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酰胺型二氧化硅纳米粒子的制备及其在毛细管电泳电色谱分离带电化合物和中性化合物中的应用 摘要：一种新颖的两亲性二氧化硅纳米粒子成功制备，其表面键合了辛酰基氨丙基，粒径在0-250nm之间，我们通过元素分析，傅里叶红外变换光谱表征其特征。这种酰胺型二氧化硅纳米粒子可以作为伪固定相用在毛细管电色谱中分离芳香族酸，碱和中性化合物。五种芳香酸在最佳实验条件下电渗流驱动下向同一方向迁移，并得到高效分离。运行缓冲液由40%甲醇，10mM pH值为5.5的磷酸盐缓冲液，1.0mg/mL酰胺型纳二氧化硅米粒子（OA-NPs）构成。在这种缓冲液运行下，碱性化合物得到基线分离，且峰型相对对称。由于极性酰胺基存在OA-NPs表面，发生在带电荷的碱性分析物和毛细管柱上的硅醇间的硅羟基解离效应必然受到抑制。因而，这种新合成的功能化的二氧化硅纳米粒子能用来分离中性化合物，且分离效果很好。 关键词：毛细管电泳电色谱，纳米粒子，制备，伪固定相 1引言 纳米粒子作为化学中最吸引人前沿物质由于其适用性，新颖性和多样性已广泛应用到很多领域。在过去十年，纳米粒子由于其在催化，生物模型设计，生物标记，传感，光学和光电学中的广泛应用得到活跃研究。就纳米粒子在分离科学中的应用，其特殊兴趣集中于作为伪固定相在毛细管电色谱中的应用。具有大表面积的固定相与电渗流系统相结合具有高效分离的潜能。应用于毛细管电色谱中的纳米粒子主要包括聚合物纳米粒子，金纳米粒子，分子印迹聚合物纳米粒子，聚合物，二氧化硅纳米粒子等。我们知道，1989年瓦林福德和尤因最先把纳米粒子应用到毛细管电色谱中。他们用磺化的聚合物纳米粒子分离了五种磺化的邻苯二芬胺。Neiman等人制备了中性和两亲性的有机物修饰的硅溶胶并用他们分离芳香酸和它们的同分异构体。另外两个人用化学的方法修饰了二氧化硅纳米粒子，其粒径大约为500nm，并用这种纳米粒子分离了多环芳烃和萘的衍生物。外面涂覆聚乙二醇的聚苯乙烯乳液纳米粒子可以用来分离DNA。 功能化的二氧化硅纳米粒子可以用多种方法制备，如化学气相沉积法，电喷射法，微乳液法。例如，Bagwe等人报导的二氧化硅纳米粒子油包水的微乳液法制备，然后通过四乙氧基硅烷与各种有机硅烷共水解进行表面修饰。最近几年带有不同官能团的纳米粒子如带有羧基，氨基，磷酸酯，聚乙二醇，十八基的纳米粒子已成功合成。 最近，我们制备了一种新颖的两亲性二氧化硅纳米粒子，其表面键合了辛酰基和氨丙基，并用它分离不同的化合物。在这篇文章中我们延伸了合成功能化纳米粒子的合成策略。用一个很相似的方法，合成了粒径为250nm拥有两亲性的酰胺基嵌入疏水性的烃基表面的二氧化硅纳米粒子。当把它用作毛细管电色谱中的伪固定相，获得了独特运行缓冲溶液pH对电渗流的影响曲线图。当运行缓冲溶液的pH较低时，五种芳香酸迁移方向与电渗流方向一致，在八分钟内实现基线分离。很强的基础化合物在传统的毛细管区带电泳模式下不能实现基线分离并获得相对匀称的峰型，因为动态吸附涂料的存在能减弱分析物与毛细管内壁残留的硅羟基的相互作用。因而，两亲性二氧化硅纳米粒子能用来分离某些中性溶质，并提高其分离度。 2材料和方法 2.1化学药品和试剂 对甲基苯磺酸，对氨基苯磺酸，水杨酸，苯甲酸，对硝基苯甲酸，苯胺，吡啶，硫脲，邻苯二甲酸二甲脂，邻苯二甲酸二乙酯，邻苯二甲酸二丁酯等均从天津科威化工公司购买（中国天津）。甲醇，磷酸，氢氧化钠，磷酸二氢钠，乙腈，盐酸等购买于天津康科德公司（中国天津）。氨丙基三乙氧基硅烷（99%）购买于天津国泰华荣化工新材料有限公司（中国江苏，张家巷）。氨丙基修饰的二氧化硅纳米粒子由陈海明硕士用电喷射的方法制备（天津大学药学院）。所有试验使用双重去离子水。 把一定量的磷酸二氢钠溶解在双重蒸馏水中，然后用0.1mol/L的氢氧化钠或1.0 mol/L的磷酸调节到大约pH。所有溶液使用前均用0.45μm的尼龙布过滤并用超声波清洗器脱气。石英玻璃毛细管规格75μm i.d ×375μm o.d（中国河北，河北永年锐沣色谱器件有限公司）。在使用之前分别用甲醇，双重蒸馏水，1M氢氧化钠，双重蒸馏水，0.1M盐酸，双重蒸馏水和运行缓冲溶液冲洗半小时。 2.2仪器 所有毛细管电色谱试验均在TH-300高效液相-毛细管电泳仪（中国，河北，保定天惠仪器）上进行。一个KH-50B超声波清洗仪（江西，昆山禾创仪器有限公司）用来混合缓冲液。XL30型扫描电镜（Phililps公司，Netherland）和G2 F20型透射电镜用来研究纳米粒子的形态和尺寸。傅里叶变换变换红外光谱4000-400cm-1（FTIR，Magna-560红外光谱仪，Nicolet，美国）分析来表征纳米粒子的化学结构。元素分析仪（Tucson，AZ，USA）用来表征纳米粒子C，H，N含量。电渗流用硫脲