一種β-環(huán)糊精改性的金納米粒子/硅膠手性固定相及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種液相色譜手性固定相及其制備方法，具體地說，是提供一種制備β-環(huán)糊精改性的金納米粒子/硅膠手性固定相及其制備方法。

背景技術(shù)：
液相色譜法是拆分對映體的有效手段，目前市場已經(jīng)開發(fā)了多種類型的手性固定相。按照固定相的結(jié)構(gòu)分類,大致可以分為Pirkle型手性固定相,超分子類手性固定相,多糖類手性固定相,大環(huán)抗生素類手性固定相,蛋白質(zhì)類手性固定相,配體交換型手性固定相,分子印跡手性固定相,聚合物型手性固定相等。這些固定相都是將各種手性選擇劑通過涂敷或者鍵合的方法固定于基質(zhì)表面。納米技術(shù)的發(fā)展為色譜固定相的發(fā)展帶來新的契機(jī)。由于納米材料比表面積大，傳質(zhì)效率高，在分離科學(xué)領(lǐng)域表現(xiàn)出優(yōu)異的分離選擇性和分離效率。目前，一大批納米材料(包括富勒烯、碳納米管、聚合物球、金屬氧化物和銀納米粒子等)作為一種分離介質(zhì)，已經(jīng)被成功的用于離子色譜、毛細(xì)管電泳、毛細(xì)管電色譜、氣相色譜、微芯片電泳等領(lǐng)域，并且表現(xiàn)出優(yōu)異的分離選擇性和分離效率。Dun等(H.J.Duan,etal,AnalyticalChemistry,76(2004)5016-5023)將納米氧化鋯層層自組裝在硅膠表面作液相色譜固定相，獲得規(guī)則的填料形貌，用于正相色譜分離。該固定相比表面積大，可以耐酸堿，化學(xué)穩(wěn)定性好，并且滲透性好，分析物的分離效果和分離選擇性得到極大地改善。Weng等(X.X.Weng,etal,Electrophoresis,27(2006)3129-3135)將牛血清白蛋白鍵合在碳納米管上作芯片毛細(xì)管電色譜固定相，快速高效的分離了色氨酸對映體。Moliner-Martinez(Y.M.Martinez,etal,Electrophoresis,28(2007)2573-2579)用手性選擇劑對碳納米管改性后用作準(zhǔn)固定相，基線分離了克洛倫特和麻黃堿對映體。由此可見，由于納米顆粒的尺寸效應(yīng)，將納米材料引入到固定相中，固定相的手性拆分能力會得到顯著提高。盡管如此，目前將納米材料引入液相色譜固定相的種類還很有限，因此，對此類手性固定相的制備和和應(yīng)用研究具有重要的意義，將為開發(fā)新的手性固定相開辟新的路徑。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
鑒于上述，本發(fā)明的目的旨在提供用于液相色譜分離的一種β-環(huán)糊精改性的金納米粒子/硅膠手性固定相及其制備方法。這是一種新型的分離材料，這種材料結(jié)構(gòu)新穎，分離效率高，分離選擇性好，其制備方法簡單可靠，可以用于手性分離。為實現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種β-環(huán)糊精改性的金納米粒子/硅膠手性固定相，其結(jié)構(gòu)通式為：其中，●-代表金納米顆粒，-代表β-環(huán)糊精。本發(fā)明提供的另一技術(shù)方案為制備β-環(huán)糊精改性的金納米粒子/硅膠手性固定相的制備方法，包括如下步驟：1)巰基基團(tuán)衍生的β-環(huán)糊精的制備將β-環(huán)糊精和濃度為2～4mol/L氫氧化鈉水溶液充分混合，氫氧化鈉用量為β-環(huán)糊精質(zhì)量的35～45％，然后將對甲苯磺酰氯逐滴加入混合液，對甲苯磺酰氯與β-環(huán)糊精質(zhì)量比為1:4～8，在冰浴下反應(yīng)4-8小時，然后過濾，調(diào)節(jié)pH至中性，重結(jié)晶，干燥，即得苯甲酰化的β-環(huán)糊精；將質(zhì)量比為1:1～1.5的苯甲?