分子印迹整体柱在色谱分离中的应用毕业论文外文翻译两篇

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1、附录二：译文1 分子印迹整体柱在色谱分离中的应用摘要分子印迹整体柱是二十世纪九十年代兴起的一种新型分离柱，典型的整体柱材料无须通过烦琐的研磨、筛分、装柱等程序而可以直接在不锈钢柱或毛细管中制备。此外，分子印迹聚合物的制备，由于模板分子的使用量相对较少，使其更为经济。近年来，整体柱以其制备简单、重现性好、用途广泛、传质速度快等优点引起人们的广泛关注。它常作为高效液相色谱和电色谱的固定相。关键词液相色谱柱 毛细管电色谱 整体柱 分子印迹聚合物引言分子印迹技术是制备具有特殊分子识别性能的固定相的有效方法。分子印迹的原理是聚合过程中通过使用交联剂将功能单体和目标分子或模板分子混合物聚合。从功能基团中移

2、除模板分子，它原来的位置处便会分布着键合位点，因此分子印迹聚合物具备了选择性识别与模板分子结构相似分子的能力。分子印迹聚合物不仅有高机械强度、耐高压力、高温，同时在酸、碱、有机溶剂、有金属离子存在下能保持稳定。分子印迹聚合物在生物聚合物方面表现出低损耗、高物理和化学稳定性等特点。在分析化学中，分子印迹聚合物常用于固相萃取、配体键合测定、传感器、色谱。分子印迹聚合物可以制成多种形状应用于色谱。传统方法是合成大块的分子印迹聚合物，通过研磨、筛分得到所需要的颗粒。色谱研究中常用颗粒的尺寸应小于25微米。将磨碎的且筛分好的颗粒装入到传统的高效液相色谱柱中，或固定于薄层色谱板上；另外，通过使用丙烯凝胶硅

3、酸盐母株，也可将颗粒捕集到毛细管色谱柱中。虽然块状聚合相对简单，印迹条件的优化也较容易，然而研磨和筛分步骤较为烦琐，只有一部分聚合物能作为填装料被利用。由于磨碎的颗粒在形状和尺寸上具有多分散性，限制了其使用效率和分离度。聚苯乙烯树脂常作为模板材料，通过两步的溶胀种子聚合技术合成分子印迹聚合物。虽然通过该方法所获得的分子印迹聚合物颗粒在形状和尺寸上相对单一，能很好的应用于色谱，然而水性乳化剂会干扰印迹过程，因此颗粒的选择性能不是很理想。为避免这种干扰，研究了在碳氟化合物溶剂中的情况。通过该方法制备的聚合物颗粒不仅表现出良好的色谱分离性能，而且在高流速下能表现出很好的分离选择性，但是特殊的碳氟化合

4、物和氟化表面活性剂限制了该方法在实际中的应用。最近，Ye et al.用沉淀聚合法来制备分子印迹微球体，尽管有很高的产率，在实验中由于大的稀释效应，需要大量的模板分子。为了简化实验制备步骤，Matsui et al.首先使用原位聚合技术来制备分子印迹整体柱，与传统方法相比，过程相对简便，而且制备的整体柱的大孔结构具备良好的通透性。通过使用该技术合成的分子印迹整体柱可以避免烦琐的研磨、筛分、装柱等过程，并且可以直接在不锈钢柱或毛细管柱中进行合成。此外，这种制备分子印迹聚合物的方法效率较高，模板分子需求的量较少。整体柱整体柱作为一种分离介质，在形式上可以看成是一个大的“颗粒”，但没有典型的填充床的

5、颗粒间的孔隙结构。首次制备单相分离媒介始于二十世纪六十年代晚期、二十世纪七十年代早期。他们在柱中通过单体聚合来合成整体柱。其制备过程比填充柱灵活，可以使用的单体更为广泛，在制备整体柱时可使用其完整的结构，这些结构具有的外部孔隙比紧密填充颗粒好多。具备高透气性的整体柱必定具备高渗透性和低压力降等特性。近年来整体柱以其制备简单、重现性好、用途广泛、传质速度快等优点引起人们的关注。它常作为高效液相色谱和电色谱的固定相。固定相中存在的大孔结构使流动相在高流速下受到很小的阻力。此时液相在孔隙中流动的机理是对流过程，它的速度远比传统固定相中扩散机理的速度要快。大量文献都报道了使用这种固定相能起到快速分离的

