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色谱分离精度高,操作简便,广泛应用于生物物质的分离和纯化。随着生物产业的发展,生物产品日益增多,对色谱技术提出了更高的要求。整体柱作为一种新型色谱介质,相对于传统的填充柱,具有高效快速、高通量、低背压的特点;整体柱的分离优越性取决于其内部结构,理想的内部结构应具有规则的三维网络骨架和规则的孔结构,而现有的致孔技术很难实现。胶体晶体具有制备简单、结构三维有序,胶体颗粒粒径大小可调等优点,使其成为合成三维有序孔材料的良好模板。本文利用胶体晶体为模板,制备了具有规则有序孔结构的二氧化硅多孔材料、硅胶整体柱以及聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA-EDMA)有机整体柱,并对其色谱分离性能进行了表征。
首先,采用无皂乳液聚合法合成聚苯乙烯胶体颗粒,利用抽滤法制备聚苯乙烯胶体晶体,并以此为模板采用溶胶-凝胶法制备出具有反蛋白石结构的二氧化硅大孔材料;同时,利用此技术在不锈钢色谱柱中合成硅胶整体柱。结果表明:二氧化硅大孔材料,较好的复制了模板的有序结构,孔径均一,排列规则,彼此连通,孔隙率为86.09%。硅胶整体柱具有规则的孔道结构、较高抗压能力以及高渗透性能,表明胶体晶体模板法是合成高性能整体柱介质的简便、可控方法。
其次,采用st(o)ber法合成粒径约为450 nm的二氧化硅胶体颗粒,然后以二氧化硅制备的胶体晶体为模板,合成GMA-EDMA弱阴离子整体柱,并对其色谱分离性能进行了表征。结果表明:GMA-EDMA整体柱具有较高的渗透性能和良好的传质能力;在180 cm/h的流速下,对牛血清蛋白(BSA)的动态吸附容量为37.0 mg/ml,理论板当量高度为3.28 mm;对BSA和IgG(免疫球蛋白G)10 min可实现基线分离;整体柱的非特异性吸附小,稳定性高。