；摩?環(huán)糊精與衍生試劑溶解在甲醇/水的混合液中，甲醇/水的體積比為4:1，每克苯甲酰化的β-環(huán)糊精所需甲醇/水溶液為50～80mL，反應(yīng)40～60小時，抽濾，用10％的氫氧化鈉水溶液溶解抽濾后所得固體，50℃下攪拌5～7小時，調(diào)節(jié)pH至2左右，最后加入三氯乙烯；每克衍生試劑加入三氯乙烯的量為2～5mL，攪拌24～36小時，抽濾，重結(jié)晶，即得巰基基團(tuán)衍生的β-環(huán)糊精。2)氨基硅膠的制備將直徑3～10μm硅膠分散于無水甲苯中，加入氨基硅烷，在氮氣保護(hù)下，攪拌回流12-24小時，然后過濾，依次用二氯甲烷，丙酮，甲醇洗滌，干燥，即得氨基硅膠；其中，每克硅膠所需無水甲苯劑量為10～50mL，每克硅膠所需氨基硅烷劑量為0.5～1.5mL。3)金納米粒子在硅膠表面的形成將氨基硅膠分散在0.01～0.05％的氯金酸水溶液中，加熱到沸騰，然后快速加入0.5～2％的還原劑水溶液，反應(yīng)10～40min后冷卻到室溫；此過程重復(fù)2～3次即得金納米粒子包覆的硅膠；其中，每克氨基硅膠所需氯金酸水溶液劑量為20～50mL，每克氯金酸所需還原劑劑量為2～5g。4)β-環(huán)糊精改性的金納米粒子/硅膠固定相將金納米粒子包覆的硅膠分散于N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入質(zhì)量濃度為0.2-1.0％巰基基團(tuán)衍生的β-環(huán)糊精的N,N-二甲基甲酰胺溶液，反應(yīng)24-48小時，過濾，依次用N,N-二甲基甲酰胺、超純水清洗，干燥，即得β-環(huán)糊精改性的金納米粒子/硅膠固定相；其中每克金納米粒子包覆的硅膠所需N,N-二甲基甲酰胺劑量為10-30mL，每克金納米粒子包覆的硅膠所需巰基基團(tuán)衍生的β-環(huán)糊精劑量為0.5-1.0g。每克衍生試劑對應(yīng)的10％氫氧化鈉水溶液的用量為20-40mL。所述衍生試劑為硫脲。所述氨基硅烷為氨丙基三甲氧基硅烷或氨丙基三乙氧基硅烷。所述硅膠為球形硅膠，孔徑為10～50nm，比表面積為300-500m2/g。所述還原劑為檸檬酸三鈉。所述的金納米粒子為球形，粒徑為10-50nm。本發(fā)明具有如下優(yōu)點：1.結(jié)構(gòu)新穎。本發(fā)明合成的固定相以硅膠為核，金納米粒子為殼，β-環(huán)糊精為功能基團(tuán)。由于納米粒子的尺寸效應(yīng)，因此可以顯著增強(qiáng)固定相的手性拆分能力。2.制備簡單，應(yīng)用范圍廣。本發(fā)明產(chǎn)品原料來源廣泛、反應(yīng)條件溫和、成本較低；固定相制備過程簡單可靠，廣泛用于各種手性物質(zhì)的分離，具有一定的實用價值。附圖說明圖1，金納米顆粒透射電鏡圖。圖2，硅膠的透射電鏡圖。圖3，β-環(huán)糊精改性的金納米粒子/硅膠固定相的透射電鏡圖。圖4，應(yīng)用制得的固定相分離一對黃烷酮對映體的色譜分離圖。圖5，應(yīng)用制得的固定相分離一對布比卡因?qū)τ丑w的色譜分離圖。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但本發(fā)明并不限于以下實施例。所述方法如無特別說明均為常規(guī)方法。所述原材料如無特別說明均能從公開商業(yè)途徑而得。