La preparación positiva de capilares de vidrio se refiere al tratamiento de capilares de vidrio para que su superficie forme una carga positiva, aumentando así la fuerza de interacción entre su superficie y la muestra, que se utiliza comúnmente en la separación cromatográfica, la CE y otros experimentos científicos. La formación de cargas positivas se logra generalmente formando una capa catiónica en la superficie del tubo de vidrio. La siguiente es una breve descripción del método de preparación positiva del capilar de vidrio y los dispositivos relacionados:
1. métodos comunes para la preparación positiva de capilares de vidrio
(1) tratamiento químico de superficie
Este método trata químicamente la superficie del tubo de vidrio para que tenga una carga positiva en su superficie. Los métodos comunes de tratamiento químico de la superficie son:
Tratamiento con amoníaco: el tratamiento de capilares de vidrio con amoníaco (nh) puede hacer que la superficie del tubo de vidrio produzca grupos aminoácidos (- NH ₃ 2). Los grupos aminérgicos pueden tener cargas positivas en soluciones acuosas, formando así una superficie positiva. Este método se utiliza comúnmente en la cromatografía y la ce.
Tratamiento con ácido fluorhídrico: después de grabar la superficie del tubo de vidrio con ácido fluorhídrico, la superficie formará una capa de siloxano, que se tratará más a través de amoníaco u otros productos químicos para mejorar las características de carga positiva. Este método no solo puede mejorar las propiedades superficiales de los tubos de vidrio, sino también aumentar su hidrofílicidad.
Tratamiento de alquilación: a través de la alquilación, los grupos de alquilo (como metilo, etil) se agrupan en la superficie del vidrio, que pueden aumentar efectivamente la densidad de carga positiva en la superficie del vidrio.
(2) método electroquímico
El método electroquímico hace que la superficie del vidrio lleve una carga positiva a través de la acción de la corriente eléctrica. Los métodos electroquímicos comunes son:
Método de anodización: conectar el capilar de vidrio con el electrolito y formar una capa de anodización después de la electrificación. La capa puede tener una cierta carga positiva, lo que mejora la adsorción de iones en el capilar.
Método electrolítico: la superficie del tubo de vidrio se genera una carga positiva a través de una reacción electrolítica. Este método puede hacer que la superficie del tubo de vidrio forme una capa catiónica, que desempeña un papel en la mejora de la interacción con la muestra.
(3) método de tratamiento de plasma
El tratamiento por plasma utiliza plasma gaseoso para cambiar las propiedades químicas de la superficie del vidrio. Por lo general, se utilizan gases como nitrógeno y oxígeno para actuar sobre la superficie del vidrio a través de gases de plasma de baja temperatura, formando grupos con carga positiva. Este método es simple de operar y tiene buenos resultados, y a menudo se utiliza cuando se necesitan grandes cantidades de capilares de vidrio para el tratamiento.
(4) método de membrana monomolecular autoensamblada
La tecnología de monocapa autoensamblada (sam) ensambla las moléculas en la superficie del vidrio a través de la adsorción química, formando una película ordenada. La formación de cargas positivas en la superficie del vidrio se puede lograr seleccionando moléculas con grupos positivos, como moléculas de sal de amonio cuaternario. El método de membrana monomolecular autoensamblada tiene una buena uniformidad y estabilidad.
2. dispositivo para la preparación positiva de capilares de vidrio
Para lograr la preparación positiva de capilares de vidrio, generalmente se necesitan algunos dispositivos y equipos especiales. Los siguientes son los dispositivos comunes y sus funciones:
(1) planta de tratamiento químico
Dispositivo de ventilación: se utiliza para introducir gas amoniacal, oxígeno, ácido fluorhídrico y otros gases uniformemente en el interior del capilar de vidrio para lograr el efecto del tratamiento de superficie. Por lo general, se utilizan equipos como respiradores, medidores de flujo y válvulas de regulación de presión para controlar el flujo y la presión del gas.
Tanque de reacción química: utilizado para el tratamiento de inmersión de capilares de vidrio, en el que se colocan soluciones químicas específicas (como amoníaco, solución de ácido fluorhídrico, etc.) para lograr el efecto de tratamiento de superficie necesario mediante inmersión o agitación.
(2) dispositivo de tratamiento electroquímico
Electrolizador: utilizado para colocar capilares de vidrio en electrolitos y realizar anodización o tratamiento electrolítico a través de una corriente eléctrica aplicada. Las células electroliticas suelen estar equipadas con una fuente de alimentación, un dispositivo de calefacción, un dispositivo de agitación, etc.
Equipo de alimentación: utilizado para proporcionar corriente y voltaje estables y controlar la velocidad y el efecto del proceso electrolítico.
(3) equipo de procesamiento de plasma
Cámara de reacción de plasma: para contener capilares de vidrio y procesarlos por plasma. La Cámara de reacción puede estar equipada con un sistema de control de flujo de gas para controlar la proporción y el flujo de diferentes gases.
Fuente de alimentación de alta frecuencia: fuente de alimentación de alta frecuencia utilizada para producir plasma, generalmente con una frecuencia de unos 13,56 mhz. Una fuente de alimentación de alta frecuencia estimula moléculas de gas a través de campos magnéticos para formar plasma.
Bomba de vacío: se utiliza para mantener una presión baja en la Cámara de reacción y garantizar la generación efectiva y la estabilidad del plasma.
(4) equipo de monomembrana autoensamblado
Tanque de inmersión: para el tratamiento de inmersión de capilares de vidrio, generalmente equipado con un sistema de control de temperatura, que puede controlar con precisión la temperatura y garantizar que el proceso de Autoensamblaje se lleve a cabo sin problemas.
Dispositivo de limpieza por ultrasonido: durante el tratamiento, puede ser necesario utilizar un dispositivo de limpieza por ultrasonido para eliminar las impurezas en la superficie del capilar de vidrio y garantizar una buena adherencia de la película autoensamblada.
3. pasos operativos comunes
Preparación de capilares de vidrio: limpiar los capilares de vidrio, eliminar las impurezas superficiales y la grasa para garantizar el efecto del tratamiento.
Selección del método de tratamiento: de acuerdo con las necesidades reales, se seleccionan métodos como el tratamiento de amoníaco, el tratamiento electrolítico, el tratamiento de plasma o el tratamiento de película de autoensamblaje.
Tratamiento: el capilar de vidrio se trata de acuerdo con el método seleccionado para que su superficie tenga una carga positiva.
Prueba y verificación: el efecto del tratamiento se verifica probando indicadores como la densidad de carga superficial, la hidrofilicidad superficial y el rendimiento de separación.
Almacenamiento y uso: los capilares de vidrio tratados deben utilizarse a tiempo y, si no se utilizan durante mucho tiempo, deben mantenerse en un entorno adecuado para evitar la pérdida de carga superficial.
A través de estos métodos y dispositivos, las superficies positivas de los capilares de vidrio se pueden preparar de manera eficiente, lo que proporciona un fuerte apoyo para nuevos experimentos de separación.