顺式二羟基分子,如糖、糖蛋白、核苷、RNA,是一类重要的生物分子,并在诸多方面发挥着重要的生物学意义。这些生物分子是目前组学研究中重要的目标化合物,如蛋白质组学中的糖蛋白和糖肽、代谢组学中的核苷以及糖组学中的单糖和多糖等。但是,这些生物分子在复杂生物样本中的丰度通常比较低,并伴随着高丰度的干扰组分。要对生物样本中的顺式二羟基生物分子进行研究,需要先对这些分子进行选择性分离富集。硼亲和整体柱结合了硼亲和技术和整体柱的优点,成为选择性分离富集顺式二羟基分子的重要工具,最近得到了迅速的发展。普通的硼亲和整体柱的结合pH值较高,需要在碱性环境下工作,高的pH环境会造成不稳定化合物的降解。我们课题组在降低硼亲和整体柱的结合pH方面做了大量的研究工作,已经将硼亲和整体柱的结合pH降低至中性。但是,硼亲和整体柱还存在着一些亟待解决的问题：1)虽然结合的pH值已经降低至中性,但是还不能满足处理酸性样品的需求,需要发展可以在酸性pH环境下工作的硼亲和整体柱。2)大部分的硼亲和整体柱的保留容量太低,不能很好地满足高通量处理生物样品的需求,所以需要发展高保留容量的硼亲和整体柱。针对上面的问题,本文主要从设计、合成高性能的苯硼酸配基入手,制备新颖的硼亲和整体柱来解决上面的问题。首先,我们设计合成了含有氨基活性反应位点的Wulff型苯硼酸频哪醇酯。Wulff型苯硼酸的pKa可低至6.7,将合成的Wulff型硼酸酯修饰到整体柱表面,可以将硼亲和的结合pH降低至5.5,从而将硼亲和的应用范围扩大至酸性环境。成功使用该整体柱从酸性的尿样中选择性地富集分离出修饰核苷,显示了该整体柱在处理组学研究中的酸性复杂生物样本方面的实用性。针对poly(GMA-co-PEGDA)整体柱疏水性强的问题,设计制备了亲水性的poly(GMA-co-AAM-co-MBAA)整体柱,并将含有氨基的Wulff型苯硼酸频哪醇酯修饰到该整体柱上,形成亲水性的硼亲和整体柱。疏水作用是影响硼亲和选择性的重要因素,亲水性的提高,抑制了疏水作用引起的非特异性吸附作用,大大提高了硼亲和整体柱对顺式二羟基化合物(如腺苷)的选择性。同时初步实现了对糖蛋白类物质的选择性富集,但是由于糖蛋白在该硼亲和整体柱上的亲和保留能力还不够强,糖蛋白并不能被完全抓取并富集。其次,针对硼亲和整体柱保留容量低以及前文中的硼亲和整体柱对糖蛋白的作用力较弱的问题,我们设计合成了具有吸电子基团的Improved Wulff型苯硼酸配基,3-羧基-邻羟甲基苯硼酸,该硼酸配基的pKa约为6.98。制备了该硼酸配基功能化的亲水性的poly(GMA-co-MBAA)整体柱。制备得到的硼亲和整体柱一方面显示了预期的性质：1)对顺式二羟基分子的选择性很好,可以在中性条件下富集分离糖蛋白；2)在酸性及中性条件下的保留容量都得到了极大的提高。另一方面还显示了一些独特的超出预期的性质：1)将硼亲和的结合pH降低至5.0,这是目前硼亲和色谱中最低的结合pH值；2)该整体柱在酸性等度洗脱条件下能够对核苷混合物进行分离,显示出显著的次级分离能力。该整体柱的这些特殊性质主要来自于Improved Wulff型硼酸配基独特的结构,这些性质很好的解决了硼亲和整体柱所面临的问题。最后,我们设计合成了含有吸电子基团的Wulff型苯硼酸配基。研究中发现Wulff型苯硼酸配基具有更低的pKa值,而吸电子基团可以降低苯硼酸的pKa值,所以将两种策略结合起来,希望能够进一步降低硼亲和的结合pH值,达到能够对所有的尿样直接进行分离分析。合成的硼酸配基具有更低的pKa值(6.5),与Wulff型苯硼酸在相同的测试方法下的pKa值(6.7)相比,降低了0.2个pH单位。