高容量、极性可控的新型固定相制备方法及其应用研究

新型色谱分离介质的开发是提高色谱分离效率和分离选择性的关键。现有分离材料的吸附容量低、表面极性难以调控是其主要缺点。本项目结合项目组前期研究工作，采用原子基团转移聚合技术，将聚（4-磺酸基苯乙烯）等多种功能聚合物以及极性-非极性嵌段聚合物高密度地修饰于大孔硅胶基体表面,建立高吸附容量、极性可控、具有选择性的分离介质的制备新方法。该项目的实施为高性能色谱分离材料的制备提供了一种新思路，期望以高吸附容量、极性可控的分离介质解决生物样品和中药大规模制备及选择性分离中面临的问题，在医药、化工、生物工程等领域复杂成分的选择性分离中具有广阔的应用前景。

本项目经过了三年时间的研究，完成了计划任务书规定的所有内容，主要研究工作如下：. 在单分散树脂表面采用原子转移自由基聚合技术（ATRP）修饰高密度聚乙烯基四唑和丙烯酸，详细研究了其吸附选择性、吸附容量、吸附动力学、吸附热力学，表明所合成的两种分离材料，吸附容量是普通材料的2-3倍以上，通过控制键合量可以选择性分离强极性化合物，实现了生物大分子和核苷酸的分离，取得了很好的效果。在硅胶表面键合引发剂，以引发剂自组装分子层为模板，研究6-O-甲基丙烯酰基-1，2，3，4-双-O-亚异丙基-a-D-吡喃半乳糖、β-环糊精、N-烯丙基葡萄糖酰胺，以N-异丙基丙烯酰胺，甲基丙烯酸-2-羟基-3-(4羟甲氧基-1,2,3-三唑)酯等各种功能单体的聚合物刷型分离材料的制备条件。研究溶剂种类、单体和催化剂用量、反应温度和时间等对聚合物组织性能的影响，通过研究吸附选择性、吸附容量、吸附动力学、吸附热力学等获得制备工艺-组织结构-吸附性能等之间的相互影响关系，实验结果表明所制备的系列材料吸附容量是普通材料的2-3倍，通过调节嵌段聚合物中苯乙烯的含量，达到调控聚合物分子刷极性从强到弱的目的，即得到极性从弱到强的极性吸附分离介质，满足成分极性变化范围大的中药等复杂体系分离的要求。详细考察了系列材料在强极性化合物、酸性化合物和在中药成分分离中的应用，取得了非常好的效果。通过该项目的实施，扩展吸附材料的制备方法，制备了一些列不同极性、吸附容量大的分离材料，为基因工程药物、中药全组分的高效分离奠定基础。为我国分离材料的研制提供了一条新的解决办法，具有广阔的应用前景。. 该项目实施期间，在国内外核心期刊如：《Talanta》、《Anal. Bioanal. Chem》、《J.Appl. Polym. Sci.》、《Chin. J. Chem.》、《化学学报》和《高等学校化学学报》等发表论文18篇，其中SCI收录13篇，申请专利1项，培养中青年学术骨干4人，培养研究生12人，获宁夏科技进步二等奖1项（第一），获宁夏自然科学优秀论文一等奖1项，获优秀硕士论文指导教师2次。所发表的论文被国外同行学者引用近50次，并多次收到参加国际学术会议的邀请，为《Talanta》等国际学术期刊评审稿件30余篇。