在制作高聚物微球的同时引入复合单体,并利用相似相溶的原理在表面引入与复合单体具有相溶性质且具有有效官能团COO-的离子态单体,聚合完成经酸转性水洗涤后即得到弱酸性的阳离子交换树脂,可以实现从试剂原液开始反应,反应结束后不用进行接枝、涂覆等复杂的后操作即可得到单分散弱酸性阳离子色谱填料。
如上所述的单分散弱酸性阳离子色谱填料的制备方法,所述步骤(1)去除所用烯烃类物质内的阻聚剂的具体步骤为:所用烯烃类物质通过减压蒸馏去除阻聚剂;或用质量百分比浓度在0.5%-20%之间的NaOH水溶液洗涤后,再用无水硫酸镁干燥的方法去除烯烃类物质内的阻聚剂。更优选的,所用烯烃类物质通过减压蒸馏的方式去除阻聚剂。本发明中,烯烃类物质为苯乙烯单体、丙烯酸甲酯、二乙烯基苯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯等含有烯烃的反应原料。
如上所述的单分散弱酸性阳离子色谱填料的制备方法,所述步骤(2)的具体步骤如下:取所述步骤(1)处理后的苯乙烯单体放进装有乙醇的三口烧瓶内,加入稳定剂和引发剂,所述稳定剂优选为聚乙烯吡咯烷酮,所述引发剂优选为偶氮二异丁腈,通氮气20-40分钟后,升温至70-90℃下反应2-6h后停止加热,经水洗涤3次后置于烘箱内干燥,制得聚苯乙烯种子聚合物微球备用,优选的,所述苯乙烯单体与稳定剂的体积质量比例为10-30mL:1g,所述苯乙烯单体与引发剂的体积质量比例为10-50mL:0.1g。优选的,所述步骤(2)中所得聚苯乙烯种子聚合物微球的内径在1-6μm之间,在此条件下,制备的最终产物单分散弱酸性阳离子色谱填料粒径在3-12μm之间,填料粒径大小适宜,装填的色谱柱柱压适中,并有足够的表面积进行表面功能化修饰。更优选的,所述步骤(2)中所得聚苯乙烯种子聚合物微球的内径在2-4μm之间。最优选的,所述步骤(2)中所得聚苯乙烯种子聚合物微球的内径为2μm。
如上所述的单分散弱酸性阳离子色谱填料的制备方法,所述步骤(3)中的活化剂溶液包括以下制备步骤:将邻苯二甲酸二丁酯加入至烷基硫酸钠或者烷基磺酸钠水溶液搅拌形成;优选的,所述烷基硫酸钠或者烷基磺酸钠水溶液的质量百分比浓度为0.05%-0.5%。更优选的,将邻苯二甲酸二丁酯加入至十二烷基烷基硫酸钠水溶液搅超声拌形成;优选的,所述十二烷基烷基硫酸钠水溶液的质量百分比浓度为0.05%-0.25%。最优选的,将5mL邻苯二甲酸二丁酯加入至100mL十二烷基烷基硫酸钠水溶液超声搅拌形成;所述十二烷基烷基硫酸钠水溶液的质量百分比浓度为0.25%。
如上所述的单分散弱酸性阳离子色谱填料的制备方法,所述步骤(4)中的复合单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸季戊四醇酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯或者甲基丙烯酸丁酯中的任意一种或者任意几种的组合。优选的,所述步骤(4)中的复合单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯中的任意一种或者任意几种的组合。更优选的,所述步骤(4)中的复合单体为丙烯酸甲酯。
如上所述的单分散弱酸性阳离子色谱填料的制备方法,所述步骤(4)中交联剂为二乙烯基苯、二丙烯苯、双甲基丙烯酸乙二醇酯、季戊四醇三丙烯酸酯或者丙烯酸甘油酯中的任意一种或者任意几种的组合。优选的,所述步骤(4)中交联剂为二乙烯基苯。
如上所述的单分散弱酸性阳离子色谱填料的制备方法,所述步骤(4)中的引发剂是一种热分解型自由基引发剂,为过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化月桂酰、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化十二酰或者过氧化二叔丁基中的任意一种或者任意几种的组合;所述引发剂的用量为复合单体和交联剂质量之和的0.01%-5%。优选的,所述步骤(4)中的引发剂为过氧化苯甲酰;所述引发剂的用量为复合单体和交联剂质量之和的0.1%。
