一种基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱制备方法技术领域
本发明涉及分析检测和微纳米技术领域，具体涉及一种整体柱的制备方法。
背景技术
整体柱作为一种分离富集填充柱，是近年来发展非常迅速的一种新型的色谱柱，
具备分离效率高，生物相容性好，通透性好，制备技术简单等优点，广泛的应用于高效液相
色谱、微纳升高效液相色谱、毛细管电色谱等分析仪器上。目前，制备的整体柱按其合成材
料的属性可分为两大类：有机聚合物填充和无机材料填充。制备方法相对单一，两类整体柱
各有优缺点，要使不同材料的优越性充分发挥。而两种整体柱材料亲疏水性各不相同，而对
于分离富集亲疏水性不同分子时，两种整体柱材料显得性能单一，所以制备亲疏水性具有
各向异性的材料显得尤为重要。
Pickering乳液是指利用微纳米材料稳定的乳液，这种乳液是名字为Pickering的
研究者对固体粒子稳定的乳液进行了系统的研究后，此后科研工作者们把固体粒子稳定的
乳液称为Pickering微乳液。利用乳液双向体系可以制备出特殊结构的材料，例如Janus结
构的材料等是表面具有不同亲疏水性。而利用Pickering乳液技术填充的整体柱，可以制备
出各向异性整体柱填充材料，从而提高对样品的分离和富集。目前为止，还没有将
Pickering乳液填充的整体柱的报道，因此，开展Pickering乳液填充的整体柱的制备工作
以及材料的应用将具有重要的学术意义和现实意义。
发明内容
本发明的目的是要解决现有整体柱的填料亲疏水性各不相同，不能同时分离富集
亲疏水性不同的分子的问题，而提供一种基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整
体柱制备方法。
一种基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱制备方法，具体是按以
下步骤完成的：
一、制备纳米粒子稳定Pickering乳液：
将纳米材料与油相混合，再超声分散10min～60min，加入水相后再涡旋混合1min
～10min，得到纳米粒子稳定Pickering乳液；
步骤一中所述的油相为溶剂和硅烷的混合液，溶剂和硅烷的混合液中硅烷与溶剂
的体积比为(5μL～30μL):1mL；
步骤一中所述的水相为蒸馏水和聚电解质的混合液；所述的水相中聚电解质与蒸
馏水的体积比为(2μL～8μL):1mL；
步骤一中所述的纳米材料的质量与油相的体积比为1mg:(0.3mL～5mL)；
步骤一中所述的水相与油相的体积比为(0.1～10):100；
步骤一中所述的纳米材料为管状纳米材料、片层纳米材料和球形纳米粒子中的一
种或其中几种的混合物；
二、整体柱预处理：
依次使用丙酮、浓度为1mol·L-1的NaOH溶液、浓度为1mol·L-1的HCl溶液、高纯水
和丙酮对毛细管各冲洗10min～30min，再将体积分数为10％～50％的γ-MAPS的丙酮溶液
注入到毛细管中，将毛细管的两端用硅胶塞密封，再置于温度为40℃～70℃的烘箱中加热
8h～14h，再打开毛细管两端的硅胶塞，再使用丙酮对毛细管冲洗10min～30min，再使用氮
气将毛细管吹干，得到预处理后的整体柱；
步骤二中所述的γ-MAPS的丙酮溶液的体积占毛细管体积的50％～98％；
三、整体柱内填充Pickering乳液：
将注射器固定在注射泵上，再将步骤一中得到的纳米粒子稳定Pickering乳液以
0.01mL·min-1～0.5mL·min-1的流速注入到预处理后的整体柱内，再将毛细管的两端用硅
胶塞密封，得到填充好的整体柱；将填充好的整体柱放入温度为30℃～200℃的烘箱中固化
1h～48h；得到固化的整体柱；
步骤三中所述的纳米粒子稳定Pickering乳液的体积占毛细管体积的90％～
100％；
四、整体柱洗脱：
打开毛细管两端的硅胶塞，向固化的整体柱中分别通入去离子水和无水乙醇的混
合液洗脱30min～60min，得到基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱；
步骤四中所述的基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱的孔隙率为
0.42～0.67。
本发明的原理及优点：
一、本发明制备的纳米粒子稳定Pickering乳液是Janus结构的材料，此材料具有
不同亲疏水性，因为用于稳定的Pickering乳液的两种纳米粒子可以其中一种是亲水的，另
一种是疏水的，所以由此Pickering乳液制备的材料也是具有两面性的，称之为Janus结构，
即一部分是亲水，一部分是疏水；
二、本发明制备纳米粒子稳定Pickering乳液作为整体毛细管的填料，得到一种新
型的纳米粒子修饰的整体柱，其可以用于固相微萃取，也可以用于微纳升液相色谱柱；这种
以纳米粒子稳定的Pickering乳液作为毛细管柱的填料方法是国内首创，至今未见报道；
三、本发明制备的基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱具有可调
控的孔结构，具有良好的生物相容性；集萃取、净化、富集于一体，且可与多种分析仪器实现