6、效果，近年来固定相整体柱技术在色谱固定相制备领域得到了快速的发展有些技术还得以商业化。有些色谱研究员把整体柱看成第四代色谱分离介质。分子印迹聚合物的发展和应用在高效液相中的发展和应用1993年，Matsui et al.用原位聚合方法来制备毛细管整体柱，将模板分子和引发剂加入到功能单体（甲基丙烯酸或2-三氟甲基丙烯酸），交联剂（乙烯，乙二醇，二甲基丙烯），极性溶剂（环己烷和1-十二烷酸）混合液中，搅匀，注入到干净的钢柱中，聚合反应在水浴中进行。当聚合完毕，用甲醇、醋酸混合液彻底洗去模板分子和极性溶剂。将L或D形的苯基苯胺作为制备分子印迹聚合物整体柱的模板分子，该整体柱可以将苯基苯胺对映异构体区

7、分开，因此只需简单的步骤就能使整体柱具备合适的选择性，然而它却表现出低分离度，这可能是因为原位制备过程中使用了1-十二烷醇和环己醇作为致孔剂，它们严重干扰了氢键，在印迹过程中，通过静电作用影响模板分子和功能单体的作用。Sellergren 在15cm长，5mm内径的玻璃管中通过分散聚合制备多孔MIP，这种方法是将微尺寸的球状颗粒聚集于柱中。异丙醇水溶液作为分子印迹中的溶剂。用色谱法对该柱进行评估，显示在分离液为0.3mL/min的情况下模板戊烷咪分子与对照化合物苄脒的分离度为6.8。（确定整体柱选择性的方法是通过评估非极性在相同的分离环境下的分离情况。基于MIP选择性可以通过非印迹聚合物的归一

8、化来判断。）后来用甲基丙烯酸或2-三氟甲基丙烯酸作为单体制备金鸡纳碱分子印迹聚合物。它对2-三氟甲基丙烯酸的分离度为5.3。通过逐步增加流速的方法，用辛可尼丁印迹整体柱可以起到对辛可宁和辛可尼丁，奎尼和奎尼丁很好的分离度。虽然很多MIP整体柱都被成功制备，然而都存在压降高、效率低等情况，这些都限制了它们在实际分离中的应用。很多理论，比如增大环己醇的用量和将乳胶念珠加入到聚合体系中，以前常用来克服这些问题提高棒的透气性，然而结果还是不令人满意。为提高整体柱的选择性和高效性，一种新的原位MIP聚合法被引入。它将甲苯和1-十二烷醇以适当比例混合，作为极性相对较低的致孔剂。用手性整体柱，通过逐步增加流

9、速的条件来达到对辛可宁和辛可尼丁的分离。因为手性整体柱中存在大孔，在分离过程中背压较低，流速为1.0mL/min情况下分离度可达3.18。当流速达2.0mL/min时，背压只达到1.08Mpa。Yang et al.用氨基安替比林作为模板分子来制备MIP棒，它能识别氨基安替比林与其类似物。分子识别过程的机理也被提出，它研究了在分离过程中化学功能团和离子键对分离的干扰。可以使用那格列奈N-(反式-4-异丙基环已基-1-甲酰基)-D-苯丙氨酸作为模板分子来制备MIP整体柱，整体柱在手性分离和特征性分子识别中得到了研究。 后来，Huang et al.改进了制备分子印迹整体柱的方法，得到了高通量的整

10、体柱，它在液相色谱分离手性化合物时得到了很高的分离度。用该整体柱固定相很好的分离了所选的具有对映异构的氨基酸衍生物和非对映异构的金鸡纳碱。这些固定相具有较大的通孔，而且背压较低，可以在较快的流速下成功分离对映异构体。这种结论特别有意义，因为分子印迹固定相在分离手性化合物时都存在一个耗时的缺点。通过使用4-乙烯基吡啶作为功能单体来制备硝基苯酚同分异构体有印迹作用的聚合物。研究了模板分子的结构和酸度对印迹过程的影响。结果表明模板分子结构和酸度对分离起到了重要作用，因为在印迹过程中，他们影响到了模板分子和功能单体之间的氢键形式和强度。迄今为止用于HPLC中的MIP整体柱都是在干净的不锈钢色谱柱中制备