如上所述的单分散弱酸性阳离子色谱填料的制备方法,所述步骤(5)中的带有COO-官能团的离子态单体为丙烯酸盐或者甲基丙烯酸盐。优选的,所述步骤(5)中的带有COO-官能团的离子态单体为丙烯酸钠、丙烯酸钾、甲基丙烯酸钠或者甲基丙烯酸钾。更优选的,所述步骤(5)中的带有COO-官能团的离子态单体为丙烯酸钠或者甲基丙烯酸钠溶液。最优选的,所述步骤(5)中的带有COO-官能团的离子态单体为丙烯酸钠。
如上所述的单分散弱酸性阳离子色谱填料的制备方法,所述带有COO-官能团的离子态单体的用量为总水溶液体积的1%-20%。优选的,所述带有COO-官能团的离子态单体的用量为总水溶液体积的5%。
如上所述的单分散弱酸性阳离子色谱填料的制备方法,所述步骤(5)中的水溶性阻聚剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、明胶、聚乙烯吡咯烷酮、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、β-环糊精、β-甲基环糊精或者羟基磷灰石中的任意一种或者任意几种的组合。优选的,所述步骤(5)中的水溶性阻聚剂为聚乙烯醇。
如上所述的单分散弱酸性阳离子色谱填料的制备方法,所述步骤(6)中反应条件为:反应开始前通氮气10-80min,搅拌速度为120-500r/min,反应温度为40-90℃,反应时间为4-48h。优选的,所述步骤(6)中反应条件为:反应开始前通氮气30min,搅拌速度为300r/min,反应温度为75℃,反应时间为10h。
基于同一个发明构思,本发明还提供了一种根据如上所述的制备方法制备的单分散弱酸性阳离子色谱填料,所述单分散弱酸性阳离子色谱填料的粒径在3-12μm之间。
基于同一个发明构思,本发明还提供了如上所述的单分散弱酸性阳离子色谱填料分离氯化胆碱、甜菜碱及常规阳离子的用途。本发明中,将如上所述的单分散弱酸性阳离子色谱填料采用匀浆法在30Mpa压力下填装于内径*柱长为4.6mm*250mm的不锈钢色谱柱中,制得的色谱柱用于甜菜碱、氯化胆碱及六种常规阳离子的定性定量分析。
本发明提供的技术方案产生的有益效果在于:
1、本发明提供的一种单分散弱酸性阳离子色谱填料的制备方法,在制备单分散聚合物微球的同时,引入复合单体,并利用相似相溶的原理在表面引入与复合单体具有相溶性质且具有有效官能团COO-的离子态单体,在微球表面引入羧基官能团,可以实现从试剂原液开始反应,反应结束后不用进行接枝、涂覆等复杂的后操作即可得到该色谱填料。所用试剂经济性能高,合成步骤简单易行,所用设备为实验室普通装置,反应条件温和,在通常的生产、工作温度、压力条件下就能进行,易于操控。
2、本发明提供的一种单分散弱酸性阳离子色谱填料的制备方法制备的填料,所得聚合物微球单分散性能好,收率高,有机溶剂兼容性、耐久性、耐压等方面具有突出优势。
3、本发明制备的色谱填料为弱酸性阳离子色谱填料,将本发明制备的填料装入色谱柱,一次进样就能同时对样品中的甜菜碱、氯化胆碱及常规阳离子Li+、Na+、NH4 +、K+、Mg2+、Ca2+进行准确且快速的定性定量测定,而且各个被测定离子的分离度好。因此,本发明的用途方法应用于饲料产品的质量控制和质量鉴定有很强的实用性。
附图说明
图1是本发明实施例1制备的高聚物微球在扫描电镜的形貌状态;
图2是本发明实施例1制备的填料装填的阳离子色谱柱对甜菜碱、氯化胆碱及六种常规阳离子(Li+、Na+、NH4 +、K+、Mg2+、Ca2+)分离检测的色谱图;