本發(fā)明的制備β-環(huán)糊精改性的金納米粒子/硅膠手性固定相的方法，包括如下步驟：1)巰基基團(tuán)衍生的β-環(huán)糊精的制備將β-環(huán)糊精和濃度為2～4mol/L氫氧化鈉水溶液充分混合，氫氧化鈉水溶液用量為β-環(huán)糊精質(zhì)量的35～45％，然后將對甲苯磺酰氯逐滴加入混合液，對甲苯磺酰氯與β-環(huán)糊精質(zhì)量比為1:4～8，在冰浴下反應(yīng)4-8小時，然后過濾，調(diào)節(jié)pH至中性，重結(jié)晶，干燥，即得苯甲?；摩?環(huán)糊精；將質(zhì)量比為1:1～1.5的苯甲?；摩?環(huán)糊精與衍生試劑溶解在甲醇/水的混合液中，甲醇/水的體積比為4:1，每克苯甲?；摩?環(huán)糊精所需甲醇/水溶液為50～80mL，反應(yīng)40～60小時，抽濾，用10％的氫氧化鈉水溶液溶解抽濾后所得固體，50℃下攪拌5～7小時，調(diào)節(jié)pH至2左右，最后加入三氯乙烯；每克衍生試劑加入三氯乙烯的量為2～5mL，攪拌24～36小時，抽濾，重結(jié)晶，即得巰基基團(tuán)衍生的β-環(huán)糊精。所述衍生試劑為硫脲；每克衍生試劑對應(yīng)的10％的氫氧化鈉用量為20-40mL。2)氨基硅膠的制備將直徑3～10μm硅膠分散于無水甲苯中，加入氨基硅烷，在氮氣保護(hù)下，攪拌回流12-24小時，然后過濾，依次用二氯甲烷，丙酮，甲醇洗滌，干燥，即得氨基硅膠；其中，每克硅膠所需無水甲苯劑量為10～50mL，每克硅膠所需氨基硅烷劑量為0.5～1.5mL。3)金納米粒子在硅膠表面的形成將氨基硅膠分散在0.01～0.05％的氯金酸水溶液中，加熱到沸騰，然后快速加入0.5～2％的還原劑水溶液，反應(yīng)10～40min后冷卻到室溫；此過程重復(fù)2～3次即得金納米粒子包覆的硅膠；其中，每克氨基硅膠所需氯金酸水溶液劑量為20～50mL，每克氯金酸所需還原劑劑量為2～5g；所述還原劑為檸檬酸三鈉。4)β-環(huán)糊精改性的金納米粒子/硅膠固定相將金納米粒子包覆的硅膠分散于N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入質(zhì)量濃度為0.2-1.0％巰基基團(tuán)衍生的β-環(huán)糊精的N,N-二甲基甲酰胺溶液，反應(yīng)24-48小時，過濾，依次用N,N-二甲基甲酰胺、超純水清洗，干燥，即得β-環(huán)糊精改性的金納米粒子/硅膠固定相；其中每克金納米粒子包覆的硅膠所需N,N-二甲基甲酰胺劑量為10-30mL，每克金納米粒子包覆的硅膠所需巰基基團(tuán)衍生的β-環(huán)糊精劑量為0.5-1.0g。針對上述制備方法，下面列舉實施例進(jìn)行具體說明。實施例11).巰基基團(tuán)衍生的β-環(huán)糊精的制備將30.0gβ-環(huán)糊精加入150mL2.0mol/L的氫氧化鈉水溶液，充分?jǐn)嚢?，然后?.0g對甲苯磺酰氯逐滴加入混合液，在冰浴下反應(yīng)6小時，然后過濾，用鹽酸調(diào)節(jié)pH至中性，用水重結(jié)晶，干燥，即得苯甲?；摩?環(huán)糊精；將5.0g苯甲?；摩?環(huán)糊精與6.0g硫脲溶解在250mL甲醇/水(體積比為4:1)的混合液中，反應(yīng)50小時，抽濾，用180mL10％的氫氧化鈉水溶液溶解抽濾所得固體，在50℃下攪拌6小時，用鹽酸調(diào)節(jié)pH至2左右，最后加入18mL三氯乙烯，攪拌30小時，抽濾，用純水重結(jié)晶，即得巰基基團(tuán)衍生的β-環(huán)糊精。2).