磁性纳米固定相毛细管电色谱分离系统研究

毛细管电色谱中流动相以电渗流驱动，反压极小，使得采用表面改性的核壳结构二氧化硅/磁性纳米颗粒作为固定相成为可能。表面化学修饰后的磁性纳米固定相可以实现毛细管电色谱不同分离模式的功能。以电磁炮产生的强大磁场为推动力制备磁性纳米固定相毛细管电色谱填充柱，将磁性纳米粒子的极高比表面积与毛细管电色谱分离快速等优点相结合，使柱容量和柱效得到极大地提高。磁性纳米粒子在磁场中具有定向分布的特点，在外加磁场作用下可以定向磁涂覆于毛细管内壁，形成一定厚度的纳米粒子固定相床层，依此构建磁性纳米固定相动态磁涂覆开管毛细管电色谱系统。样品离子在毛细管电色谱柱中运动时切割磁力线产生的局部微电磁场，能够引发独特的电磁协同作用，并产生峰压缩效应。构建磁性纳米固定相多维毛细管电色谱系统，实现对蛋白质、多肽等复杂生物样品的高峰容量、高效快速分离。

色谱柱是色谱技术的核心，而固定相的研究则是各种色谱方法赖以建立和发展的基础。色谱技术的每一次革命性创新都与色谱填料基质的改进密切相关。本项目利用磁性纳米颗粒的磁性质和极大的比表面积，结合外加磁场的作用，发展了动态磁涂覆纳米固定相开管毛细管电色谱柱制备方法，并构建了多种动态磁涂覆纳米固定相开管毛细管电色谱系统。混合固定相和连续二维毛细管电色谱系统的柱效分别高达480,000塔板数/m和420,000塔板数/m，系统的柱内重复性和柱间重复性良好，RSD分别低于1.65 %和10.20 %。这一制备方法可有效延长色谱柱使用寿命，在复杂样品分析中显示出巨大潜力。.综合考虑溶质在二维毛细管电色谱中迁移过程所受到的各种广义力的作用，从理论上得到一元有机弱酸在连续二维毛细管电色谱中的输运方程，以及等度洗脱条件下溶质在混合固定相和连续二维毛细管电色谱中的输运方程。基于等度洗脱下的模型，进一步得到梯度洗脱条件下溶质在混合固定相和连续二维毛细管电色谱中的输运方程。通过实验验证分离场强、毛细管(有效)长度、缓冲液pH值、离子强度和有机调节剂浓度等对溶质输运过程的影响规律。基于等度洗脱和梯度洗脱条件下，溶质在混合固定相毛细管电色谱系统中的输运方程，以芳香族有机酸的混合物为样品，通过实验验证混合固定相配比对电渗流和溶质迁移速度的影响，预测二元台阶梯度洗脱下溶质保留时间随离子强度、有机调节剂浓度和pH值等操作条件的变化趋势，为二维色谱系统的分析方法发展奠定理论基础。