图3是本发明对比例1制备的填料装填的阳离子色谱柱对甜菜碱、氯化胆碱及六种常规阳离子(Li+、Na+、NH4 +、K+、Mg2+、Ca2+)分离检测的色谱图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的内容,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
除非另有定义,本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。需要理解的是,如无特别说明,本发明中的各种原料均可以通过市售得到。
实施例1:
(1)实验开始之前通过减压蒸馏的方法去除所用烯烃类物质的阻聚剂备用。本实施例中,烯烃类物质为苯乙烯单体、丙烯酸甲酯、二乙烯基苯。
(2)取30mL处理后的苯乙烯单体放进装有150mL乙醇的三口烧瓶内,加入2g聚乙烯吡咯烷酮及0.1g偶氮二异丁腈,通氮气30分钟后,升温至80℃下反应4h后停止加热,经水洗涤3次后置于烘箱内干燥,制得2μm左右的聚苯乙烯种子聚合物微球备用。
(3)取以上聚苯乙烯种子聚合物微球3g,放入100mL的质量百分比浓度为0.25%的十二烷基硫酸钠水溶液,超声20min形成种子微球溶液,同时将5mL的邻苯二甲酸二正丁酯放入100mL的质量百分比浓度为0.25%的十二烷基硫酸钠水溶液内超声搅拌20min形成活化剂溶液,然后将两种溶液混合后继续超声搅拌20min,形成一级溶胀反应溶液。
(4)取40mL二乙烯基苯,60mL丙烯酸甲酯,0.1g过氧化苯甲酰置于200mL质量百分比浓度为0.25%的十二烷基硫酸钠水溶液内超声分散20min后与上述步骤(3)中的一级溶胀反应溶液混合,继续搅拌2h,形成二级反应溶液。
(5)向上述步骤(4)得到的反应溶液内加入100mL体积分数为35%的丙烯酸钠溶液,继续搅拌溶胀1h后加入200mL体积分数2%的聚乙烯醇溶液。
(6)通氮气30min后升温至75℃,搅拌速度为300r/min,保温反应10h后,停止反应。离心后得到5μm左右微球,将该微球置于1mol/L的HCl溶液浸泡24h后,经水洗涤3次即得到所述单分散的弱酸性的阳离子色谱填料。
(7)制得的色谱填料经抽滤洗涤后采用匀浆法在30Mpa压力下填装于内径*柱长为4.6mm*250mm的不锈钢色谱柱中,制得的色谱柱用于甜菜碱、氯化胆碱及六种常规阳离子的定性定量分析。
(8)色谱柱测试条件为:
淋洗液:5.0mmol/L甲烷磺酸;
流速:1.0mL/min;
进样体积:25μL;
样品信息(ppm):甜菜碱:100,胆碱:100,Li+:0.4,Na+:3,NH4 +:3,K+:5,Mg2+:4,Ca2+:4;
信号检测:直接电导法
分离测试结果见图2和表1。
表1实施例1的样品分离测试结果
序号 | 保留时间 | 离子名称 | 浓度 | 峰面积 | 峰高 | 峰分离度 | 峰拖尾因子 |
1 | 6.156 | Li | 0.4 | 27309 | 2424 | 3.73 | 0.97 |
2 | 8.287 | 甜菜碱 | 100 | 74472 | 2351 | 2.16 | 1.87 |
3 | 9.702 | Na | 3 | 55698 | 3177 | 3.77 | 1 |
4 | 11.516 | NH4 | 3 | 63732 | 3416 | 11.99 | 0.99 |
5 | 21.981 | K | 5 | 47759 | 1017 | 2.9 | 1.53 |
6 | 26.104 | Mg | 4 | 138758 | 2313 | 1.67 | 1.55 |
7 | 30.496 | 氯化胆碱 | 100 | 317303 | 2303 | 2.78 | 2.58 |
8 | 38.732 | Ca | 4 | 68056 | 798 | 0 | 1.4 |
图2是本发明实施例1制备的填料装填的阳离子色谱柱对甜菜碱、氯化胆碱及六种常规阳离子(Li+、Na+、NH4 +、K+、Mg2+、Ca2+)的分离检测的色谱图,从图2中可以看到甜菜碱、氯化胆碱、Li+、Na+、NH4 +、K+、Mg2+、Ca2+8种离子在5mmol/L的甲烷磺酸洗脱下,每个离子间分离度都达到1.6以上,能够准确的完成定性定量分析。