氨基硅膠的制備硅膠為球形硅膠，直徑為5μm，孔徑為10nm，比表面積380m2/g。將3g硅膠分散于30mL無水甲苯中，加入2.5mL氨丙基三甲氧基硅烷，在氮氣保護(hù)下，攪拌回流24小時。然后用沙芯漏斗過濾，依次用二氯甲烷，丙酮，甲醇洗滌，放置在真空干燥箱中于60℃干燥12小時，即得氨基硅膠。3).金納米粒子在硅膠表面的形成將3g氨基硅膠分散在100mL0.03％的氯金酸水溶液中，加熱到沸騰，然后快速加入1.5％的檸檬酸三鈉水溶液6mL，反應(yīng)20min后冷卻到室溫。此過程重復(fù)3次即得金納米粒子包覆的硅膠。4).β-環(huán)糊精改性的金納米粒子/硅膠固定相的合成將3g金納米粒子包覆的硅膠分散于50mLN,N-二甲基甲酰胺中，然后加入質(zhì)量濃度為1.0％巰基基團(tuán)衍生的β-環(huán)糊精的N,N-二甲基甲酰胺溶液200mL，反應(yīng)36小時，過濾，用N,N-二甲基甲酰胺、超純水清洗，干燥，即得β-環(huán)糊精改性的金納米粒子/硅膠固定相。實施例21).巰基基團(tuán)衍生的β-環(huán)糊精的制備將72gβ-環(huán)糊精加入200mL4.0mol/L的氫氧化鈉水溶液，充分?jǐn)嚢?，然后?.0g對甲苯磺酰氯逐滴加入混合液，在冰浴下反應(yīng)8小時，然后過濾，用鹽酸調(diào)節(jié)pH至中性，用水重結(jié)晶，干燥，即得苯甲?；摩?環(huán)糊精；將8.0g苯甲?；摩?環(huán)糊精與12.0g硫脲溶解在640mL甲醇/水(體積比為4:1)的混合液中，反應(yīng)60小時，抽濾，用480mL10％的氫氧化鈉水溶液溶解抽濾所得固體，在50℃下攪拌7小時，用鹽酸調(diào)節(jié)pH至2左右，最后加入60mL三氯乙烯，攪拌36小時，抽濾，用純水重結(jié)晶，即得巰基基團(tuán)衍生的β-環(huán)糊精。2).氨基硅膠的制備硅膠為球形硅膠，直徑為10μm，孔徑為50nm，比表面積300m2/g。將4g硅膠分散于200mL無水甲苯中，加入6mL氨丙基三甲氧基硅烷，在氮氣保護(hù)下，攪拌回流24小時。然后用沙芯漏斗過濾，依次用二氯甲烷，丙酮，甲醇洗滌，放置在真空干燥箱中于60℃干燥12小時，即得氨基硅膠。3).金納米粒子在硅膠表面的形成將4g氨基硅膠分散在200mL0.05％的氯金酸水溶液中，加熱到沸騰，然后快速加入2％的檸檬酸三鈉水溶液25mL，反應(yīng)40min后冷卻到室溫。此過程重復(fù)3次即得金納米粒子包覆的硅膠。4).β-環(huán)糊精改性的金納米粒子/硅膠固定相的合成將2g金納米粒子包覆的硅膠分散于60mLN,N-二甲基甲酰胺中，然后加入質(zhì)量濃度為0.6％巰基基團(tuán)衍生的β-環(huán)糊精的N,N-二甲基甲酰胺溶液180mL，反應(yīng)24小時，過濾，依次用N,N-二甲基甲酰胺、超純水清洗一遍，干燥，即得β-環(huán)糊精改性的金納米粒子/硅膠固定相。實施例31).巰基基團(tuán)衍生的β-環(huán)糊精的制備將30.0gβ-環(huán)糊精加入90mL3.0mol/L的氫氧化鈉水溶液，充分?jǐn)嚢?，然后?.5g對甲苯磺酰氯逐滴加入混合液，在冰浴下反應(yīng)4小時，然后過濾，用鹽酸調(diào)節(jié)pH至中性，用水重結(jié)晶，干燥，即得苯甲?；摩?環(huán)糊精；將4.0g苯甲?；摩?環(huán)糊精與4.0g硫脲溶解在260mL甲醇/水(體積比為4:1)的混合液中，反應(yīng)40小時，抽濾，用80mL10％的氫氧化鈉水溶液溶解抽濾所得固體，在50℃下攪拌5小時，用鹽酸調(diào)節(jié)pH至2左右，最后加入8mL三氯乙烯，攪拌24小時，抽濾，用純水重結(jié)晶，即得巰基基團(tuán)衍生的β-環(huán)糊精。