[00773239]锆胶基质液相色谱柱填料

特点及应用：以自制纳米级二氧化锆水溶胶为锆源，用聚合诱导胶体凝聚法(PICA)法合成微米级、多孔及窄分布锆胶球粒，并制备化学改性锆胶基质液相色谱柱填料，如碳十八键合二氧化锆、长链碳烯-聚合物包覆二氧化锆、交联聚合物包覆二氧化锆、离子交换柱填料等，用于高效液相色谱、超临界流体色谱、离子交换色谱及毛细管电色谱。能够在pH 1-13条件下使用，可用于中性、酸性化合物，尤其适于碱性及含碱性基团化合物的分离，如分离蛋白、多肽、生物碱、中西药物等。根据统计，生命、环境和材料科学领域中的分离、分析任务大部分可以单独或联用液相色谱技术来完成；另一方面，在制药和精细化工的生产中制备色谱已成为主要分离手段，与其它分离操作相比液相色谱分离效能无与伦比，已知现代工业制备色谱柱直径已达80cm。但是以上两方面广泛使用的硅胶基质柱填料由于自身化学稳定性不够以及表面酸性等缺陷，使之不能完全满足需要，或者使用寿命很短，因此柱填料的化学稳定性已成为制约液相色谱技术的瓶颈，开发和研制优良化学稳定性的柱填料具有广阔应用前景，此产品不仅可满足中国对锆胶基质色谱柱填料的需求，而且可望打入国际市场；进一步有开发出高效催化剂的前景。该项目的前期工作曾通过天津市科委及原国家教委的鉴定，并收入《国家科技成果》，登记日期1997年11月，证书编号070297。技术水平及指标：1.ZrO<,2>水溶胶：粒度40-150 nm；酸度pH = 1-2；浓度10-30 wt％。2.多孔锆胶微球：0.5-8 mm可调；比表面积2-120 m<'2>/g；孔径7-50 nm；孔容0.016-0.333 mL/g。3.碳十八键合锆胶基质柱填料： 键合量2.55 mmol/m<'2>；流动相允许pH = 2-12；适用于中性、酸性和碱性各类化合物的分离。4.聚丁二烯及其系列包覆改性锆胶基质反相-液相色谱柱填料：C％=1-10％；流动相允许pH=1-14；适用于中性、酸性及碱性各类化合物的分离。5.交联聚苯乙烯及其系列包覆改性锆胶基质反相色谱柱填料：C％=2-10％；流动相允许pH=1-14；适用于中性、酸性及碱性各类化合物的分离。6.阴离子及阳离子型的锆胶基质离子交换柱填料：交换容量为0.02-0.2 mmol/g；流动相允许pH = 1-13；适用于分离无机离子和有机酸及氨基酸、多肽、蛋白质等。可行性及效果分析：目前分析型液相色谱柱仍是硅胶基质为主，其售价1千-8千元/支，业内人士估计中国1年的消耗量约5万支，其中高性能品种全部进口，至于制备柱所用填料，即分离介质，每年的需求量更大，1支25 cm×50.8 mm的硅胶基质制备柱售价11.5万元。总之，液相色谱柱填料对中国来说犹如待开发的金矿，该产品技术含量高，影响面大，经济、社会效益显著。鉴于硅胶基质液相色谱柱的流动相允许pH值较窄及表面硅羟基的酸性对碱性及含碱基团化合物有拖尾效应，国际色谱学界近年开发了多种新型基质，其中锆胶是表现优异者之一， 已知美国专利有R. K. Iler and H. J. MeQueston， US Pat. 4010242 (1977); P. W. Carr， et. al.， US Pat. 5015373(1991); US Pat. 5540834 (1996)。并得知美国、德国等已有产品出售。课题组的制备技术与Carr等人的报道的专利有如下区别：(1)他们使用外厂供应的锆水溶胶，课题组则用国产原料自制；(2)制备条件与后处理工艺不同，产品质量优于他们的；(3)化学改性路线不同，课题组制备的系列柱填料有更高负载量，应用更广。由于种种原因，中国目前的液相色谱硅胶基质高性能柱填料的供应全部依靠国外；现在课题组如果不在锆胶基质柱填料的开发初期抓住时机，若干年后必然又会重蹈覆辙，那时国家的损失更大了。若联系进入WTO，由于课题组掌握着更先进的技术，实现产业化后将可以对国外厂家形成竞争。初期将主要用于分析柱，但一定时间后将用于制备柱及用作催化剂载体，那时的生产规模将更大。若以年产各类液相色谱柱2万支计算，销售收入3千万，利润至少对半。此技术寻求与有关企业合作或产业化投资。