11、的。Huang et al.制备了短柱和盘状的分子印迹整体柱。通过制备不同长度但体积相同的整体柱，发现在分离非对映异构体中，柱长一般不影响分离效果。因为一个30mm长，8mm内径的容器中，流体阻力较小，柱可以在较大的流速下工作。在短柱中，通过逐步提高流速的方法可以在3min内达到对弱金鸡纳碱非对映异构的辛可宁与辛可尼丁和对映异构的Cbz-Dl-Try与Fmoc-Dl-Try的分离，同时制备一个尺寸为10mm长，16mm内径的辛可宁印迹整体柱。在色谱中圆盘整体柱表现出与长整体柱同样的性能。在流速为9.0mL/min情况下，只需2.5min可达到辛可宁和辛可尼丁的分离。实验研究发现流速对流体动力学

12、性能不产生影响，这说明高通量的圆盘整体柱可能用于对映异构体的分离。在电色谱中的发展和应用近几十年来，CEC以其分离度高，分离时间短等特点常用于很多研究。首次文献报导，作者用MIP作为固定相，这些固定相是在毛细管柱中，由一些大约为10微米附聚物块和0.54微米的颗粒通过原位聚合而成。这些MIP毛细管能对L-苯丙氨酸，苯胺，喷他脒，苄咪有印迹作用。这种整体柱的选择性较低，在L-苯丙氨酸的印迹过程中，发现PH值对分离的影响。尽管这种整体柱有许多不足之处，然而这一研究极为重要，它显示通过原位聚合制备MIP的可行性。通过整体柱与CEC的结合制备的整体柱表现出比HPLC模式下更高效的特性。通过使用该方法，

13、在非极性溶剂甲苯存在下，在长为35cm，内径为75m熔融二氧化硅毛细管中制备多孔MIP整体柱。在低温（-20），紫外光照射下提高MIP固定相的印迹能力。这种聚合方法需要使用紫外线透过性能好的涂层的毛细管，这种毛细管比通常的聚酰亚胺涂层毛细管要昂贵。可以通过制备和调节聚合物整体柱的多孔特性来控制流体在孔隙中的流速。整体柱在CEC中评估，在2min内完成对-肾上腺素拮抗剂外消旋药的分离。向聚合溶剂中加入的致孔剂不应干扰单体和模板分子的互相作用。当分子量的增加或加入交联剂，使体系中聚合物相的溶解量达到它的极限，层析出的分子获得了多孔形状。在甲苯中使用非极性的惰性异辛烷溶剂作为致孔剂成功的合成了超大孔

14、隙的MIP整体柱。MIP中超大的孔结构有利于溶液更新和电解液的交换，确保毛细管柱中存在足量的MIP。为提高MIP毛细管制备的速度和随后的CEC分离速度，改变致孔剂和单体的组成，把聚合反应缩短至1h，聚合物整体柱总的长度是毛细管入口到检测窗出口的距离，它屏蔽了毛细管其它地方的长度，使用短MIP整体柱成功的在30s内达到对心得安对映体的分离，这说明可以通过光化学和屏蔽步骤实现在限定隔板中制备MIP的可行性。有研究表明，分子印迹在获得选择性方面存在局限性，以分离在药物鉴定和制药中起到重要作用的甾类化合物整体柱为例。17和17雌二醇常作为标准化合物。通过整个实验得出结论，从某种程度来说，较低的温度能得