2).氨基硅膠的制備硅膠為球形硅膠，直徑為3μm，孔徑為30nm，比表面積500m2/g。將4g硅膠分散于100mL無水甲苯中，加入2mL氨丙基三乙氧基硅烷，在氮氣保護(hù)下，攪拌回流24小時。然后用沙芯漏斗過濾，依次用二氯甲烷，丙酮，甲醇洗滌一遍，放置在真空干燥箱中于60℃干燥12小時，即得氨基硅膠。3).金納米粒子在硅膠表面的形成將4g氨基硅膠分散在80mL0.01％的氯金酸水溶液中，加熱到沸騰，然后快速加入0.5％的檸檬酸三鈉水溶液3.2mL，反應(yīng)15min后冷卻到室溫。此過程重復(fù)3次即得金納米粒子包覆的硅膠。4).β-環(huán)糊精改性的金納米粒子/硅膠固定相的合成將2g金納米粒子包覆的硅膠分散于40mLN,N-二甲基甲酰胺中，然后加入質(zhì)量濃度為0.5％巰基基團(tuán)衍生的β-環(huán)糊精的N,N-二甲基甲酰胺溶液200mL，反應(yīng)24小時，過濾，依次用N,N-二甲基甲酰胺、超純水清洗一遍，干燥，即得β-環(huán)糊精改性的金納米粒子/硅膠固定相。上述制備的該β-環(huán)糊精改性的金納米粒子/硅膠固定相的結(jié)構(gòu)確認(rèn)結(jié)果如下：圖1清楚的顯示了金納米顆粒的整體形貌和顆粒尺寸。金納米顆粒為橢球形，粒度分布比較均勻，大約在8～15nm左右，分散性比較好，沒有出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象。圖2和圖3指示了硅膠和包裹金納米顆粒后的表面形貌，從圖2中看出，硅膠表面比較光滑；但包裹了金納米顆粒后，圖3中的硅膠邊緣明顯堆積了許多納米顆粒，表明硅膠表面的金納米顆粒層已經(jīng)形成。表1為β-環(huán)糊精改性的金納米粒子/硅膠固定相的元素分析表，從表1中元素分析結(jié)果也可以看到氨丙基三甲氧基硅烷修飾后硅膠的碳含量增加，表明氨丙基三甲氧基硅烷成功的被修飾于硅膠表面。而鍵合了β-環(huán)糊精的固定相發(fā)現(xiàn)硫的含量從無到有，這應(yīng)該是引入硫脲后的結(jié)果，因此這些都清楚的表明β-環(huán)糊精改性的金納米粒子/硅膠固定相成功的被制備；表1，β-環(huán)糊精改性的金納米粒子/硅膠固定相的元素分析表。實施例4用所得到的β-環(huán)糊精改性的金納米粒子/硅膠固定相，勻漿法填充于長150mm，內(nèi)徑為4.6mm的不銹鋼柱子中，得到的色譜柱用于分析分離樣品。應(yīng)用例1用實施例4所制備的色譜柱，分離了一對黃烷酮對映體。圖4為其色譜分離結(jié)果。色譜條件為:乙腈/醋酸-三乙胺(1％)溶液(1％的三乙胺水溶液滴加醋酸調(diào)節(jié)pH為5.04)(30/70,v/v)，等度洗脫；流速為1.0mL/min；檢測波長254nm。應(yīng)用例2用實施例4所制備的色譜柱，分離了一對布比卡因?qū)τ丑w。圖5為其色譜分離結(jié)果。色譜條件為:甲醇/醋酸-三乙胺(1％)水溶液(1％的三乙胺水溶液滴加醋酸調(diào)節(jié)pH為4.98)，(25/75,v/v)，等度洗脫；流速為1.0mL/min；檢測波長215nm。圖4和圖5說明，本發(fā)明提供的β-環(huán)糊精改性的金納米粒子/硅膠固定相，對于手性物質(zhì)的分離，具有很強(qiáng)的拆分能力。上述事實例僅是為了清楚的說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定，這里無法對所有的實施方式予以舉例。凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。