中国科学院兰州化学物理研究所邱洪灯研究员带领的手性分离与微纳分析课题组在温和条件下制备出粒径/形貌可控的共价有机纳米材料，基于共价有机纳米球(CONs)均匀的粒径/形貌、优异的热/溶剂稳定性、良好的分散性等优势，以静态涂渍的方式制备了毛细管气相色谱柱，实现了直链烷烃、脂肪酸乙酯、醇、酮、硝基甲苯异构体、硝基苯胺异构体、戊醇异构体和二氯苯异构体的高分辨率气相色谱分离（Chemical Communications, 2019, 55, 10908-10911）。

 

　　     

图1. 亚胺键连接的其它共价有机纳米材料的反应试剂对及相应的透射电镜图（左），CONs在气相色谱分离中的应用（右）

 

　　另外，还制备了聚乙烯亚胺（PEI）、PEI碳点（PEICD）、PEI碳点掺杂PEI共键合的硅胶填料，用作新型亲水色谱（HILIC）固定相。结果表明，通过共键合模式制备的固定相具有更好的分离选择型和对极性分析物更好的保留能力，可实现11种碱基核苷以及9种人参皂苷的完全分离（Journal of Chromatography A, 2019, 1597, 142-148）。

 

　　

　　图2. 固定相的合成示意图

　　其次，制备了石墨烯量子点（GQDs）功能化的β-环糊精（β-CD）/纤维素硅胶填料，并将其用作HPLC手性固定相分离手性化合物。结果表明，GQDs可与分析物之间形成氢键、π-π作用等，显著增强β-CD/纤维素的对映体拆分性能。预计基于GQDs的手性复合材料和手性GQDs在手性分离和其他研究领域（如不对称合成，手性催化，手性识别和药物递送）具有广阔的应用前景（Journal of Chromatography A, 2019, 1600, 209-218）。

 

　　

　　图3. GQDs功能化的β-CD（上）/纤维素（下）手性固定相的合成示意图

 

　　 最后，以低共熔溶剂（DES）作为反应溶剂在二氧化硅表面进行硫醇-烯点击反应，将2-（甲基丙烯酸二甲基氨基）乙酯（DMAEMA）与衣康酸（IA）或丙烯酸（AA）共聚，制备出两种共聚物接枝的硅胶填料用作亲水色谱（HILIC）固定相。通过对核苷、碱基、糖类和氨基酸的分离性能的评价证实了这两种共聚物接枝的硅胶色谱固定相具有较高的分离选择性和较强的亲水色谱保留行为（Journal of Chromatography A, in press）。在此基础上，我们总结了低共熔溶剂（DES）在色谱技术各个方面（如：固定相、流动相以及色谱材料的制备过程）的应用。重点讨论了DES的引入对色谱性能的影响，为进一步开发DES在色谱中的应用提供了指导（Trends in Analytical Chemistry, 2019, 120, 115623）。另外，我们还概述了共价有机框架材料（COF）的制备及其在分离（固相萃取，膜分离和色谱分离）和分析中（化学传感，光谱检测）的应用。详细讨论了COF与目标化合物之间的相互作用原理以及COF在分析化学的应用中面临的挑战和可能的发展趋势（Trends in Analytical Chemistry,2019, 113, 182-193）。

 

图4. 固定相的制备示意图

 

　　以上工作得到了国家自然科学基金、中科院“西部之光”项目、甘肃省自然科学基金和兰州化物所“一三五”战略规划重点培育项目的资助。