基于烯基橋聯(lián)反應(yīng)的多分離特性雜化整體柱研究.pdf

1、作為微分離領(lǐng)域核心之一的整體柱技術(shù)，它以其高效的傳質(zhì)性能和卓越的分離性能，日益受到研究者們的重視，已成功應(yīng)用于蛋白質(zhì)組學(xué)，藥用植物學(xué)，代謝組學(xué)等領(lǐng)域。整體柱主要包括有機(jī)基質(zhì)整體柱和硅膠基質(zhì)整體柱兩種，有機(jī)基質(zhì)整體柱雖然種類繁多但是柱床穩(wěn)定性較差，硅膠基質(zhì)整體柱雖然有穩(wěn)定柱床，但是由于表面衍生繁瑣等問(wèn)題，導(dǎo)致硅膠基質(zhì)整體柱種類較少。盡管整體柱的應(yīng)用越來(lái)越廣，但因?yàn)橹牧戏€(wěn)定性和官能團(tuán)多樣性不能統(tǒng)一的，大大限制了整體柱的可持續(xù)發(fā)展。近年出現(xiàn)

2、的結(jié)合有機(jī)整體柱和硅膠整體柱優(yōu)點(diǎn)的簡(jiǎn)單硅膠基質(zhì)雜化整體柱（如乙烯基硅膠雜化整體柱(VTMS整體柱)，巰丙基整體柱等）和聚合物有機(jī)硅膠雜化整體柱在一定程度上能解決柱材料穩(wěn)定性和多樣性結(jié)合問(wèn)題，因此具有很大發(fā)展前景，但是目前這類整體柱相關(guān)研究不多，應(yīng)用也有限，基于這種情況，本文中我們基于雜化技術(shù)展開(kāi)硅基整體柱多元化研究及應(yīng)用。主要內(nèi)容如下:
　　 首先以純硅膠整體柱（TMOS整體柱）為研究對(duì)象，詳細(xì)考察了體系中致孔劑PEG、脲以及溫

3、度對(duì)整體柱結(jié)構(gòu)的影響，我們進(jìn)一步以VTMS雜化整體柱為研究對(duì)象考察了添加有機(jī)硅烷后，制備體系中PEG，脲以及溫度對(duì)整體柱結(jié)構(gòu)的影響?；谏鲜鲅芯拷Y(jié)果，用甲基丙烯酰氧乙基三甲氧基硅烷(γ-MAPS)替代乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)作為前驅(qū)體合成γ-MAPS-TMOS雜化整體柱。相比VTMS雜化整體柱，γ-MAPS-TMOS雜化整體柱表面含有高反應(yīng)活性烯鍵，因而能在更溫和條件下跟其他含烯鍵的化合物進(jìn)行自由基聚合，以及跟含巰基的化合物進(jìn)行巰

4、-烯點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)，從而將各種分子固定到整體柱表面。
　　 酶固定化一直是生化研究者們關(guān)注的焦點(diǎn)，其容易變性的弱點(diǎn)對(duì)固定化基質(zhì)和反應(yīng)提出了很高的要求，本部分中我們采用前一工作中發(fā)展的γ-MAPS-TMOS雜化整體柱作為固定基質(zhì)，通過(guò)巰-烯點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)將胰蛋白酶固定在γ-MAPS整體柱上制成酶微反應(yīng)器，γ-MAPS-TMOS雜化整體柱表面包含的烯鍵為高活性烯鍵，因而能夠在常溫下高效的和酶表面的自由巰基發(fā)生反應(yīng)而將酶鍵合到整體柱表面。

5、最后我們將制備的酶反應(yīng)器應(yīng)用到蛋白的在線酶解中，結(jié)果表明具有較好的酶解效率。
　　 我們發(fā)展了一種以VTMS雜化整體柱為基礎(chǔ)的新型的雙相雜化整體柱，整體柱的前段通過(guò)在VTMS雜化柱預(yù)聚液中添加含磺酸基的高分子單體和引發(fā)劑的方法引入陰離子聚合物，后段為不添加高分子單體的VTMS雜化整體柱，通過(guò)一步法將聚合物有機(jī)硅膠雜化整體柱和VTMS雜化柱無(wú)縫連接在一起，由于后段表面含未反應(yīng)雙鍵，因而可以通過(guò)巰-烯點(diǎn)擊反應(yīng)鍵合不同的功能基。合成的

6、雙相整體柱應(yīng)用于柱上同時(shí)富集、分離堿性化合物。進(jìn)一步蛋白水解物富集分離試驗(yàn)表明該雙相整體柱能夠應(yīng)用于復(fù)雜體系富集與分離的研究。
　　 基于乙烯基雜化整體柱除采用表面衍生的辦法改性表面外，還可以通過(guò)一步法合成得到表面含高分子鏈的聚合物有機(jī)硅膠雜化整體柱，但是通常添加單體性質(zhì)對(duì)整體柱孔結(jié)構(gòu)形成具有影響，本章以水溶性可離子化單體為對(duì)象，研究了添加不同性質(zhì)單體時(shí)，在保證整體柱形成良好孔結(jié)構(gòu)的前提下，影響單體添加量的決定性因素，研究結(jié)果表

7、明，對(duì)于強(qiáng)酸性單體和磺酸基兩性離子單體在中性鹽的狀態(tài)下有利于增加單體添加量，與之不同的是季銨類單體則在酸性較強(qiáng)的條件下有利單體的添加。通常水解酸為弱酸，因此弱酸單體可以以水解酸的身份大量的添加到預(yù)聚合液中。弱堿性單體添加規(guī)律受多種條件的綜合影響。通過(guò)這些規(guī)律的研究使得我們能夠可控地制備此類雜化整體柱，也為其他類型聚合物有機(jī)硅膠雜化整體柱制備提供參考。
　　 兩性離子由于其強(qiáng)親水性一直備受研究者們的關(guān)注，基于兩性離子單體，目前已經(jīng)

8、發(fā)展了多種有機(jī)基質(zhì)的親水整體柱，但是親水分離中高濃度有機(jī)相常常容易導(dǎo)致有機(jī)柱的溶脹。在第五章中我們以磺酸基兩性離子單體（N，N-二甲基-N-甲基丙烯酰胺基丙基-N，N-二甲基-N-丙烷磺酸內(nèi)鹽，DMMPPS）為添加單體合成了poly(DMMPPS)有機(jī)硅膠雜化整體柱，與有機(jī)基質(zhì)相比這種雜化基質(zhì)能在高濃度有機(jī)相中保持更好的機(jī)械穩(wěn)定性。在本章中對(duì)poly(DMMPPS)有機(jī)硅膠雜化整體柱進(jìn)行了詳細(xì)的親水性評(píng)價(jià)，并應(yīng)用于酸性、堿性、中性小分子