图1是本实施例制备的高聚物微球在扫描电镜的形貌状态图,从图1中可以看出,本实施例聚合物微球单分散性能好,粒径均一。
实施例2:
与实施例1的不同之处在于,步骤(2)改为:取40mL处理后的苯乙烯单体放进装有150mL乙醇的三口烧瓶内,加入2g聚乙烯吡咯烷酮及0.1g偶氮二异丁腈,通氮气30分钟后,升温至80℃下反应4h后停止加热,经水洗涤3次后置于烘箱内干燥,制得3-4μm左右的种子微球备用。将该种子微球用于后续反应,参与反应试剂和条件不变,最终制得6-7μm粒径的高聚物微球。将该微球经洗涤后,即得到所述单分散的弱酸性的阳离子色谱填料。并在相同装柱条件下制得的色谱柱,该色谱柱用于甜菜碱、氯化胆碱及六种常规阳离子(Li+、Na+、NH4 +、K+、Mg2+、Ca2+)的定性定量分析,其中柱压、分离度、柱效等均有所改变,差别小于2.5%。本实施例没有附图。
实施例3:
与实施例1的不同之处在于,步骤(4)改为60mL丙烯酸丁酯。其他与实施例1一致。在图2的色谱分析条件下,由本实施例填料装柱的色谱柱检测得到的谱图与图2相比,差别小于2%。本实施例没有附图。
实施例4:
与实施例1的不同之处在于,步骤(4)改为60mL甲基丙烯酸甲酯,步骤(5)改为100mL 35%的甲基丙烯酸钠溶液,其他与实施例1一致。在图2的色谱分析条件下,由本实施例填料装柱的色谱柱检测得到的谱图与图2相比,差别小于2%。本实施例没有附图。
对比例1:
与上述实施例不同的是,专利公开号为CN 105126936 A公布了一种用于测试常规阳离子的弱酸性阳离子色谱填料的制备方法,我们用该方法制作的色谱柱无法同时分离甜菜碱、氯化胆碱和常规六种阳离子(Li+、Na+、NH4 +、K+、Mg2+、Ca2+)。
取1.0g马来酸酐投入3.0g丙酮有机溶剂中,溶解完全后,加入5gPS-DVB高聚物基球,超声15min充分混合均匀后,放入40℃烘箱中1小时至干燥完全。完成后将该处理过的高聚物微球加入到装有100mL甲苯的三口反应瓶中,并依次加入2.0g脱聚苯乙烯、2.5g马来酸酐和0.8g的过氧化苯甲酰至反应瓶中,通N230min后,缓慢升温至90℃搅拌回流反应10小时。冷却后,用丙酮洗涤3次,再用去离子水洗涤3遍,用0.5mol/L的NaOH于60℃下水解1h后经0.1molHCl洗涤后即得到弱酸性阳离子色谱填料。制得的色谱填料经抽滤洗涤后采用匀浆法在30Mpa压力下填装于内径*柱长为4.06mm*250mm的不锈钢色谱柱中,制得的色谱柱用于测试甜菜碱、氯化胆碱和常见六种阳离子,见图3。
(1)色谱分析条件:
淋洗液:5.0mmol/L甲烷磺酸;
流速:1.0mL/min;
进样体积:25μL;
样品信息(ppm):甜菜碱:100,胆碱:100,Li+:0.4,Na+:3,NH4 +:3,K+:5,Mg2+:4,Ca2+:4;
信号检测:直接电导法。
本对比例的样品的分离检测结果见图3和表2。
表2对比例1的样品的分离检测结果
图3是本发明对比例1制备的填料装填的阳离子色谱柱对甜菜碱、氯化胆碱及六种常规阳离子(Li+、Na+、NH4 +、K+、Mg2+、Ca2+)的分离检测的色谱图,从图3和表2中数据可以看到甜菜碱与K+的分离度只有1.13,氯化胆碱与Ca2+的分离度只有0.54不能完成分离,而且通过简单的调整淋洗液浓度(淋洗液浓度调整为2、3、6、8mmol/L的甲烷磺酸)也不能同时完成甜菜碱、氯化胆碱及六种常阳离子(Li+、Na+、NH4 +、K+、Mg2+、Ca2+)的分离检测。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种单分散弱酸性阳离子色谱填料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)去除所用烯烃类物质内的阻聚剂备用;