离线/在线联用；本发明利用Pickering乳液制备技术，合成新型的三维立体结构的整体柱，
成功制备出具有各向异性的整体柱填充材料，丰富整体柱的制备方法，扩大整体柱的种类，
为色谱微分离技术的发展奠定基础，具有重要的学术意义和现实意义；
四、本发明利用新型的Pickering乳液制备技术结合和整体柱的多重优势，成功制
备具有各向异性的整体柱填充材料，即纳米粒子稳定Pickering乳液毛细管柱，并且对样品
中亲疏性，或是极性不同的分子、蛋白质等物质的检测提供快速、高效、方便、简单的分离新
材料，非常适合于化妆品样品中糖皮质激素类物质的分析，在激素类物质分离和固相微萃
取领域具有极大的应用潜能；
五、本发明方法具有快速、高效、便捷、成本低、环境友好的优点，同时可大量制备
并重复使用。
本发明可获得一种基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱制备方
法。
附图说明：
图1为实施例七制备的基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱的截
面扫描电镜图；
图2为色谱图，图2中A为直接液相-质谱分析的色谱曲线，B为经过实施例七制备的
基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱萃取、解析后测定的液相-质谱分析的
色谱曲线，3为地塞米松色谱峰，4为倍他米松色谱峰；
图3为色谱图，图3中A为直接液相-质谱分析的色谱曲线，B为经过实施例七制备的
基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱萃取、解析后测定的液相-质谱分析的
色谱曲线，1为泼尼松龙，2为可的松。
具体实施方式：
下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
具体实施方式一：本实施方式是一种基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料
的整体柱制备方法，该方法具体是按以下步骤完成的：
一、制备纳米粒子稳定Pickering乳液：
将纳米材料与油相混合，再超声分散10min～60min，加入水相后再涡旋混合1min
～10min，得到纳米粒子稳定Pickering乳液；
步骤一中所述的油相为溶剂和硅烷的混合液，溶剂和硅烷的混合液中硅烷与溶剂
的体积比为(5μL～30μL):1mL；
步骤一中所述的水相为蒸馏水和聚电解质的混合液；所述的水相中聚电解质与蒸
馏水的体积比为(2μL～8μL):1mL；
步骤一中所述的纳米材料的质量与油相的体积比为1mg:(0.3mL～5mL)；
步骤一中所述的水相与油相的体积比为(0.1～10):100；
步骤一中所述的纳米材料为管状纳米材料、片层纳米材料和球形纳米粒子中的一
种或其中几种的混合物；
二、整体柱预处理：
依次使用丙酮、浓度为1mol·L-1的NaOH溶液、浓度为1mol·L-1的HCl溶液、高纯水
和丙酮对毛细管各冲洗10min～30min，再将体积分数为10％～50％的γ-MAPS的丙酮溶液
注入到毛细管中，将毛细管的两端用硅胶塞密封，再置于温度为40℃～70℃的烘箱中加热
8h～14h，再打开毛细管两端的硅胶塞，再使用丙酮对毛细管冲洗10min～30min，再使用氮
气将毛细管吹干，得到预处理后的整体柱；
步骤二中所述的γ-MAPS的丙酮溶液的体积占毛细管体积的50％～98％；
三、整体柱内填充Pickering乳液：
将注射器固定在注射泵上，再将步骤一中得到的纳米粒子稳定Pickering乳液以
0.01mL·min-1～0.5mL·min-1的流速注入到预处理后的整体柱内，再将毛细管的两端用硅
胶塞密封，得到填充好的整体柱；将填充好的整体柱放入温度为30℃～200℃的烘箱中固化
1h～48h；得到固化的整体柱；
步骤三中所述的纳米粒子稳定Pickering乳液的体积占毛细管体积的90％～
100％；
四、整体柱洗脱：
打开毛细管两端的硅胶塞，向固化的整体柱中分别通入去离子水和无水乙醇的混
合液洗脱30min～60min，得到基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱；
步骤四中所述的基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱的孔隙率为
0.42～0.67。
本实施方式的原理及优点：
一、本实施方式制备的纳米粒子稳定Pickering乳液是Janus结构的材料，此材料
具有不同亲疏水性，因为用于稳定的Pickering乳液的两种纳米粒子可以其中一种是亲水
的，另一种是疏水的，所以由此Pickering乳液制备的材料也是具有两面性的，称之为Janus
结构，即一部分是亲水，一部分是疏水；
二、本实施方式制备纳米粒子稳定Pickering乳液作为整体毛细管的填料，得到一
种新型的纳米粒子修饰的整体柱，其可以用于固相微萃取，也可以用于微纳升液相色谱柱；
这种以纳米粒子稳定的Pickering乳液作为毛细管柱的填料方法是国内首创，至今未见报
道；
