1。1。2 毛细管电色谱柱技术
毛细管电色谱柱是电色谱分离技术的核心,由此,毛细管柱的制备成了CEC的关键技术。样品中组分的分离是在色谱柱内进行的,在CEC分离模式中,根据分析物在固定相和流动相之间分配系数的差异和在电场中迁移速率的不同而实现分离。为了达到分离,样品在固定相和流动相之间要经历无数次的分配和吸附平衡。毛细管柱内的固定相具两方面的作用:一方面可以提供特殊功能团如C18、C4、NH2等非极性和极性官能团;另一方面可以提供带电基团从而能够在床层附近或毛细管内管壁形成双电层,继而在外加电场作用下产生EOF驱动流动相。根据固定相在毛细管内的存在形式,毛细管电色谱柱,可分为填充柱(Packed Columns)、开管柱(Open Tubular Columns,OT-CEC)和整体柱(Monolithic Columns)。
1。1。3 毛细管电色谱整体柱
毛细管填充柱虽然近几年发展较快,但填充过程中须先制备柱塞,在电色谱柱内容易产生气泡。毛细管开管柱虽无柱塞问题,但其相比较小、样品容量较低和检测较困难,所以使用都受到一定的限制。CEC色谱柱技术遇到困难,也就促使了新一类毛细管柱制备技术的成长。近年来,连续层床色谱固定相技术的发展让人兴奋不已,其中,原位聚合反应制备的毛细管整体柱即是其中之一。
毛细管整体柱(Monolithic Columns),又称为棒状柱、连续床层或无柱塞柱,它是二十世纪末快速发展起来的新一类分离介质。它通过有机或无机聚合方法在毛细管内进行一步原位聚合得到连续床固定相,由于色谱固定相可以在毛细管内直接制备,因此省略了制备常规色谱柱的繁琐过程。与填充柱和开管柱相比,毛细管整体柱具有很多优点,首先,毛细管整体柱内部是连续多孔结构,具有较大的比表面积,并且毛细管内部具有特殊的大孔,当流动相流过这些大孔时,就会大大降低色谱柱在使用时产生的柱压降。所以毛细管整体柱通透性好、传质阻力低和分离效率高等优点。其次,毛细管整体柱可通过一步原位聚合制得,不仅易于制备, 而且色谱柱的有效长度和内径在一定程度上是不受限制的,可以通过调节单体溶液的组成和反应条件来影响其内部结构。从而避免了常规填充柱繁琐的制备过程, 而且还不需要制备柱塞,改善了色谱柱的分离性能,提高了色谱柱的使用寿命。到目前为止,毛细管整体柱凭借着其特有的分离性能,已成为食品分析、药物分析和生物分离的有力工具。
1。2 氧化石墨烯
氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)作为一种单原子厚度的二维碳纳米材料,往往是通过化学修饰(Graphene ,G)而得到的,其表面含有丰富的活性氧功能团,如环氧基、羧基和羟基。由于其GO独特的结构,使其展现出优越的物理化学特性,存在潜在的应用价值,已应用在聚合物纳米复合材料[10,11]、化学生物传感器[12,13]、储能蓄电池[14,15]和生物医学[16,17]等领域。此外,GO具有较大的比表面积和较强的π-π电子堆积效应,所以GO被认为是一种很有前途的固定相色谱分离材料。到目前为止,GO已被广泛应用于气相色谱(GC)、HPLC和CEC[18]。
聚苯乙烯类整体柱是一类经典的有机聚合物整体柱,因其在宽广pH范围内具有很好的化学稳定性和较好的疏水性而大量地应用于液相色谱/质谱(HPLC-MS)中,分离生物小分子[19]、肽[20]、蛋白质[21]和核糖核酸[22]等。后来,由于在聚合反应物中引入了能产生EOF的单体,如甲基丙烯酸、乙烯基苯磺酸、二烯丙基二甲基氯化铵等,聚苯乙烯类整体柱被用于CE中。Jin等[23]研究发现使用甲基丙烯酯为产生EOF单体时,因涉及到甲基丙烯酸的水解,因此只有在pH > 7时才能产生较大的EOF,适合分离中性或碱性物质。Huang[24]等利用乙烯基苯磺酸为EOF单体,其EOF的产生不受缓冲溶液pH值影响,在低pH值条件下实现了酸性物质的分离。论文网