3-氨丙基键合开管柱的制备及电渗流的评价

武汉大学化学与分子科学学院 白 捷 肖 丽

3-氨丙基键合开管柱的制备及电渗流的评价

武汉大学化学与分子科学学院 白 捷 肖 丽

1974年出现的毛细管电动色谱是指用电场驱动的微柱液相色谱，它克服了CE选择性差和不易分离中性物质的困难，同时大大提高了液相色谱的分离效率，形成自身特有的高效、微量、快捷的特点。毛细管电色谱的核心是毛细管色谱柱，但相比色谱柱的制备方法，开管柱的制备方法简单易行，在实验中得到了广泛应用，其中键合开管柱是开管柱中的一个重要类型。笔者所在研究组将3-氨丙基键合到毛细管柱壁中，在酸性pH环境中会产生由负极到正极的电渗流，并考察了电压与不同pH值对电渗流大小的影响。

一、实验部分

1. 试剂与仪器。

（1）试剂。3-氨丙基三乙氧基硅烷，蒸馏水，甲苯，0.1mol/ L NaOH(aq)，0.1mol/L HCL(aq)， 丙酮，pH=2及pH=5的磷酸缓冲液，pH=7的去离子水。

（2）仪器。宾达1229-HPCE毛细管电泳仪（北京市新科技应用研究所）。

2. 3-氨丙基键合开管柱的制备。

（1）毛细管柱前处理。用0.1mol/L NaOH溶液冲洗毛细管30 min，再用0.1mol/L HCl冲洗20min，接着用pH=7的去离子水冲洗至酸性，丙酮冲洗15min，在烘箱中以120℃烘干。

（2）将3-氨丙基键合到毛细管管壁。在氮气保护下取3-氨丙基三乙氧基硅烷和甲苯按1∶2体积比混合，充入毛细管中两端密封，并在120 ℃下加热6 h以充分键合。

（3）毛细管柱后处理。将毛细管柱放冷取出，用丙酮冲洗30min，用所使用的缓冲液冲洗15min。

3. 3-氨丙基电渗流的评价。选择pH=2的缓冲液，以硫脲作为检测物质，分别在电压13kV、15kV、17kV下利用宾达1229-HPCE毛细管电泳仪测定硫脲的保留时间从而计算电渗流速度。用背景缓冲液冲洗毛细管柱10min，以同样的方法测定硫脲在pH=5和pH=7的缓冲溶液中的保留时间。

二、结果与讨论

1. 毛细管电渗流的方向。由于我们将3-氨丙基键合到毛细管壁表面，故在酸性环境下氨基容易质子化得到一个质子带上正电而缓冲液中的负离子靠静电作用吸附在毛细管表面，故在电压作用下毛细管的电渗方向是由负极流向正极。实验中，我们在负极一端加入硫脲，经过一段时间可以观察到检测峰，表明制备的3-氨丙基的毛细管柱中的电渗方向是由负极流向正极。

2. 电压的影响。3-氨丙基键合到毛细管柱壁后，在酸性pH环境中会产生由负极到正极的电渗流，考察了电压与不同pH值对电渗流大小的影响（表1和表2），毛细管到检测窗口长为25cm。

表1 电压对保留时间（min）的影响

表2 电压对电渗速度 (cm/s)的影响

3. 电渗速度与电压和的关系。由图1可知，在固定pH的情况下，硫脲保留时间是随着电压的增大而减小的。随着电压的增大电渗速度加快保留时间减少。

图1 pH=7时V-U关系

4. 电渗速度与pH值的关系。由图2可知，在同一电压下，硫脲保留时间随着pH值的增大而增大的。随着pH值增大毛细管表面所带的正电荷减少是电渗速度减少，保留时间变大。

图2 U=17，15，13kV时V-pH关系

综上，以3-氨丙基直接作为固定相的键合毛细管柱，获得了由负极到正极的电渗流。实验结果显示在pH=2电压为17kV时有较理想的电渗速度，为分离阴离子提供了有效途径。