三、本实施方式制备的基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱具有
可调控的孔结构，具有良好的生物相容性；集萃取、净化、富集于一体，且可与多种分析仪器
实现离线/在线联用；本实施方式利用Pickering乳液制备技术，合成新型的三维立体结构
的整体柱，成功制备出具有各向异性的整体柱填充材料，丰富整体柱的制备方法，扩大整体
柱的种类，为色谱微分离技术的发展奠定基础，具有重要的学术意义和现实意义；
四、本实施方式利用新型的Pickering乳液制备技术结合和整体柱的多重优势，成
功制备具有各向异性的整体柱填充材料，即纳米粒子稳定Pickering乳液毛细管柱，并且对
样品中亲疏性，或是极性不同的分子、蛋白质等物质的检测提供快速、高效、方便、简单的分
离新材料，非常适合于化妆品样品中糖皮质激素类物质的分析，在激素类物质分离和固相
微萃取领域具有极大的应用潜能；
五、本实施方式方法具有快速、高效、便捷、成本低、环境友好的优点，同时可大量
制备并重复使用。
本实施方式可获得一种基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱制备
方法。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：步骤一中所述的超声
分散的功率为30W～80W。其他步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：步骤一中所
述的涡旋混合的转速为500r/min～3000r/min。其他步骤与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤四中所
述的去离子水与无水乙醇的混合液中去离子水与无水乙醇的体积比为1:1。其他步骤与具
体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：步骤一中所
述的聚电解质为聚二烯基丙二甲基氯化铵、聚乙烯亚胺、聚烯丙基胺盐酸盐。其他步骤与具
体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：步骤一中所
述的片层纳米材料为改性石墨烯或二硫化钼纳米片；步骤一中所述的管状纳米材料为改性
碳纳米管或二氧化钛纳米管；步骤一中所述的球形纳米粒子为改性Fe3O4、二氧化硅、二氧化
钛、二氧化铈或氧化锆。其他步骤与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：所述的改性
石墨烯是按以下步骤制备的：
向圆底烧瓶中加入40mg氧化石墨烯和40mL蒸馏水，混合后超声分散5min，再加入
0.270g FeCl3·6H2O和0.528g抗坏血酸，再超声分散15min，再加入10mL水合肼，再在搅拌下
和温度为50℃下回流，直至溶液变黑，得到混合液；将混合液转移到不锈钢聚四氟的高压反
应釜中，再在180℃下反应8h，再自然冷却后取出，再进行磁分离，得到产物，使用去离子水
洗涤到产物呈中性，再在温度为60℃下真空干燥1h～12h，得到改性石墨烯。其他步骤与具
体实施方式一至六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是：所述的改性
碳纳米管是按以下步骤制备的：
将0.2g碳纳米管加入到50mL浓度为3.0mol L-1的HNO3溶液中，再在温度为60℃下
超声分散15min，得到反应物；使用去离子水清洗反应物3次，再在温度为60℃下真空干燥1h
～12h，得到改性碳纳米管；所述的碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管。其他步骤与
具体实施方式一至七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是：所述的改性
Fe3O4是按以下步骤制备的：
将1.5g FeCl3·6H2O溶于30mL乙二醇中，磁力搅拌得到黄色透明溶液，然后加入
0.45g柠檬酸三钠和4.5g无水乙酸钠，磁力搅拌20min，得到混合液；将混合液转入不锈钢聚
四氟内胆反应釜中，再在温度为200℃下反应8h，待冷却室温后，将所得黑色产物离心分离，
再使用无水乙醇清洗3次，然后使用去离子水洗3次，再在温度为60℃下干燥真空，得到改性
Fe3O4。其他步骤与具体实施方式一至八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同点是：步骤一中所
述的硅烷为十八烷基三甲氧基硅烷、正癸二甲基甲氧硅烷、(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷、脲
丙基三乙氧基硅烷或N-(β-氨乙基-γ-氨丙基)甲基二甲氧基硅烷；所述的溶剂为己烷、癸
烷、庚烷或甲苯。其他步骤与具体实施方式一至九相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例一：一种基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱制备方法，该
方法具体是按以下步骤完成的：
一、制备纳米粒子稳定Pickering乳液：