(2)利用分散聚合方法获得聚苯乙烯种子聚合物微球;
(3)将聚苯乙烯种子聚合物微球与活化剂溶液混合溶胀,形成一级溶胀反应溶液;
(4)在一级溶胀反应溶液中加入复合单体、引发剂及交联剂,使其溶胀到聚苯乙烯种子聚合物微球表面,形成二级溶胀反应溶液;
(5)在二级溶胀反应溶液中加入带有COO-官能团的离子态单体,一定时间后加入水溶性阻聚剂;
(6)该混合反应体系经一定时间的恒温反应后通过处理后得到表面官能化的高分子聚合物微球,即单分散弱酸性阳离子色谱填料。
2.根据权利要求1所述的单分散弱酸性阳离子色谱填料的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)去除所用烯烃类物质内的阻聚剂的具体步骤为:所用烯烃类物质通过减压蒸馏方式去除烯烃类物质内的阻聚剂,或者用质量百分比浓度在0.5%-20%之间的NaOH水溶液洗涤后,再用无水硫酸镁干燥的方法去除烯烃类物质内的阻聚剂。
3.根据权利要求1所述的单分散弱酸性阳离子色谱填料的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中的活化剂溶液包括以下制备步骤:将邻苯二甲酸二丁酯加入至烷基硫酸钠或者烷基磺酸钠水溶液搅拌形成;优选的,所述烷基硫酸钠或者烷基磺酸钠水溶液的质量百分比浓度为0.05%-0.5%。
4.根据权利要求1所述的单分散弱酸性阳离子色谱填料的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)中的复合单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸季戊四醇酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯或者甲基丙烯酸丁酯中的任意一种或者任意几种的组合。
5.根据权利要求1所述的单分散弱酸性阳离子色谱填料的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)中交联剂为二乙烯基苯、二丙烯苯、双甲基丙烯酸乙二醇酯、季戊四醇三丙烯酸酯或者丙烯酸甘油酯中的任意一种或者任意几种的组合。
6.根据权利要求1所述的单分散弱酸性阳离子色谱填料的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)中的引发剂是一种热分解型自由基引发剂,为过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化月桂酰、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化十二酰或者过氧化二叔丁基中的任意一种或者任意几种的组合。
7.根据权利要求1所述的单分散弱酸性阳离子色谱填料的制备方法,其特征在于,所述步骤(5)中的带有COO-官能团的离子态单体为丙烯酸盐或者甲基丙烯酸盐。
8.根据权利要求1所述的单分散弱酸性阳离子色谱填料的制备方法,其特征在于,所述步骤(6)中反应条件为:反应开始前通氮气10-80min,搅拌速度为120-500r/min,反应温度为40-90℃,反应时间为4-48h。
9.一种根据权利要求1~8中任一项所述的制备方法制备的单分散弱酸性阳离子色谱填料,其特征在于,所述单分散弱酸性阳离子色谱填料的粒径在3-12μm之间。
10.根据权利要求1~8中任一项所述的制备方法制备的单分散弱酸性阳离子色谱填料或者根据权利要求9所述的单分散弱酸性阳离子色谱填料分离氯化胆碱、甜菜碱及常规阳离子的用途。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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