15、到孔结构与模板分子相似的MIP。虽然基于CEC的MIP整体柱制备技术得到极大的发展，然而缺乏对MIP整体柱制备方法的系统研究，另外新的制备整体柱的方法的发展有赖于大量有特殊结构的印迹材料的发展。为解决这些问题，在预聚合混合液中，提高单体的浓度，这缓解了复合反应中极性分子溶解度小和反应中分子干扰的情况。这种提高单体浓度的方法允许极性致孔剂在预聚合反应中的应用，提高了分子识别能力。这种方法常用对羟基苯甲酸（4-HBA）作为样本模板分子。该整体柱达到了对4-HBA的良好识别性能，同时在4-HBA和2-HBA的分离中能达到很高的分离度。这些结论表明基于CEC的MIP整体柱有望成为MIP研究和MIP应用

16、的工具。结论 虽然整体柱是应用于HPLC，且形式相对较新的固定相，很多研究才刚刚起步，立足于整体柱制备现在取得的成绩，对制备新型整体柱有了新的展望。把具有精确定位性能的整体柱作为“第四代固定相”。前不久，Guiochon认为整体柱的发明和发展将成为柱技术方面主要的技术转变。 近年来，因为整体柱的独特性能，它在HPLC和CEC方面的应用得到了极大的关注。它们在应用过程中表现出制备简易、重现性高、应用广泛和传质速度快等特点。这些优点在快速分离生物分子和合成分子中得以证明。虽然它不太可能完全的取代颗粒填充柱，但它却可以作为一种后备选项。分子印迹整体柱很可能在手性分离方面得以发展。虽然MIP整体柱还很

17、年轻，但它成为覆盖整体柱很多领域和它能与其它分离技术相媲美只是时间上的问题。附录二：译文2用固体发泡剂和超声波制备组织工程用无溶剂介入的聚合物的方法摘要应用于组织工程支架的大多数制备技术都用到一种有机溶剂，这些有机溶剂在经过长时间的冲洗很难被彻底清除。有机溶剂的残留将阻碍生物细胞形成新组织的能力。这篇文章提出了一种不使用溶剂制备的方法。通过固体发泡法和超声波使孔结构互相连通。该实验中用到的材料有聚乳酸（PLA）和发泡剂CO2。为确定合适的反应条件，首先进行浸润和发泡方面的研究。选取的发泡剂通过脉冲式的超声波来处理。比较超声波处理前后的发泡剂的显微结构，显示出固体发泡剂内部空隙的相连得以增强。固

18、体发泡法和超声波法制备多孔聚合物为组织工程应用提供了一条新路。介绍近几十年来，组织工程一直继器官移植之后，同时步入移植领域。可以预见，不久的将来医生们可以把复杂结构的支架模拟成特殊的组织和器官，向支架中注入活细胞和细胞生存所需的营养剂，把它移入体内取代病变或损伤的器官，无须将支架取出。为了取得这方面的成功，可生物降解的组织工程支架的研制是个关键。现有的组织工程支架的装配方法常用于纤维成键、溶剂铸造、相分离、气体发泡颗粒的滤过和迅速复原技术。大多数的方法都需要用到一种有机溶剂，该溶剂在没有被完全清除时会阻碍生物细胞形成新组织的能力。其它方法则使用盐类颗粒作为发泡剂。避免冗长的冲滤时间和残留物的盐

19、效应是所应避免的问题，其它类型的组合材料和发泡技术有待探索。用固体发泡法研究产生的微细胞结构孔隙在生物医学方面的应用。过程中不涉及任何有机溶剂或化学发泡剂。它常使用CO2和N2等气体作为致孔剂。获得孔的尺寸从亚微米到几百微米。然而这种方法的缺点是所产生的孔隙大多数为封闭的孔，而且不适合组织工程应用。在该研究中，我们发现通过使用超声波可以打破固体发泡剂的孔隙壁。生物可降解的聚合物样品可以在固体发泡剂中通过发泡作用达到合适的孔径，然后发泡的样品使用超声波作用。比较经过这些步骤的样品与原先样品的显微结构。显示超声波可以增强发泡剂空隙之间的联通性，通过固体发泡法和超声波处理应用于组织工程的可生物降解的