将纳米材料与油相混合，再超声分散15min，加入水相后再涡旋混合1min，得到纳
米粒子稳定Pickering乳液；
步骤一中所述的油相为溶剂和硅烷的混合液，溶剂和硅烷的混合液中硅烷与溶剂
的体积比为10μL:1mL；所述的溶剂为己烷；所述的硅烷为十八烷基三甲氧基硅烷；
步骤一中所述的水相为蒸馏水和聚电解质的混合液；所述的水相中聚电解质与蒸
馏水的体积比为4μL:1mL；所述的聚电解质为聚二烯基丙二甲基氯化铵；
步骤一中所述的纳米材料的质量与油相的体积比为1mg:1.01mL；
步骤一中所述的水相与油相的体积比为0.1:100；
步骤一中所述的纳米材料为改性Fe3O4和改性碳纳米管的混合物；所述的纳米材料
中改性Fe3O4与改性碳纳米管的质量比为1:9；
所述的改性Fe3O4是按以下步骤制备的：将1.5g FeCl3·6H2O溶于30mL乙二醇中，
磁力搅拌得到黄色透明溶液，然后加入0.45g柠檬酸三钠和4.5g无水乙酸钠，磁力搅拌
20min，得到混合液；将混合液转入不锈钢聚四氟内胆反应釜中，再在温度为200℃下反应
8h，待冷却室温后，将所得黑色产物离心分离，再使用无水乙醇清洗3次，然后使用去离子水
洗3次，再在温度为60℃下干燥真空，得到改性Fe3O4；
所述的改性碳纳米管是按以下步骤制备的：将0.2g碳纳米管加入到50mL浓度为
3.0mol L-1的HNO3溶液中，再在温度为60℃下超声分散15min，得到反应物；使用去离子水清
洗反应物3次，再在温度为60℃下真空干燥2h，得到改性碳纳米管；所述的碳纳米管为单壁
碳纳米管；
二、整体柱预处理：
依次使用丙酮、浓度为1mol·L-1的NaOH溶液、浓度为1mol·L-1的HCl溶液、高纯水
和丙酮对毛细管各冲洗30min，再将体积分数为40％的γ-MAPS的丙酮溶液注入到毛细管
中，将毛细管的两端用硅胶塞密封，再置于温度为60℃的烘箱中加热10h，再打开毛细管两
端的硅胶塞，再使用丙酮对毛细管冲洗30min，再使用氮气将毛细管吹干，得到预处理后的
整体柱；
步骤二中所述的γ-MAPS的丙酮溶液的体积占毛细管体积的90％；
三、整体柱内填充Pickering乳液：
将注射器固定在注射泵上，再将步骤一中得到的纳米粒子稳定Pickering乳液以
0.01mL·min-1的流速注入到预处理后的整体柱内，再将毛细管的两端用硅胶塞密封，得到
填充好的整体柱；将填充好的整体柱放入温度为60℃的烘箱中固化18h；得到固化的整体
柱；
步骤三中所述的纳米粒子稳定Pickering乳液的体积占毛细管体积的90％；
四、整体柱洗脱：
打开毛细管两端的硅胶塞，向固化的整体柱中分别通入去离子水和无水乙醇的混
合液洗脱30min，得到基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱；
步骤四中所述的基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱的孔隙率为
0.42。
实施例二：一种基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱制备方法，该
方法具体是按以下步骤完成的：
一、制备纳米粒子稳定Pickering乳液：
将纳米材料与油相混合，再超声分散15min，加入水相后再涡旋混合1min，得到纳
米粒子稳定Pickering乳液；
步骤一中所述的油相为溶剂和硅烷的混合液，溶剂和硅烷的混合液中硅烷与溶剂
的体积比为10μL:1mL；所述的溶剂为己烷；所述的硅烷为十八烷基三甲氧基硅烷；
步骤一中所述的水相为蒸馏水和聚电解质的混合液；所述的水相中聚电解质与蒸
馏水的体积比为2μL:1mL；所述的聚电解质为聚二烯基丙二甲基氯化铵；
步骤一中所述的纳米材料的质量与油相的体积比为1mg:1.01mL；
步骤一中所述的水相与油相的体积比为0.2:100；
步骤一中所述的纳米材料为改性Fe3O4和改性碳纳米管的混合物；所述的纳米材料
中改性Fe3O4与改性碳纳米管的质量比为1:9；
所述的改性Fe3O4是按以下步骤制备的：将1.5g FeCl3·6H2O溶于30mL乙二醇中，
磁力搅拌得到黄色透明溶液，然后加入0.45g柠檬酸三钠和4.5g无水乙酸钠，磁力搅拌
20min，得到混合液；将混合液转入不锈钢聚四氟内胆反应釜中，再在温度为200℃下反应
8h，待冷却室温后，将所得黑色产物离心分离，再使用无水乙醇清洗3次，然后使用去离子水
洗3次，再在温度为60℃下干燥真空，得到改性Fe3O4；
所述的改性碳纳米管是按以下步骤制备的：将0.2g碳纳米管加入到50mL浓度为
3.0mol L-1的HNO3溶液中，再在温度为60℃下超声分散15min，得到反应物；使用去离子水清
洗反应物3次，再在温度为60℃下真空干燥2h，得到改性碳纳米管；所述的碳纳米管为单壁
碳纳米管；
二、整体柱预处理：
依次使用丙酮、浓度为1mol·L-1的NaOH溶液、浓度为1mol·L-1的HCl溶液、高纯水
和丙酮对毛细管各冲洗30min，再将体积分数为50％的γ-MAPS的丙酮溶液注入到毛细管
中，将毛细管的两端用硅胶塞密封，再置于温度为60℃的烘箱中加热10h，再打开毛细管两
