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                      作者:Hongdeng Qiu等 來源:TrAC 發布時間:2021/6/11 12:41:25
                      選擇字號:
                      中科院蘭化所碳點修飾硅膠色譜填料研究取得系列進展

                       

                      碳點作為一種新型的零維準球形碳基發光納米材料,具有種類多樣、易功能化、表面基團豐富等優點,在生物成像、傳感、藥物/基因載體、催化和光電器件等領域應用廣泛。同時,由于碳點具有極小的粒徑和適中的吸附性能,使其在作為硅膠填料的表面鍵合相時,可提供豐富的反應位點,保證了色譜填料裝柱時的均勻性,有效避免了由于大的π共軛體系對某些分析物的強相互作用而造成的峰拖尾現象,進而提高柱效,在色譜分離領域展示出良好的應用前景。
                       
                      中國科學院蘭州化學物理研究所手性分離與微納分析課題組多年來致力于新型分離介質和分析技術在復雜成分分析中的應用研究。
                       
                      他們率先以氨基酸、聚乙烯亞胺、葡萄糖等親水化合物作為碳源制備出系列親水碳點,并與硅烷化試劑鍵合,通過“Nano-On-Micro”策略制備出系列碳點修飾硅膠親水色譜填料(專利申請號:CN201910404282.4;CN201910404281.X;CN201910454808.X),其對糖類、堿基核苷、人參皂苷、氨基酸、抗生素等親水有機小分子表現出良好的分離性能,可實現冬蟲夏草、枸杞、羅紅霉素等復雜樣品中相應目標成分的定性和定量檢測。相關成果相繼發表在Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2017, 409, 2401Microchimica Acta, 2017, 184, 2629;Analyst, 2020, 145, 1056Talanta, 2020, 209, 120518Journal of Chromatography A, 2020, 1619, 460930。
                       
                      為進一步增強碳點修飾硅膠色譜填料的分離選擇性,研究人員通過雜原子摻雜的策略,制備出雜原子摻雜的碳點修飾硅膠色譜填料,在色譜分離過程中表現出更優的分離選擇性。相關成果發表在Talanta, 2020, 218, 121140。
                       
                      隨后,研究人員在親水碳點的制備過程中引入了疏水長鏈,最終制備出碳點修飾硅膠疏水色譜填料(圖1),對多環芳烴、烷基苯及黃酮類化合物表現出良好的分離選擇性,可用于黃芪藥材中黃酮類化合物的定性和定量檢測。相關成果在線發表在Chinese Chemical Letters, 2021, DOI: 10.1016/j.cclet. 2021.04.052。
                       
                       
                      圖1 碳點修飾硅膠疏水色譜填料的制備示意圖(a-c)及對應的接觸角(d-f)
                       
                      為提高硅膠表面功能基團的鍵合量,研究人員又將碳點和前體分子共同修飾到硅膠表面,制備出碳點和前體分子共鍵合的硅膠色譜填料(專利申請號:CN201910660757.6;CN202110373403.0)。結果表明,通過共鍵合方式制備出的硅膠色譜填料,較單純碳點修飾硅膠色譜填料或前體分子修飾的硅膠色譜填料擁有更優異的色譜性能(圖2)。相關成果相繼發表在Journal of Chromatography A, 2019, 1597, 142Talanta, 2021, DOI:10.1016/j.talanta.2021.122513。
                       
                       
                      圖2 聚乙烯亞胺修飾硅膠、碳點修飾硅膠、聚乙烯亞胺/碳點共鍵合硅膠親水色譜填料的制備示意圖  
                       
                      以上研究工作為碳點在色譜填料制備方面提供了新思路,通過改變碳點的種類,有望將制備得到的色譜填料應用于不同復雜基質中相應目標成分的定性和定量檢測(圖3)。
                       
                       
                      圖3 不同碳點修飾硅膠色譜填料的激光共聚焦顯微成像圖 
                       
                      鑒于該課題組在碳點修飾硅膠色譜填料方面的系列成果,受《TrAC Trends in Analytical Chemistry》的邀請,研究人員撰寫的有關綜述文章近日在該刊在線發表(TrAC Trends in Analytical Chemistry, 2021, 134, 116135)。文章首次全面總結了碳點在樣品前處理(如:固相萃取、分散固相萃取、磁固相萃取、磁分散固相萃?。┖蜕V分離(高效液相色譜、氣相色譜、毛細管電泳)領域的研究進展;闡述了碳點在樣品前處理和色譜分離研究過程中每種方法的亮點和不足(圖4);討論了碳點在樣品前處理和色譜分離中的優勢、挑戰和機遇;展望了碳點在樣品前處理和色譜分離未來的發展前景。
                       
                       
                      圖4 碳點在樣品前處理和色譜分離領域中的應用
                       
                      以上工作得到了國家自然科學基金、科院青年創新促進會和甘肅省自然科學基金項目的支持。(來源:中國科學院蘭州化學物理研究所)
                       
                       

                       

                       
                       
                       
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