20、多孔聚合物。2实验部分21实验材料实验中使用到生物可降解的多乳酸（PLA）。购得的PLA样品是0.25mm厚的薄片。将其压缩成1.1-1.3mm厚的样品。此时样品的密度为1.25g/cm3。PLA是一种半晶体状聚合物，通过压缩的样品的结晶度为5%左右。玻璃化温度为60摄氏度。用医用级的CO2作为致孔剂。CO2是从Airgas Pac，Inc公司购买。22实验设备和实验步骤PLA样品通过一个标准的固体发泡过程产生孔隙，在发泡之前，首先进行PLA在室温，大气压为3-5Mpa时对CO2的吸附研究，接着进行5Mpa下的CO2吸附研究，将样品从高压容器中取出，有间隔的测定它在常温常压下的解吸情况，通过吸

21、附和解吸的研究以确定随后的发泡过程中所需要的浸润时间和解吸时间。 发泡实验分为两组进行，第一组的浸润时间和解吸时间保持恒定，改变发泡的主要参数，如对浸润压力，发泡温度，发泡时间进行改变。改变数据详见原文表1。解吸时间限定为将样品从高压容器中取出至对样品进行发泡这段时间，这组实验的目的是确定发泡过程中主要因素与孔径的关系，第二组实验探索浸润时间和解吸时间对实验的影响。表2显示了第二组实验时主要因素的情况。通过发泡之后，参照ASTM（美国材料试验协会）标准测定样品的相对密度。在发泡过的样品中选取相对密度最小的样品，对它进行超声波处理。（该超声波仪是Sonics Concept. In公司生产的型号

22、为VC750）。该超声波仪处理器可发出20kHz频率的超声波，它的最大功率为750W。样品固定在蒸馏水中，水槽放置在实验桌上通过电脑（MAXNC公司的型号为MAXNC）监控。超声波探头置于样品表面2mm处。脉冲超声波的起落比率为1：9，平均电功率保持100W。超声波处理时间为60s。水温为21。23样品特征描述用FEI Siron XL 30 EDAX EDS 扫描电镜探测样品的微观结构特征。图象处理软件，ImageJ，是从NIH网站上下载，用于分析孔径的大小分布情况。孔径是Feret直径，从SEM图象中测量出来。最长的距离是空隙边界两个对应点的直线长度。3结果和讨论31 CO2浸润和PLA的

23、解吸CO2浸润过程中PLA样品中CO2气体的浓度变化详见原文图片1。浸润压力为3，4和5Mpa时聚合物样品中CO2达到平衡的质量百分浓度分别为11%，15%和21%。尽管浸润压力都不同，但所有样品在20h内都能达到浓度平衡。浸润结果显示固态发泡剂可以在相对较短的时间内产生。图2显示样品在5Mpa情况下的浸润和解吸研究结果。图表显示当样品刚从高压容器中取出时，样品中气体浓度迅速的降低了。在6个小时内，气体浓度从20%降至8%。这说明解吸时间是影响发泡过程的显著因素。发泡样品的解吸时间的长短对发泡过程产生很重要的影响。发泡样品的解吸时间不同将严重影响样品中气体的浓度。因此，要通过控制解吸时间来达到

24、发泡结果的一致性。3.2发泡参数对实验的影响通过统计学分析在发泡过程中三个影响发泡效果的因素中，确定决定样品发泡的主要因素和其次因素。表3是应用最小二乘平方根回归曲线通过F测试得出的结果。通过F测试可以确定浸润压力和发泡温度等主要因素对发泡密度的影响。发泡时间对发泡过程不产生很大的影响。然而浸润压力与发泡温度的共同作用能对发泡过程产生显著的影响。影响实验过程的三个参数在图3中已标出。一般而言，气泡温度对实验样品的密度产生最大的影响。发泡温度越高，则相对密度就越低。当实验中浸润压力增加，则相对密度就会降低。浸润压力、发泡温度、发泡时间等三个因素跟相对密度的关系在图4中可以看出。发泡温度和发泡时间

25、对相对密度能产生很大的影响，这意味着两则的结合可以制备低密度的样品。当发泡温度为100时，增加发泡时间却降低了相对密度。另一方面，当发泡时间为150时，增加发泡时间能提高样品的相对密度。浸润时间对相对密度的关系在图5中标出。整体上说，浸润过30h的的样品比浸润过3.5h的样品具有更高的样品相对密度。这是因为当样品经过20h的浸润后，PLA进入退火阶段，此时大块的聚合物碎片会结晶化。高含量的结晶体会阻碍低密度发泡剂的形成。解吸时间与样品的相对密度从图5中可知。解吸时间在15min内，解吸时间对相对密度的影响非常显著，15分钟后，相对密度保持相对的稳定，这是因为在经过短时间的解吸后，样品表面的气体