端的硅胶塞，再使用丙酮对毛细管冲洗30min，再使用氮气将毛细管吹干，得到预处理后的
整体柱；
步骤二中所述的γ-MAPS的丙酮溶液的体积占毛细管体积的97％；
三、整体柱内填充Pickering乳液：
将注射器固定在注射泵上，再将步骤一中得到的纳米粒子稳定Pickering乳液以
0.01mL·min-1的流速注入到预处理后的整体柱内，再将毛细管的两端用硅胶塞密封，得到
填充好的整体柱；将填充好的整体柱放入温度为60℃的烘箱中固化20h；得到固化的整体
柱；
步骤三中所述的纳米粒子稳定Pickering乳液的体积占毛细管体积的95％；
四、整体柱洗脱：
打开毛细管两端的硅胶塞，向固化的整体柱中分别通入去离子水和无水乙醇的混
合液洗脱30min，得到基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱；
步骤四中所述的基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱的孔隙率为
0.52。
实施例三：一种基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱制备方法，该
方法具体是按以下步骤完成的：
一、制备纳米粒子稳定Pickering乳液：
将纳米材料与油相混合，再超声分散15min，加入水相后再涡旋混合1min，得到纳
米粒子稳定Pickering乳液；
步骤一中所述的油相为溶剂和硅烷的混合液，溶剂和硅烷的混合液中硅烷与溶剂
的体积比为20μL:1mL；所述的溶剂为己烷；所述的硅烷为十八烷基三甲氧基硅烷；
步骤一中所述的水相为蒸馏水和聚电解质的混合液；所述的水相中聚电解质与蒸
馏水的体积比为3μL:1mL；所述的聚电解质为聚二烯基丙二甲基氯化铵；
步骤一中所述的纳米材料的质量与油相的体积比为1mg:1.01mL；
步骤一中所述的水相与油相的体积比为0.5:100；
步骤一中所述的纳米材料为改性Fe3O4和改性碳纳米管的混合物；所述的纳米材料
中改性Fe3O4与改性碳纳米管的质量比为1:9；
所述的改性Fe3O4是按以下步骤制备的：将1.5g FeCl3·6H2O溶于30mL乙二醇中，
磁力搅拌得到黄色透明溶液，然后加入0.45g柠檬酸三钠和4.5g无水乙酸钠，磁力搅拌
20min，得到混合液；将混合液转入不锈钢聚四氟内胆反应釜中，再在温度为200℃下反应
8h，待冷却室温后，将所得黑色产物离心分离，再使用无水乙醇清洗3次，然后使用去离子水
洗3次，再在温度为60℃下干燥真空，得到改性Fe3O4；
所述的改性碳纳米管是按以下步骤制备的：将0.2g碳纳米管加入到50mL浓度为
3.0mol L-1的HNO3溶液中，再在温度为60℃下超声分散15min，得到反应物；使用去离子水清
洗反应物3次，再在温度为60℃下真空干燥2h，得到改性碳纳米管；所述的碳纳米管为单壁
碳纳米管；
二、整体柱预处理：
依次使用丙酮、浓度为1mol·L-1的NaOH溶液、浓度为1mol·L-1的HCl溶液、高纯水
和丙酮对毛细管各冲洗30min，再将体积分数为50％的γ-MAPS的丙酮溶液注入到毛细管
中，将毛细管的两端用硅胶塞密封，再置于温度为60℃的烘箱中加热10h，再打开毛细管两
端的硅胶塞，再使用丙酮对毛细管冲洗30min，再使用氮气将毛细管吹干，得到预处理后的
整体柱；
步骤二中所述的γ-MAPS的丙酮溶液的体积占毛细管体积的98％；
三、整体柱内填充Pickering乳液：
将注射器固定在注射泵上，再将步骤一中得到的纳米粒子稳定Pickering乳液以
0.01mL·min-1的流速注入到预处理后的整体柱内，再将毛细管的两端用硅胶塞密封，得到
填充好的整体柱；将填充好的整体柱放入温度为60℃的烘箱中固化24h；得到固化的整体
柱；
步骤三中所述的纳米粒子稳定Pickering乳液的体积占毛细管体积的98％；
四、整体柱洗脱：
打开毛细管两端的硅胶塞，向固化的整体柱中分别通入去离子水和无水乙醇的混
合液洗脱30min，得到基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱；
步骤四中所述的基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱的孔隙率为
0.48。
实施例四：一种基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱制备方法，该
方法具体是按以下步骤完成的：
一、制备纳米粒子稳定Pickering乳液：
将纳米材料与油相混合，再超声分散15min，加入水相后再涡旋混合1min，得到纳
米粒子稳定Pickering乳液；
步骤一中所述的油相为溶剂和硅烷的混合液，溶剂和硅烷的混合液中硅烷与溶剂
的体积比为10μL:1mL；所述的溶剂为己烷；所述的硅烷为十八烷基三甲氧基硅烷；
步骤一中所述的水相为蒸馏水和聚电解质的混合液；所述的水相中聚电解质与蒸
馏水的体积比为3μL:1mL；所述的聚电解质为聚二烯基丙二甲基氯化铵；
步骤一中所述的纳米材料的质量与油相的体积比为1mg:1.01mL；
步骤一中所述的水相与油相的体积比为1:100；
步骤一中所述的纳米材料为改性Fe3O4和改性碳纳米管的混合物；所述的纳米材料
