石墨烯填充柱的制备及性能研究(2)

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3.2.2 流动相比例对填充柱性能的影响 16

3.2.3 石墨烯填充柱性能评价 17

4 结论 20

参考文献 21

致谢 23

1 引言

1.1 毛细管电色谱

毛细管电色谱（Capillary Electrochromatography，CEC）是一种发展十分迅速的新型分离技术。它是以毛细管柱内填充固定相颗粒、管壁键合固定相或制成连续床的形式，在电渗流（Electroosmotic Flow，EOF）或电渗流结合压力流共同驱动下实现样品的分离[1]。其分离原理是样品在固定相和流动相中分配系数、电泳速率、渗透系数的不同。毛细管电色谱的驱动力是电渗流，其流型是塞状平头流，峰展宽效应极小，相对于高效液相色谱（High-performance Liquid Chromatography，HPLC）有更高的柱效。同时毛细管电色谱也克服了毛细管电泳不能分离中性物质的缺点，所以较毛细管电泳有更大适用范围[2]。由此可见，毛细管电色谱兼具毛细管电泳（Capillary Electrophoresis，CE）高效性和高效液相色谱（HPLC）高选择性的优点，是一种很好的分离手段。

1.1.1毛细管电色谱的研究背景

毛细管电色谱技术起源于20世纪50年代，发展时间不是很长，但随着科技的不断发展也越来越多的受到学者们的关注。1952年，Mould和Synge将电场与薄层色谱技术（Thin Layer Chromatography）相结合成功的分离出了寡聚糖[3]；1974年Pretorius等首次将电场运用于高效液相色谱中，结果表明其相对于传统液相色谱有较高的分离柱效[4]。1981年Jorgenson等在电场作用下通过在毛细管中填充反相填料分离出了两种芳香族化合物芘和9-甲基蒽，获得了很高柱效[5]。在20世纪80年代，毛细管电色谱技术快速发展，Tsuda等人首次实现了用毛细管开管柱对多环芳烃进行分离[6]；1984年至1985年，Martin等对毛细管开管柱进行了研究，从理论上探究了电渗流驱动和压力驱动在峰展宽、流动相流型等方面的差异，进一步证明了电渗流驱动的优势[7]。1991年他们又探究了填料粒径的大小、电渗流速度和流动相电解质浓度与分离柱效的关系，从而完善了他们的电色谱理论[8]。随着毛细管电色谱理论的不断发展，Mayer等人在1992年通过在毛细管开管柱内键合β-环糊精对抗感染药物进行了手性拆分，而Li等人则通过在毛细管内填充α-酸性糖蛋白实现了手性化合物的分离。毛细管电色谱理论不断完善和发展，电色谱的应用范围也不断扩大。在药物分析方面，Smith使用反相C18（ODS）固定相、Evans使用强阳离子交换（SCX）固定相对药物进行分离，获得了较高柱效；Stead将毛细管电色谱技术应用在血浆中甾类化合物的分离[9]。在生物医学方面，Bayer等实现了高效液相色谱的梯度洗脱并将寡糖核苷酸成功分离出来并成功将核磁共振技术应用于毛细管电色谱[10]。

在新兴技术的不断推动和发展下，毛细管电色谱技术也在不断发展，并显示出旺盛的生命力。越来越多的学者从事毛细管电色谱的相关研究，对毛细管电色谱技术和理论的不断完善，将使得它越来越广泛地应用于我们生活中的各个领域。

1.1.2 毛细管电色谱原理

毛细管电色谱结合CE和HPLC两者的特点，具有电泳和色谱的双重优势。电泳指在电场作用下，带电粒子在某一介质中的运动。电泳一般为直流电场，使分析物质产生定向运动，电泳速度取决于介质粘度、样品自身的电荷密度以及介电常数等等。而毛细管电色谱中的电渗流（EOF）是流动相的驱动力，它是指毛细管中液体在电场作用下沿着固体表面移动的现象，电渗流的产生与双电子层有很大关系，它直接影响着CEC的分离速率[11]。双电层指在两相间的分离表面由游离和相对固定的离子所形成的离子层，它的电荷和分离表面的电荷相反，在毛细管电色谱中，毛细管内壁、固定相表面和带电粒子表面都存在双电层。当固定相表面和进样溶液接触时，可以形成相对固定和游离的双电子层。此时若在毛细管两端施加电压，流动相便可产生自阴极向阳极的电渗流现象。以电场力为驱动所产生的电渗流为扁平流，避免了峰展宽效应，比以泵压为驱动力的高效液相色谱有较高的分离柱效。