高速逆流色谱PTFE柱的表面修饰及其分离机制研究

本研究基于多巴胺为修饰剂的表面修饰（刻蚀、涂敷和自组装）技术，对HSCCC的PTFE色谱柱内壁进行修饰，使其内壁形成稳定致密的多巴胺聚合物涂层，制备一种新型的HSCCC色谱柱。该HSCCC色谱柱由于内壁具有裸露的羟基，与传统的HSCCC色谱柱相比，在面对复杂样品基质尤其是天然产物样品中结构相似、分配系数相近的化合物时，目标化合物在此色谱柱分离过程中实现了二维色谱（分配色谱、吸附色谱）分离，可提高分离效率。同时，由于裸露羟基活泼的化学性质，通过进一步修饰和改性，为制备多种功能的新型色谱柱奠定基础。在此基础上，选择几种结构相近的目标化合物（黄酮类、萜类）为研究对象，系统研究其色谱行为（分配色谱和吸附色谱），结合化学计量学方法，阐明该新型HSCCC色谱柱的分离规律，揭示其分离机制。本研究对促进HSCCC技术基础研究的发展，为拓展其应用领域和范围具有重要的科学意义。

逆流色谱是在液-液分配色谱的基础上研制开发的一种新型的、连续高效的液-液分配色谱技术，其原理是利用被分离物质在互不相溶的两相溶剂中的分配系数的不同而达到分离。与其他色谱技术（如CC、Pre-HPLC、CE等）不同，其色谱柱只是提供了分离场所，因此机理较单一，在面对复杂样品基质中结构相似、分配系数相近的同类化合物时，分离效果不能令人满意。为解决逆流色谱分离模式单一，在面对复杂样品基质中结构相似、分配系数相近的同类化合物时，分离效果不能令人满意的科学问题，本工作以逆流色谱柱为研究对象，以材料学手段为技术支撑，通过柱子内壁改性，由原来单一的分配机理转变为分配与吸附兼具的双重机理为思路，以新型柱子的制备与分离机理的研究为目标而开展，设计了以下工作方案：基于模仿贻贝粘连蛋白的多巴胺自组装技术对CCC的PTFE色谱柱内壁进行修饰，使其内壁自组装形成稳定致密的多巴胺聚合物涂层，之后以聚多巴胺所具有的邻苯二羟基活化基团为基础，在PTFE柱内壁接枝上具有丰富功能基团和大比表面积的氧化石墨烯制备了一种新型的HSCCC色谱柱。. 通过多种手段对表面修饰后的新型色谱柱进行了表征，发现在PTFE材料表面修饰后，其疏水性会增强，接触角变大，而且溶剂与柱子的润湿性较修饰前有所提高。实际试验结果表明，在相同操作条件下，修饰后色谱柱的固定相保留率较修饰前提高约6%，相应的系统压力也有提高，这是由于溶剂系统与柱子内壁摩擦力增大所致。.选择黄酮和生物碱类化合物做为模板分子，考察涂覆层对模板分子分离行为所带来的影响。对实际样品的分离结果表明：在修饰后的柱子上，化合物的分离度较修饰前有所提高，且出峰时间均推迟，峰强度有明显降低。因此，涂覆层的引入对模板分子的色谱行为产生了较大的影响。主要是由于涂覆层与模板分子之间形成了新的分子间作用力，主要是静电作用，π-π作用和氢键。此外，由于模板分子在两相溶剂系统中的分布不同，也会影响其与涂覆层作用强度。改性后的新型色谱柱再原有的单一分配的基础上增加了以分子间作用力为主的吸附作用并提高了对固定相的保留，从而提高了其分离能力。此工作为逆流色谱的发展提供了一个新的方向，为拓展其应用领域和范围具有重要的科学意义。. 同时，在本基金的支持下，还进行了其他逆流色谱研究，包括逆流色谱溶剂系统添加剂研究，逆流色谱进行天然产物中化合物分离研究等，取得了多项成果。