中改性Fe3O4与改性碳纳米管的质量比为1:7；
所述的改性Fe3O4是按以下步骤制备的：将1.5g FeCl3·6H2O溶于30mL乙二醇中，
磁力搅拌得到黄色透明溶液，然后加入0.45g柠檬酸三钠和4.5g无水乙酸钠，磁力搅拌
20min，得到混合液；将混合液转入不锈钢聚四氟内胆反应釜中，再在温度为200℃下反应
8h，待冷却室温后，将所得黑色产物离心分离，再使用无水乙醇清洗3次，然后使用去离子水
洗3次，再在温度为60℃下干燥真空，得到改性Fe3O4；
所述的改性碳纳米管是按以下步骤制备的：将0.2g碳纳米管加入到50mL浓度为
3.0mol L-1的HNO3溶液中，再在温度为60℃下超声分散15min，得到反应物；使用去离子水清
洗反应物3次，再在温度为60℃下真空干燥2h，得到改性碳纳米管；所述的碳纳米管为单壁
碳纳米管；
二、整体柱预处理：
依次使用丙酮、浓度为1mol·L-1的NaOH溶液、浓度为1mol·L-1的HCl溶液、高纯水
和丙酮对毛细管各冲洗30min，再将体积分数为50％的γ-MAPS的丙酮溶液注入到毛细管
中，将毛细管的两端用硅胶塞密封，再置于温度为60℃的烘箱中加热10h，再打开毛细管两
端的硅胶塞，再使用丙酮对毛细管冲洗30min，再使用氮气将毛细管吹干，得到预处理后的
整体柱；
步骤二中所述的γ-MAPS的丙酮溶液的体积占毛细管体积的98％；
三、整体柱内填充Pickering乳液：
将注射器固定在注射泵上，再将步骤一中得到的纳米粒子稳定Pickering乳液以
0.01mL·min-1的流速注入到预处理后的整体柱内，再将毛细管的两端用硅胶塞密封，得到
填充好的整体柱；将填充好的整体柱放入温度为60℃的烘箱中固化48h；得到固化的整体
柱；
步骤三中所述的纳米粒子稳定Pickering乳液的体积占毛细管体积的99％；
四、整体柱洗脱：
打开毛细管两端的硅胶塞，向固化的整体柱中分别通入去离子水和无水乙醇的混
合液洗脱30min，得到基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱；
步骤四中所述的基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱的孔隙率为
0.53。
实施例五：一种基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱制备方法，该
方法具体是按以下步骤完成的：
一、制备纳米粒子稳定Pickering乳液：
将纳米材料与油相混合，再超声分散15min，加入水相后再涡旋混合1min，得到纳
米粒子稳定Pickering乳液；
步骤一中所述的油相为溶剂和硅烷的混合液，溶剂和硅烷的混合液中硅烷与溶剂
的体积比为10μL:1mL；所述的溶剂为己烷；所述的硅烷为十八烷基三甲氧基硅烷；
步骤一中所述的水相为蒸馏水和聚电解质的混合液；所述的水相中聚电解质与蒸
馏水的体积比为4μL:1mL；所述的聚电解质为聚二烯基丙二甲基氯化铵；
步骤一中所述的纳米材料的质量与油相的体积比为1mg:1.01mL；
步骤一中所述的水相与油相的体积比为1:100；
步骤一中所述的纳米材料为改性Fe3O4和改性石墨烯的混合物；所述的纳米材料中
改性Fe3O4与改性石墨烯的质量比为1:0.01；
所述的改性Fe3O4是按以下步骤制备的：将1.5g FeCl3·6H2O溶于30mL乙二醇中，
磁力搅拌得到黄色透明溶液，然后加入0.45g柠檬酸三钠和4.5g无水乙酸钠，磁力搅拌
20min，得到混合液；将混合液转入不锈钢聚四氟内胆反应釜中，再在温度为200℃下反应
8h，待冷却室温后，将所得黑色产物离心分离，再使用无水乙醇清洗3次，然后使用去离子水
洗3次，再在温度为60℃下干燥真空，得到改性Fe3O4；
所述的改性石墨烯是按以下步骤制备的：
向圆底烧瓶中加入40mg氧化石墨烯和40mL蒸馏水，混合后超声分散5min，再加入
0.270g FeCl3·6H2O和0.528g抗坏血酸，再超声分散15min，再加入10mL水合肼，再在搅拌下
和温度为50℃下回流，直至溶液变黑，得到混合液；将混合液转移到不锈钢聚四氟的高压反
应釜中，再在180℃下反应8h，再自然冷却后取出，再进行磁分离，得到产物，使用去离子水
洗涤到产物呈中性，再在温度为60℃下真空干燥2h，得到改性石墨烯；
二、整体柱预处理：
依次使用丙酮、浓度为1mol·L-1的NaOH溶液、浓度为1mol·L-1的HCl溶液、高纯水
和丙酮对毛细管各冲洗30min，再将体积分数为50％的γ-MAPS的丙酮溶液注入到毛细管
中，将毛细管的两端用硅胶塞密封，再置于温度为60℃的烘箱中加热10h，再打开毛细管两
端的硅胶塞，再使用丙酮对毛细管冲洗30min，再使用氮气将毛细管吹干，得到预处理后的
整体柱；
步骤二中所述的γ-MAPS的丙酮溶液的体积占毛细管体积的98％；
三、整体柱内填充Pickering乳液：
将注射器固定在注射泵上，再将步骤一中得到的纳米粒子稳定Pickering乳液以
0.01mL·min-1的流速注入到预处理后的整体柱内，再将毛细管的两端用硅胶塞密封，得到
填充好的整体柱；将填充好的整体柱放入温度为60℃的烘箱中固化12h；得到固化的整体
柱；