26、的浓度相对还是很高，它们会形成空隙，为样品内部的气体制造逃出的通道，使这些气体不参与发泡过程。因此，为制备低密度的致孔剂就需要确定合适的解吸时间。另一方面，不能进行长时间的解吸，因为气体能容易通过扩散过程逃离。相对密度是随解吸时间而变化的，可以选择15min-45min的解吸时间，此时样品的相对密度比较恒定。这么长的时间足够将样品从高压容器中取出，完成发泡的过程。3.3超声波处理对相对密度的影响超声波应用于相对密度比较低的发泡剂（该实验发泡剂的密度为9%）。这些样品在大气压为5Mpa的情况下浸润3.5h，解吸时间为40min，发泡温度为100，气泡时间为10s， 通过超声波处理前后的显微结构如

27、图6所示。在超声波处理之前，很多孔都是封闭的，经过超声波处理之后大部分的空隙都被打开了。为检测超声波对空隙大小的影响，可以通过图7比较超声波处理前后的空隙分布情况。在超声波处理之前，闭合空隙的直径为30m-70m。经过超声波处理，相连通的空隙直径变成30-90m。从图片中显示，全部的孔稍微向图片右边移动，这说明经过超声波处理的空隙稍微增大了。 致孔剂中互相连通的孔是孔壁被打破的结果。当聚合物经过气体浸润法产生空隙，气泡团聚形成空隙。当气泡长到足够大，它会与相连的气泡发生碰撞，使空隙扩大到另外一边。在固体致孔过程中，气泡破裂是一种不良的反应。当很多气泡同时发生破裂时，致孔剂会发生塌陷，使致孔剂在

28、致孔温度时软化形成致密的聚合物。在该实验中，致孔气泡只能达到它最大的尺寸。冷却的样品通过超声波处理。作为一个压力波，超声波可以穿透任何具有弹性的物质。当超声波强度很高时，物质会被“撕裂”。另外，超声波在聚合物空隙中具有加热效果，在空隙中产生的热量，可以通过热胀冷缩扩大孔壁，促使孔壁的破裂。产生的热量是局部的，整体的温度还是很低的，致孔剂可以保持一定的强度来保证它不会塌陷，保证它原有的形状。结论这篇论文展现了用溶液自组装法合成可生物降解的多孔聚合物。在经过固体致孔过程之后，通过超声波处理来获得具有连通结构的孔隙。实验研究发现生物可降解的PLA可以通过固体发泡法制备孔隙，然后应用超声波处理来增强孔

29、隙的连通性。通过固体合成法和超声波处理技术结合可以提供一种制备应用于组织工程的多孔聚合物的方法。附录三：译文原文一Monolithic Molecularly Imprinted Columns for Chromatographic SeparationAbstractMonolithic molecularly imprinted columns are a new class of column that emerged in the early 1990s. These monolithic materials are typically prepared directly insid

30、e stainless steel columns or capillary columns without the tedious procedures of grinding, sieving, and column packing. Furthermore, the preparation of this type of MIP is more cost-efficient, because the amount of template molecules required is much lower. In recent years monolithic supports as sta

31、tionary phases in high-performance liquid chromatography (HPLC) and capillary electrochromatography (CEC) have attracted significant interest because of their ease of preparation, high reproducibility, versatile surface chemistry, and rapid mass transport.KeywordsColumn liquid chromatography Capilla

32、ry electrochromatographyMonolithic columns Molecular imprinted polymersIntroductionThe molecular imprinting technique is an effective strategy for preparing stationary phases with specific molecular-recognition properties 13. The principle of molecular imprinting is the polymerization, by use of a c

33、rosslinking reagent, of a mixture of functional monomers and a target molecule or template. After removal of the template the functional groups in the resulting binding sites are arranged in positions suitable for interaction with the template molecule so the molecularly imprinted polymers (MIP) can

