离子液体对胶束和微乳微结构的影响及其在电动色谱中的应用研究

论文摘要

电动色谱可同时分离带电与中性物质、亲水和亲脂性物质。以绿色溶剂著称的离子液体（IL）,是一类熔点接近或低于室温的熔融盐[1]。近年来,IL以可忽略的蒸气压、热稳定性好和良好的电导性等特点而受人类关注。因其独特的物理化学性质,IL应用最多的领域要属毛细管电泳（CE）[2]。目前,IL在区带毛细管电泳（CZE）中应用及分离机理研究很成熟;IL运用到胶束电动色谱（MEKC）中的报道居多,但大多集中在优化实验条件改善分离效果,IL改善MEKC分离机理的研究还不够深入,未见IL对胶束体系微观结构影响的报道;IL影响微乳液的特性报道较多,但IL应用于微乳毛细管电动色谱（MEEKC）的文献报告较少,IL改善MEEKC分离机理的研究不够深入,也未见IL对微乳体系微观结构影响的报道。鉴于此,本学位论文从离子液体对电动色谱胶束和微乳微结构的影响来考察其分离机理。论文共分为三个部分:1.考察了离子液体对胶束电动色谱胶束微结构以及分离效果的影响。研究表明,离子液体使胶束的表面电荷密度变小、粒径变大及其胶束内核极性增大。以泼尼松、氢化可的松和泼尼松龙为分析对象,十二烷基硫酸钠（SDS）胶束体系不能实现氢化可的松与泼尼松龙的分离,在SDS-离子液体混合介质中（20 mmol/L SDS-10 mmol/L 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐-50 mmol/L硼酸-硼砂缓冲液pH 8.4）,三种物质于17 min内达到基线分离。各组分在2100 mg/L范围内呈良好的线性关系,检出限分别为1.0、1.1和1.0 mg/L （S/N=3）。用于化妆品样品的测定,回收率在95.1～117%。该法样品处理简便、快速、准确、重复性好,可用于化妆品的质量监控。2.考察了离子液体对微乳电动色谱微乳微结构以及分离效果的影响。研究表明,离子液体使微乳的表面电荷密度变小、粒径减小及其微乳内核极性增大。以泼尼松、氢化可的松、泼尼松龙、醋酸氢化可的松、醋酸可的松、醋酸泼尼松龙和曲安奈德为分析对象考察其分离效果。醋酸可的松与醋酸泼尼松龙在经典微乳体系（3.3% SDS-6.6%正丁醇-0.8%正庚烷-50 mmol/L硼酸-硼砂缓冲液pH 8.7）中不能分离,而向该微乳体系中加入10 mmol/L 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐,7种激素在28 min内达到基线分离。氢化可的松、泼尼松龙和曲安奈德在5200 mg/L范围内呈良好的线性关系,其它4种激素在5100 mg/L范围内呈良好的线性关系,泼尼松、氢化可的松、泼尼松龙、醋酸氢化可的松、醋酸可的松、醋酸泼尼松龙和曲安奈德的检出限（信噪比为3）分别为2.0、2.0、1.9、3.5、3.3、3.4和2.8 mg/L。仅需简单萃取即可用于化妆品样品检测,回收率在86-114%,重复进样7次,迁移时间和峰面积的RSDs分别小于1.8 %和5.0 %。3.考察了离子液体对微乳稳定性、电动色谱微乳微结构及分离效果的影响。研究发现离子液体与SDS对微乳稳定有协同性,用1.4 %的SDS配置微乳体系（1.4%SDS-10%正丁醇-0.8%正庚烷-10 mmol/L 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐-50 mmol/L硼酸-硼砂缓冲液,pH 9.0）分离泼尼松、氢化可的松、泼尼松龙、地塞米松、醋酸氢化可的松、醋酸泼尼松龙和曲安奈德7种激素,与3.3%的SDS微乳相比,离子液体对微乳微结构的影响趋势相同:离子液体使微乳的表面电荷密度变小、粒径减小及其微乳内核极性增大,但分析时间明显减少,7种物质于15 min内达到基线分离。泼尼松在2500 mg/L范围内呈良好的线性关系,氢化可的松与泼尼松龙在2100 mg/L范围内呈良好的线性关系,地塞米松在2200 mg/L范围内呈良好的线性关系,醋酸氢化可的松、醋酸泼尼松龙和曲安奈德在5100 mg/L范围内呈良好的线性关系。泼尼松、氢化可的松、泼尼松龙、地塞米松、醋酸氢化可的松、醋酸泼尼松龙和曲安奈德的检出限（信噪比为3）分别为1.6、1.2、0.8、1.4、3.8、3.5和2.6 mg/L。仅需简单萃取即可用于化妆品样品检测,回收率在87.6～115%,重复进样7次,迁移时间和峰面积的RSDs分别小于1.6%和5.0 %。该方法相对经典微乳体系,有效地缩短了分离时间。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 电动色谱简介
