基于温敏性 N， N-二甲基丙烯酰胺/ N-异丙基丙烯酰胺无规共聚物的毛细管无胶电泳筛分介质

江凤浩, 洪瀚, 姜伯玮, 苏朝晖

应用化学 2023, 40 (9): 1312-1321. DOI:10.19894/j.issn.1000-0518.230125

摘要（219）

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本文合成了N，N-二甲基丙烯酰胺/N-异丙基丙烯酰胺无规共聚物（P（DMA-co-NIPAM））和聚N，N-二甲基丙烯酰胺（PDMA），并将二者共混制备毛细管无胶电泳筛分介质，旨在降低筛分介质粘度的同时增强其对DNA的分离性能。核磁共振氢谱（¹H NMR）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）证明了2种聚合物的成功合成。表征了P（DMA-co-NIPAM）/PDMA共混物溶液的流体力学直径（D_h）、低剪切粘度和吸光度，结果表明，P（DMA-co-NIPAM）聚合物具有温敏性，低临界溶解温度（LCST）为60~80 ℃。DNA筛分结果显示，PDMA中添加了10% P（DMA-co-NIPAM）的复合筛分介质性能最好，相比PDMA粘度降低19%以上，对大DNA片段的分辨率和理论塔板数均明显提高，分离时间缩短4%，显示了优良的分离性能。

综合考虑高筛分性能、低粘度、可自涂覆、在紫外-可见光区域无明显吸收、与DNA/染料分子没有特异性结合等要求，将 N， N-二甲基丙烯酰胺（DMAA）和 N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）共聚，得到P（DMA- co-NIPAM）无规共聚物，用于制备筛分介质。PDMA筛分性能优异且具有自涂覆性能，粘度比聚丙烯酰胺更低，NIPAM则是应用非常广泛的温敏性单体，通过控制单体比例共聚物的LCST可在32~72 ℃之间调节［14］。当温度升高直至大于聚合物的LCST时，P（DMA- co-NIPAM）在一定程度上发生皱缩，导致聚合物的“网孔”尺寸变小，如图1所示。

从核磁共振氢谱（辅助材料图S1A）清晰地看到DMAA聚合反应后代表单体的C C氢原子峰（6.62、6.06和5.71）消失，在2.30~2.73和1.16~1.77处出现了代表聚合物的经典包峰，且FT-IR光谱（辅助材料图S1B）中DMAA单体在1612 cm－1处的C C伸缩振动峰在反应产物中消失，证明PDMA聚合物的成功合成。GPC表征结果（辅助材料图S2）显示PDMA的数均相对分子质量（ M _n）为3.58×105，PDI=3.15。