34、 selectively recognize the template molecule among other structurally related molecules. MIP are resistant not only to mechanical stress, high pressure, and elevated temperature, but also to acids, bases, organic solvents, and metal ions. The advantages of MIP over biopolymers are low cost and good

35、physical and chemical stability. In analytical chemistry molecularly imprinted polymers have found application in solid-phase extraction4, ligand-binding assays 5, sensors6, and chromatography 7.MIP can be prepared in several forms for use in chromatography. The conventional approach is to synthesiz

36、e the MIP in bulk, grind the resulting polymer block into particles, and sieve the particles into the desired size ranges. Particle sizes25 lm are usually used in chromatographic studies. Such ground and sieved particles have been packed into conventional HPLC columns 8, 9, immobilized on TLC plates

37、 10, and entrapped 11,12 in capillary columns using acrylamide gels or silicate matrices. Although bulk polymerization is simple, and optimization of imprinting conditions is relatively straightforward, the grinding and sieving steps are tedious, and only a portion of the polymer is recovered as use

38、ful packing material. The ground particles are polydisperse both in shape and size, which limits efficiency and resolution.Polystyrene particles have also been used as shape templates for synthesizing MIP via a two-step swelling seedpolymerization technique 13, 14. Although particles obtained using

39、this technique are comparatively monodisperse in size and shape and well suited for chromatographic applications, the requirement for aqueous emulsions can interfere with the imprinting process and the selectivity of these particles is still not completely satisfactory. To avoid such interference, s

40、uspension polymerization in perfluorocarbon solvents has been studied 15. Excellent chromatographic performance was obtained from polymer beads produced by use of this method and selectivity was good even at high flow rates. Unfortunately, the specialized perfluorocarbon solvent and fluorinated surf

41、actant impose limits on the applicability and practicality of this method.Precipitation polymerisation was recently used by Ye et al. for production of molecularly imprinted microspheres16. Despite the higher yields, a large amount of template is needed for the preparation process, because of the hi

42、gh dilution factor.To simplify the preparation procedure, Matsui et al. 17 first used the in-situ polymerization technique for preparation of molecularly imprinted monoliths. The method is very simple compared with the conventional procedure and its macroporous structure has excellent hydrodynamic p

43、roperties. By use of this technique MIP can be synthesized directly inside stainless steel columns or capillary columns without the tedious procedures of grinding, sieving and column packing. Furthermore, the preparation of this type of MIP is more cost-efficient, because the amount of template requ

44、ired is much lower.Monolithic Columns Monoliths are separation media in a format that can be compared with a single large particle that does not contain the interparticular voids typical of packed beds. The first attempts to make singlepiece separation media dates back to the late 1960s and early 19

45、70s. They can be prepared by polymerization of monomers in a column. The process seems to have greater flexibility than packing a column with particles in that a wide range of monomers can be used to prepare monoliths with integrated structures that can have much higher external porosity than densel

46、y packed particles. The high porosity leads to high permeability, or low pressure drop. Coupled with the presence of small skeletons, high efficiency can be expected, and is actually obtained. In recent years, monolithic supports as stationary phases in HPLC and CEC have attracted significant intere

47、st, because of their ease of preparation, high reproducibility, versatile surface chemistry, and rapid mass transport. Large through-pores present in this type of stationary phase enable mobile phases to flow through the adsorbent with low flow resistance at high flow rates and convection becomes a

48、dominant mass transport mechanism, which is much more rapid than diffusion in conventional stationary phases 1820. A variety of applications using rapid separation on this type of stationary phase have been reported 2123. Monolithic stationary phases have become a rapidly expanding field in chromato

49、graphic stationary phase preparation in recent years and some have even been commercialized24. Some chromatography researchers regard them as fourth-generation chromatography adsorbents 25.Development and Application of Monolithic MIPDevelopment and Application in HPLCIn 1993, Matsui et al.17 used i

50、n-situ polymerization for preparation of molecularly imprinted monoliths. A template compound and initiator were dissolved in a mixture of a functional monomer (methacrylic acid or 2-(trifluoromethyl)acrylic acid), a cross-linker (ethylene glycol dimethacrylate), and porogenic solvents (cyclohexanol