步骤三中所述的纳米粒子稳定Pickering乳液的体积占毛细管体积的99％；
四、整体柱洗脱：
打开毛细管两端的硅胶塞，向固化的整体柱中分别通入去离子水和无水乙醇的混
合液洗脱30min，得到基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱；
步骤四中所述的基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱的孔隙率为
0.46。
实施例六：一种基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱制备方法，该
方法具体是按以下步骤完成的：
一、制备纳米粒子稳定Pickering乳液：
将纳米材料与油相混合，再超声分散15min，加入水相后再涡旋混合1min，得到纳
米粒子稳定Pickering乳液；
步骤一中所述的油相为溶剂和硅烷的混合液，溶剂和硅烷的混合液中硅烷与溶剂
的体积比为20μL:1mL；所述的溶剂为己烷；所述的硅烷为十八烷基三甲氧基硅烷；
步骤一中所述的水相为蒸馏水和聚电解质的混合液；所述的水相中聚电解质与蒸
馏水的体积比为6μL:1mL；所述的聚电解质为聚二烯基丙二甲基氯化铵；
步骤一中所述的纳米材料的质量与油相的体积比为1mg:1.01mL；
步骤一中所述的水相与油相的体积比为1:100；
步骤一中所述的纳米材料为改性Fe3O4和改性石墨烯的混合物；所述的纳米材料中
改性Fe3O4与改性石墨烯的质量比为1.0:0.05；
所述的改性Fe3O4是按以下步骤制备的：将1.5g FeCl3·6H2O溶于30mL乙二醇中，
磁力搅拌得到黄色透明溶液，然后加入0.45g柠檬酸三钠和4.5g无水乙酸钠，磁力搅拌
20min，得到混合液；将混合液转入不锈钢聚四氟内胆反应釜中，再在温度为200℃下反应
8h，待冷却室温后，将所得黑色产物离心分离，再使用无水乙醇清洗3次，然后使用去离子水
洗3次，再在温度为60℃下干燥真空，得到改性Fe3O4；
所述的改性石墨烯是按以下步骤制备的：
向圆底烧瓶中加入40mg氧化石墨烯和40mL蒸馏水，混合后超声分散5min，再加入
0.270g FeCl3·6H2O和0.528g抗坏血酸，再超声分散15min，再加入10mL水合肼，再在搅拌下
和温度为50℃下回流，直至溶液变黑，得到混合液；将混合液转移到不锈钢聚四氟的高压反
应釜中，再在180℃下反应8h，再自然冷却后取出，再进行磁分离，得到产物，使用去离子水
洗涤到产物呈中性，再在温度为60℃下真空干燥2h，得到改性石墨烯；
二、整体柱预处理：
依次使用丙酮、浓度为1mol·L-1的NaOH溶液、浓度为1mol·L-1的HCl溶液、高纯水
和丙酮对毛细管各冲洗30min，再将体积分数为50％的γ-MAPS的丙酮溶液注入到毛细管
中，将毛细管的两端用硅胶塞密封，再置于温度为60℃的烘箱中加热10h，再打开毛细管两
端的硅胶塞，再使用丙酮对毛细管冲洗30min，再使用氮气将毛细管吹干，得到预处理后的
整体柱；
步骤二中所述的γ-MAPS的丙酮溶液的体积占毛细管体积的98％；
三、整体柱内填充Pickering乳液：
将注射器固定在注射泵上，再将步骤一中得到的纳米粒子稳定Pickering乳液以
0.01mL·min-1的流速注入到预处理后的整体柱内，再将毛细管的两端用硅胶塞密封，得到
填充好的整体柱；将填充好的整体柱放入温度为60℃的烘箱中固化18h；得到固化的整体
柱；
步骤三中所述的纳米粒子稳定Pickering乳液的体积占毛细管体积的99％；
四、整体柱洗脱：
打开毛细管两端的硅胶塞，向固化的整体柱中分别通入去离子水和无水乙醇的混
合液洗脱30min，得到基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱；
步骤四中所述的基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱的孔隙率为
0.43。
实施例七：一种基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱制备方法，该
方法具体是按以下步骤完成的：
一、制备纳米粒子稳定Pickering乳液：
将纳米材料与油相混合，再超声分散15min，加入水相后再涡旋混合1min，得到纳
米粒子稳定Pickering乳液；
步骤一中所述的油相为溶剂和硅烷的混合液，溶剂和硅烷的混合液中硅烷与溶剂
的体积比为10μL:1mL；所述的溶剂为己烷；所述的硅烷为十八烷基三甲氧基硅烷；
步骤一中所述的水相为蒸馏水和聚电解质的混合液；所述的水相中聚电解质与蒸
馏水的体积比为4μL:1mL；所述的聚电解质为聚二烯基丙二甲基氯化铵；
步骤一中所述的纳米材料的质量与油相的体积比为1mg:1.01mL；
步骤一中所述的水相与油相的体积比为1:100；
步骤一中所述的纳米材料为改性Fe3O4和改性石墨烯的混合物；所述的纳米材料中
改性Fe3O4与改性石墨烯的质量比为1:0.1；
所述的改性Fe3O4是按以下步骤制备的：将1.5g FeCl3·6H2O溶于30mL乙二醇中，
磁力搅拌得到黄色透明溶液，然后加入0.45g柠檬酸三钠和4.5g无水乙酸钠，磁力搅拌
