改性壳聚糖开管毛细管柱的制备与性能研究

论文摘要

毛细管开管柱是电色谱柱中相对简单的一种柱类型,其固定相直接修饰在毛细管内壁,无需塞子、运行过程简单、易于控制。研发创新固定相涂层材料及制备方法,是当前开管毛细管电色谱领域的研究重点。壳聚糖具有良好的物理、化学、生物特性,目前对其应用及改性的研究较多。但是关于壳聚糖及衍生物应用于开管柱中的报道较少。本论文根据开管柱的不同需要,合成了两种壳聚糖衍生物,将它们作为毛细管开管柱固定相材料。考察了所制备开管柱的性能,并将其应用于药品的分析。为壳聚糖衍生物的应用以及开管柱固定相的选择提供了新的思路。本文分为四章,主要内容如下：第一章,文献综述,概述了毛细管电色谱的原理、色谱柱的类型、固定相种类以及壳聚糖的性质、相关化学反应及改性、壳聚糖及衍生物的应用等,并对本论文的研究内容及意义进行介绍。第二章,合成了O-氰乙基壳聚糖,制备了化学键合O-氰乙基壳聚糖开管柱。对O-氰乙基壳聚糖进行了红外及紫外表征,讨论了色谱柱制备条件,研究了所制备开管柱的形貌、电渗流性能、分离性能以及重现性与稳定性。结果表明,所制备的开管柱电渗流的相对标准偏差≤3.4%；四种核苷酸在色谱柱上得到了较好的分离,柱效为37,000～140,000 plates/m。第三章,将O-氰乙基壳聚糖键合开管柱应用于头孢哌酮、头孢呋辛、头孢噻吩、头孢克肟等四种头孢类抗生素的分析。对色谱条件进行了优化,并应用于牛奶中四种头孢类抗生素的分析。在最优条件下四种抗生素在14min内得到了分离。头孢克肟、头孢噻吩、头孢呋辛、头孢哌酮的线性范围分别为0.6～50μg/mL,0.8～50μg/mL,0.8～50μg/mL和1.0～50μg/mL;最低检测限范围在0.2.～0.4μg/mL;回收率在82.0%-96.7%之间。第四章,合成环糊精接枝壳聚糖,利用溶胶-凝胶法将其修饰到毛细管内壁。对环糊精接枝壳聚糖进行了红外和X-射线衍射的表征。研究了色谱柱的制备条件和性能,并将其应用于黄蝶呤异构体和结构相似的四种苯氧羧酸类除草剂的分离。同时,将三种不同的色谱柱进行对比。结果表明,溶胶-凝胶环糊精接枝壳聚糖开管柱分离效果最好,所得到的柱效最高,分别为55,000～68,OOOplates/m和135,000～160,000plates/m。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 毛细管电色谱的原理及应用
• 1.1.1 毛细管电色谱的原理
• 1.1.1.1 双电层
• 1.1.1.2 电渗流
• 1.1.1.3 电泳
• 1.1.1.4 色谱保留
• 1.1.1.5 焦耳热效应
• 1.1.2 毛细管电色谱柱
• 1.1.2.1 填充柱
• 1.1.2.2 整体柱
• 1.1.2.3 开管柱
• 1.1.3 毛细管电色谱开管柱的固定相
• 1.1.3.1 物理吸附固定相
• 1.1.3.2 化学键合固定相
• 1.1.3.3 溶胶-凝胶固定相
• 1.1.3.4 分子印迹固定相
• 1.1.3.5 纳米粒子固定相
• 1.2 壳聚糖的性质及应用
• 1.2.1 壳聚糖的性质
• 1.2.2 壳聚糖的化学反应及改性
• 1.2.2.1 酰化反应
• 1.2.2.2 席夫碱反应
• 1.2.2.3 开环反应
• 1.2.2.4 迈克尔反应
• 1.2.2.5 环糊精接枝壳聚糖
• 1.2.3 壳聚糖及其衍生物的应用
• 1.2.3.1 污水处理
• 1.2.3.2 药物输送
• 1.2.3.3 生物材料
• 1.2.3.4 色谱材料
• 1.3 壳聚糖及其衍生物在毛细管开管柱中的应用
• 1.4 本论文的研究内容及研究意义
• 第二章 O-氰乙基壳聚糖化学键合开管柱的制备及表征
• 摘要
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂与材料
• 2.2.2 仪器与设备
• 2.2.3. CNCS开管柱的制备
• 2.2.3.1 CNCS单体的合成
• 2.2.3.2 毛细管壁的预处理
• 2.2.3.3 毛细管的硅烷化
• 2.2.3.4 毛细管的修饰
• 2.2.4 电色谱实验
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 合成单体的表征
• 2.3.1.1 红外光谱分析
• 2.3.1.2 紫外光谱分析
• 2.3.2 单体浓度的优化
• 2.3.3 开管柱的特征
• 2.3.3.1 形貌特征
• 2.3.3.2 电渗流特性
• 2.3.2.3 重现性与稳定性
• 2.3.4 核苷酸的分离
• 2.3.4.1 pH对分离的影响
• 2.3.4.2 盐浓度对分离的影响
• 2.3.4.3 稳定性与重现性
• 2.4 本章小结
• 第三章 O-氰乙基壳聚糖开管柱电色谱法分离测定牛奶中四种头孢类抗生素
• 摘要
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试剂与材料
• 3.2.2 仪器与设备
• 3.2.3 开管柱的制备
• 3.2.4 电色谱实验
• 3.2.5 实际样品的处理
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 分离条件的优化
• 3.3.1.1 缓冲液类型的优化
• 3.3.1.2 pH的优化
• 3.3.1.3 盐浓度的优化
• 3.3.1.4 乙腈含量的优化
• 3.3.1.5 分离电压的优化
• 3.3.1.6 进样时间的优化
• 3.3.2 线性范围、检测限与重现性
• 3.3.3 回收率的测定
• 3.4 本章小结
• 第四章 环糊精接枝壳聚糖溶胶-凝胶开管柱的制备及表征
• 摘要
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 试剂与材料
• 4.2.2 仪器与设备
• 4.2.3 单体的合成
• 4.2.4 开管柱的制备
• 4.2.4.1 Sol-gel CDCS开管柱（柱A）的制备
• 4.2.4.2 Sol-gel CS开管柱（柱B）的制备
• 4.2.4.3 CDCS键合开管柱（柱C）的制备
• 4.2.5 电色谱实验
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 合成单体的表征
• 4.3.1.1 红外光谱分析
• 4.3.1.2 X-射线衍射谱图的分析
• 4.3.2 色谱柱的比较
• 4.3.2.1 形貌特征
• 4.3.2.2 pH对EOF的影响
• 4.3.2.3 重现性与稳定性
• 4.3.2.4 色谱性能
• 4.3.3 单体浓度对柱A性能的影响
• 4.3.3.1 单体浓度对电渗流的影响
• 4.3.3.2 单体浓度对毛细管形貌的影响
• 4.3.3.3 单体浓度对分离性能的影响
• 4.3.4 黄蝶呤异构体的分离
• 4.3.4.1 pH对分离的影响
• 4.3.4.2 盐浓度对分离的影响
• 4.3.5 苯氧羧酸类除草剂的分离
• 4.3.5.1 pH对分离的影响
• 4.3.5.2 乙腈对分离的影响
• 4.3.5.3 盐浓度对分离的影响
• 4.3.5.4 电压对分离的影响
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 在校期间发表论文