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随着现代社会与科学技术的发展,复杂样品的高效快速分离分析对分离科学家提出了越来越高的要求。近年来,基于亚-2μm填料的超高压液相色谱技术、基于核-壳型填料的快速分离技术等的发展使液相色谱(HPLC)技术进入了快速分析全新的时代。表面多孔核-壳型色谱柱具有高柱效、高分辨和低背压的特点成为超快液相色谱分析的理想工具,已应用于复杂样品的高效快速分离分析中。但是目前核-壳型SiO2@SiO2微球的制备仍存在过程繁琐,粒径分布不均,壳层厚度及孔径的尺寸和结构无法有效控制等问题。聚合诱导胶体凝聚技术(polymerization-induced colloid aggregation,PICA)最早被用于制备全多孔二氧化硅微球,近年被用于核-壳二氧化硅微球的制备,虽然该方法简单快捷、成本低,易于放大,但制备过程中易出现团聚和二次成核现象,所制备的核-壳微球单分散性差,粒径不均一,必须进行分级筛分才能够投入使用,而且壳层厚度和孔径不易控制。针对PICA法在制备核-壳型SiO2@SiO2微球中存在的上述问题,本论文通过改进实验方法,优化实验条件,实现了核-壳型SiO2@SiO2微球的壳层厚度和孔径的可控制备,并将其应用于小分子和生物大分子的快速分离纯化中,取得了满意的结果。本论文主要完成了以下几个方面的研究工作:1.利用PICA法制备了核-壳型SiO2@SiO2微球。采用在80℃下中性乙醇中回流的方法,以γ-脲丙基三甲氧基硅烷为改性剂对无孔硅胶表面进行改性,得到了分散性良好的改性硅胶核,成功解决了改性硅胶核易发生团聚难题。通过对反应体系的pH、温度(T)、硅溶胶浓度(通过反应体系体积V控制)等影响反应速率的条件进行了优化,并选择合适的时间(t)终止反应,成功解决了利用PICA法制备SiO2@SiO2核-壳型微球过程中二次成核的难题。通过调控核/壳投料比和所使用硅溶胶纳米粒子的粒径,实现了不同壳层厚度和孔径的SiO2@SiO2核-壳微球的可控制备。2.用十八烷基氯硅烷对不同孔径和壳层厚度的SiO2@SiO2核-壳微球进行改性,制备成反相色谱填料,通过对5种芳香醇同系物、6种烷基苯同系物及6种蛋白质的色谱分离表明,所制备的核-壳柱可在2min内实现对小分子的快速分离,而对6种蛋白质的完全分离在1 min内就可完成。小孔径的核-壳柱适用于对小分子物质的分离分析,而大孔径的核-壳柱则对于蛋白质大分子物质具有良好的分离效果;在分离小分子时,壳层厚度应在150～200 nm较为合适,而在分离蛋白时500nm的厚度较为合适。表明利用PICA法制备的SiO2@SiO2核-壳微球可作为色谱基质在液相色谱快速分离分析方面具有很好的应用价值。3.将制备出的8 nm孔径CS-C18柱与液质联用技术结合,成功应用于牛肉中β受体激动剂、牛奶中三聚氰胺、蜂蜜中氯霉素含量的快速分离分析,同时在对葛根提取液中葛根素的分离也取得了理想的结果,表明8nm孔径核-壳微球适用于小分子溶质的快速分离分析。将20 nm孔径CS-C18柱用于对蛋白酶解液的分离分析,取得了较为理想的分离效果,表明20 nm孔径的核-壳微球能够实现对多肽类复杂样品的快速分离分析。而将40 nm孔径CS-C18柱用于对鸡蛋清中蛋白质的分离,4min内成功分离了三种蛋白质,表明40nm孔径的核-壳微球适合于生物大分子的快速分离纯化。