糖蛋白、核苷及糖类在分子结构上都含有一个或多个顺式二羟基基团,可通称为顺式二羟基生物分子。它们在生物体内种类繁多,分布广泛,与很多重要的生物学过程密切相关,也是组学研究的重要目标分子。因此研究顺式二羟基生物分子具有十分重要的生物学意义和临床应用价值。通常这些生物分子具有多种异构体或结构类似物,并且在复杂生物体系中的丰度非常低,也会受到高丰度组分的干扰。因此选择性的富集方法和高效的分离方法对于生物样品中顺式二羟基生物分子的研究十分关键。本论文针对顺式二羟基生物分子的富集和分离方法展开了比较系统的研究,发展出相应的新方法与新材料。促红细胞生成素(EPO)是一种重要的糖蛋白激素。重组人促红细胞生成素(rhEPO)在临床上用于治疗贫血病,但同时也被滥用于体育运动作兴奋剂。EPO具有多个糖结构差别很小的糖型,尿样和血样中的浓度很低及样品基质复杂,所以发展高分辨的分离方法、高灵敏的检测方法及有效的样品制备方法是EPO分析的关键。我们针对这几个方面进行了研究,提出一种基于免疫磁珠的萃取方法进行EPO糖型的萃取,搭建深紫外激光诱导荧光系统检测EPO的天然荧光,并采用毛细管区带电泳进行EPO糖型的高分辨分离。免疫磁珠萃取与毛细管电泳-深紫外激光诱导荧光的联用方法比常规的毛细管电泳紫外吸收检测方法的检测灵敏度提高了两个数量级。实验操作过程简单易行、无需荧光标记。发展的方法可以用于EPO药物的质控分析。但对血样和尿样进行EPO兴奋剂检测,检测的灵敏度仍需要进一步提高。大多数顺式二羟基生物分子亲水性较强,在反相分离技术如胶束毛细管电动色谱(MEKC)中很难达到令人满意的分离效果。我们发展出一种新颖的硼亲和辅助的胶束毛细管电动色谱法(BAA-MEKC)解决了这个问题。该方法通过在碱性背景缓冲溶液中加入含疏水烷基链的取代硼酸调节顺式二羟基生物分子的分离选择性。顺式二羟基分子与取代硼酸在碱性背景缓冲溶液中发生共价结合,生成带有一个负电荷的类似于表面活性剂结构的复合物。该复合物易嵌入阳离子表面活性剂胶束的疏水核。顺式二羟基化合物依据硼酸复合物与胶束及周围流动相的分配系数的差异进行分离。首先采用八种核苷作为模型化合物验证了提出的方法,结果表明硼亲和作用与MEKC相结合有效提高了核苷的分离选择性。然后采用发展的方法对尿样中的顺式二羟基化合物进行分离分析,结果表明它的分离选择性优于通常的MEKC和毛细管区带电泳,且能对尿样核苷进行定量分析。碱性环境中取代硼酸能与顺式二羟基生物分子发生共价结合,生成稳定的环状酯。当切换到酸性环境时该环状酯则解离。这种pH值开关性质使取代硼酸成为具有吸引力的亲和配基,被广泛应用于化学或生物传感、分离和药物输运等领域。近年来大孔整体材料、磁性纳米粒子和介孔材料等硼亲和材料,因能方便地萃取糖蛋白备受关注。但是大多数取代硼酸的亲和力较弱,通常与单糖或糖蛋白作用的解离常数在10-1-10-3M的范围内,传统的硼亲和材料不能对低浓度糖蛋白进行有效的富集,因此发展对糖蛋白具有高亲和力的取代硼酸的功能化材料是非常必要的。生物系统的分子识别为我们提供了一种思路,通常高亲和力抗体与目标分子之间很强的结合力源于多个结合位点的协同效应。我们设计合成了一种树枝状高分子辅助的硼亲和磁性纳米粒子以增强与糖蛋白的亲和力。该材料的多个硼酸基团可以同时结合糖蛋白的多个糖,解离常数达10-5～10-6M。与无协同作用比较,亲和力提高了 3-4个数量级。由于亲和力显著增强,使该材料不仅能对低浓度糖蛋白进行有效地富集,而且能容忍高丰度竞争单糖的干扰。该材料还具有结合容量高、结合/解析速度快等优点。这种多位点协同作用的策略具有普适性,也可以用于其它类型的硼亲和材料或其它功能化材料。