51、 and 1-dodecanol) and the mixture was degassed and poured into a stainless steel column. Polymerization was performed in situ in a water bath. When polymerization was complete the template and porogenic solvents were removed by exhaustive washing with methanolacetic acid. Enantiomers of phenylalene

52、anilide were resolved by use of monolithic molecularly imprinted polymers produced with the L or D form as template. The polymer imprinted with the L form had a higher separation factor (1.7) than that imprinted with the D form (1.4). Although columns with reasonable selectivity were obtained in a s

53、ingle step, poor efficiency resulted in low-resolution separations. This may be because of the use of 1-dodecanol and cyclohexanol as porogenic agents in the in-situ procedure, because these seriously interfere with hydrogen bonding and electrostatic interactions between template molecules and the f

54、unctional monomers during the imprinting process.Sellergren used a variant of dispersion polymerization to prepare porous MIP in 15 cm3 mm i.d. glass tubes 26. The approach gave rise to aggregates of micro-sized globular particles in the column. A mixture of isopropanol and water was used as the sol

55、vent for molecular imprinting. Chromatographic evaluation of this column revealed a corrected selectivity of 6.8 between the template pentamidine and the reference compound benzamidine at a flow rate of 0.3 mLmin-1.(Corrected selectivity is determined by evaluating a nonimprinted polymer produced in

56、 a manner otherwise identical with the MIP under identical separation conditions. The MIP-based selectivity is then normalized to that of the nonimprinted polymer.)Later, a cinchona alkaloid molecularimprinted polymer rod was prepared with methacrylic acid or 2-(trifluoromethyl)acrylic acid as monom

57、er 27. A 5.3 stereoseparation factor was obtained with the 2-trifluoromethylacrylic acid monomer. The diastereomers of cinchonine and cinchonidine, quinine and quinidine were successfully separated on a cinchonine-imprinted monolithic column by use of stepwise or linear gradient elution; the peak sh

58、ape of the later-eluted compound was much better if gradient elution was used.Although some monolithic MIP columns have been prepared successfully, such columns often suffer from high backpressure and low efficiency 28, 29, which limit their application in practical separations. Several methods, for

59、 example increasing the amount of cyclohexanol and adding the latex beads to the polymerization mixture, have been used to overcome this problem by increasing the permeability of rods, but the results have been unsatisfactory.To improve selectivity and efficiency, a new in-situ molecular imprinting

60、polymerization process was introduced in which toluene and 1-dodecanol, in appropriate ratios, were used as porogenic solvents of relatively low polarity30. Diastereomers of cinchonine and cinchonidine were fully separated by both isocratic and gradient elution on the chiral monolithic column obtain

61、ed. Because of the large pores in the chiral monolithic column, backpressure was low during the separation process and a separation factor of 3.18 was achieved at 1.0 mL min-1. When the flow rate was 2.0mL min-1 the backpressure reached 1.08 Mpa only.Yang et al. 31 prepared MIP rods using aminoantip

62、yrine as template. Recognition by the molecularly imprinted polymer rod was evaluated by comparing the retention of aminoantipyrine and its analogues. A mechanism was proposed for the molecular-recognition process and the effects of chemically functional groups on the separation and contributions of

63、 ionic and hydrogen-bonding interactions to the separation were also investigated. A monolithic molecularlyimprinted polymer was also prepared using nateglinide(N-(trans-4-isopropylcyclohexylcarbonyl)-D- phenylalanine) as template 32. The column was successfully used for chiral separation and the ch

64、aracteristics of molecular recognition were studied.Later, Huang et al.33 used their improved method for preparation of molecularly imprinted monolithic stationary phases with both good flowthrough properties and high resolution in the liquid chromatographic separation of chiral compounds. Selected

65、enantiomers of amino acid derivatives and diastereomers of cinchona alkaloids were completely resolved by use of the monolithic stationary phases. These stationary phases had large through-pores and, therefore, developed very low backpressure, leading to accelerated separation of enantiomers and diastereomers at elevated flow-rates. This result is particularly impressive, because long separation times are usually a serious drawback in s