• 1.1.1 MEKC 的分离机理
• 1.1.2 MEEKC 的分离机理
• 1.2 离子液体用于毛细管电泳中的研究现状
• 1.2.1 离子液体在毛细管电泳中的作用
• 1.2.2 离子液体在区带毛细管电泳中的应用
• 1.2.3 离子液体在胶束毛细管电泳中的应用
• 1.2.4 离子液体在微乳毛细管电泳中的应用
• 1.3 胶束及微乳微结构的测定方法
• 1.3.1 胶束粒子及微乳液滴粒径的测定
• 1.3.2 胶束粒子及微乳液滴表面电荷密度的测定
• 1.3.3 胶束粒子及微乳液滴内核极性的测定
• 1.4 本课题的研究意义
• 第二章 离子液体对胶束电动色谱胶束微结构及分离效果的影响
• 2.1 引言
• 2.2 实验
• 2.2.1 试剂与仪器
• 2.2.1.1 试剂
• 2.2.1.2 仪器
• 2.2.2 实验方法
• 2.2.2.1 标准溶液的配制
• 2.2.2.2 样品制备
• 2.2.2.3 Zeta 电位测定
• 2.2.2.4 胶束动态流体力学半径测定
• 2.2.2.5 荧光光谱法
• 2.2.2.6 毛细管电泳
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 离子液体对胶束微观结构的影响
• 2.3.2 离子液体浓度对MEKC 的影响
• 2.3.3 其它因素对分离的影响
• 2.3.3.1 缓冲液pH 对分离的影响
• 2.3.3.2 分离电压对分离的影响
• 2.3.4 重现性、线性范围及检出限
• 2.3.5 样品分析及回收率
• 2.4 小结
• 第三章 离子液体对微乳电动色谱微乳微结构及分离效果的影响
• 3.1 引言
• 3.2 实验
• 3.2.1 仪器与试剂
• 3.2.1.1 仪器
• 3.2.1.2 试剂
• 3.2.2 实验方法
• 3.2.2.1 标准溶液的配制
• 3.2.2.2 样品制备
• 3.2.2.3 测定Zeta 电位
• 3.2.2.4 测定微乳动态流体力学半径
• 3.2.2.5 荧光光谱法测内核极性
• 3.2.2.6 毛细管电泳
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 离子液体对微乳微观结构的影响
• 3.3.2 离子液体浓度对MEEKC 的影响
• 3.3.3 缓冲液pH 对分离的影响
• 3.3.4 电泳条件对MEEKC 分离的影响
• 3.3.4.1 温度对分离的影响
• 3.3.4.2 运行电压对分离的影响
• 3.3.4.3 进样电压和进样时间对分离的影响
• 3.3.5 重现性、线性范围及检出限
• 3.3.6 样品分析及回收率
• 3.4 小结
• 第四章 离子液体对微乳稳定性、微结构及微乳电动色谱分离效果的影响
• 4.1 引言
• 4.2 实验
• 4.2.1 仪器与试剂
• 4.2.1.1 仪器
• 4.2.1.2 试剂
• 4.2.2 实验方法
• 4.2.2.1 标准溶液的配制
• 4.2.2.2 样品制备
• 4.2.2.3 悬滴法测临界胶束浓度
• 4.2.2.4 Zeta 电位的测定
• 4.2.2.5 微乳动态流体力学半径测定
• 4.2.2.6 荧光光谱法
• 4.2.2.7 毛细管电泳
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 离子液体对SDS 临界胶束浓度（cmc）的影响
• 4.3.2 离子液体对微乳稳定性的影响
• 4.3.3 离子液体及其浓度对MEEKC 的影响
• 4.3.4 缓冲液pH 及浓度对分离的影响
• 4.3.5 分离电压对分离的影响
• 4.3.6 重现性、线性范围及检出限
• 4.3.7 样品分析及回收率
• 4.4 小结
• 致谢
• 参考文献
• 附录 作者在攻读硕士学位期间发表的论文