20min，得到混合液；将混合液转入不锈钢聚四氟内胆反应釜中，再在温度为200℃下反应
8h，待冷却室温后，将所得黑色产物离心分离，再使用无水乙醇清洗3次，然后使用去离子水
洗3次，再在温度为60℃下干燥真空，得到改性Fe3O4；
所述的改性石墨烯是按以下步骤制备的：
向圆底烧瓶中加入40mg氧化石墨烯和40mL蒸馏水，混合后超声分散5min，再加入
0.270g FeCl3·6H2O和0.528g抗坏血酸，再超声分散15min，再加入10mL水合肼，再在搅拌下
和温度为50℃下回流，直至溶液变黑，得到混合液；将混合液转移到不锈钢聚四氟的高压反
应釜中，再在180℃下反应8h，再自然冷却后取出，再进行磁分离，得到产物，使用去离子水
洗涤到产物呈中性，再在温度为60℃下真空干燥2h，得到改性石墨烯；
二、整体柱预处理：
依次使用丙酮、浓度为1mol·L-1的NaOH溶液、浓度为1mol·L-1的HCl溶液、高纯水
和丙酮对毛细管各冲洗30min，再将体积分数为50％的γ-MAPS的丙酮溶液注入到毛细管
中，将毛细管的两端用硅胶塞密封，再置于温度为60℃的烘箱中加热10h，再打开毛细管两
端的硅胶塞，再使用丙酮对毛细管冲洗30min，再使用氮气将毛细管吹干，得到预处理后的
整体柱；
步骤二中所述的γ-MAPS的丙酮溶液的体积占毛细管体积的98％；
三、整体柱内填充Pickering乳液：
将注射器固定在注射泵上，再将步骤一中得到的纳米粒子稳定Pickering乳液以
0.01mL·min-1的流速注入到预处理后的整体柱内，再将毛细管的两端用硅胶塞密封，得到
填充好的整体柱；将填充好的整体柱放入温度为60℃的烘箱中固化24h；得到固化的整体
柱；
步骤三中所述的纳米粒子稳定Pickering乳液的体积占毛细管体积的99％；
四、整体柱洗脱：
打开毛细管两端的硅胶塞，向固化的整体柱中分别通入去离子水和无水乙醇的混
合液洗脱30min，得到基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱；
步骤四中所述的基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱的孔隙率为
0.45。
图1为实施例七制备的基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱的截
面扫描电镜图；
从图1可知，纳米粒子稳定的Pickering乳液作为填料能将毛细管内部完全填满，
未见空隙，并且填料和毛细管内壁紧密结合，也未见脱离现象。
高效液相色谱-质谱条件：色谱分析所用色谱柱为Shim-pack VP-ODS C18柱
(250mm×4.6mm，5μm，Shimadzu，Japan)，流动相由(A)0.3％(v/v)甲酸水和(B)0.3％(v/v)
甲酸乙腈组成；进样量为5μL；柱温为30℃；流速为1.0mL min–1；分析中采用梯度洗脱。
化妆品样品分析地塞米松和倍他米松：配制加标的空白溶液样品，地塞米松、倍他
米松的加标浓度为10ng/mL。将10ng/mL的加标溶液直接液相-质谱分析的色谱图见图2中A
曲线；10ng/mL的加标溶液经过实施例七制备的基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料
的整体柱萃取、解析后测定的液相-质谱分析的色谱曲线见图2中B曲线；
图2为色谱图，图2中A为直接液相-质谱分析的色谱曲线，B为经过实施例七制备的
基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱萃取、解析后测定的液相-质谱分析的
色谱曲线，3为地塞米松色谱峰，4为倍他米松色谱峰；
从图2可知，对相同的10ng/mL加标液，经过实施例七制备的基于纳米粒子稳定
Pickering乳液作为填料的整体柱富集后的地塞米松和倍他米松的色谱峰面积明显高于未
经富集直接进样分析的，说明本发明制备的基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的
整体柱的优势，其在未来的实际应用中更具潜能。
化妆品样品分析泼尼松龙和可的松：配制加标的空白溶液样品，泼尼松龙、可的松
的加标浓度为10ng/mL。将10ng/mL的加标溶液直接液相-质谱分析的色谱图见图3中A曲线；
10ng/mL的加标溶液经过实施例七制备的基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整
体柱萃取、解析后测定的液相-质谱分析的色谱曲线见图3中B曲线；
图3为色谱图，图3中A为直接液相-质谱分析的色谱曲线，B为经过实施例七制备的
基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整体柱萃取、解析后测定的液相-质谱分析的
色谱曲线，1为泼尼松龙，2为可的松；
从图3可知，对相同的10ng/mL加标液，经过实施例七制备的基于纳米粒子稳定
Pickering乳液作为填料的整体柱富集后的泼尼松龙和可的松的色谱峰面积明显高于未经
富集直接进样分析的，说明本发明制备的基于纳米粒子稳定Pickering乳液作为填料的整
体柱的优势，其在未来的实际应用中更具潜能。