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随着蛋白质组学、代谢组学、环境监测、药物研发、食品安全等研究领域的不断发展,分离技术面临着越来越严峻的挑战。一方面,强极性和亲水性物质迅速成为研究热点,但这类物质在传统的反相液相色谱(reversed-phase liquid chromatography, RPLC)柱上难以得到有效的分离；另一方面,需要分析的样品越来越复杂,尤其是蛋白质、多肽、中药有效成分等,通常需要同时分离性质差异较大的组分,因此,仅具有单一分离机理的色谱模式已经远远不能满足分离分析的需求。亲水作用色谱(hydrophilic interaction liquid chromatography, HILIC)是一种适用于强极性和亲水性样品定性定量分析的色谱技术。固定相是HILIC的核心部分,其性能直接影响着HILIC系统的优劣,制约着HILIC的应用和发展。此外,面对复杂样品的分离需求,越来越多的研究集中在混合模式色谱(mixed-mode chromatography, MMC)固定相的开发。相比于单一模式色谱固定相,MMC固定相在分离样品时存在多重的保留机理,其选择性好、载样量高,同时可以降低分析成本。基于以上分析,本文围绕“新型液相色谱固定相的制备”这一主题,制备了一系列HILIC及MMC固定相,并对其色谱分离性能、保留机理和应用方面进行了研究。全文内容主要包括以下几个方面：1.制备了二氧化锆(zirconia, ZrO2)和锆镁复合氧化物(magnesium oxide (MgO)-ZrO2)固定相并探索了其在HILIC模式下的保留机制。结果表明,两种Zr02基质固定相在流动相低乙腈和高乙腈含量区域内分别表现出RPLC和HILIC的性质；提高流动相中缓冲盐的浓度导致分析物的保留减弱；分析物由流动相到Zr02基质的转移是吸热过程,高温有助于其保留；分析物在Zr02基质的保留机制主要为吸附作用。相比于纯ZrO2, MgO-ZrO2的色谱性能更加优良,具有更高的柱效和分离度,表明MgO的加入可以改善Zr02在HILIC模式下的色谱性能。2.利用Lewis酸碱吸附法,制备了N-亚甲基膦酸壳聚糖改性MgO-ZrO2 HILIC固定相(P-CTS-MgO-ZrO2). P-CTS-MgO-ZrO2与分析物之间的保留机制主要为离子交换、氢键和静电排斥作用。与MgO-ZrO2相比,P-CTS-MgO-ZrO2对碱性分析物表现出更好的分离效果;在MgO-ZrO2上难以洗脱的酸性分析物也可以在该固定相上分离。表明P-CTS分子在一定程度上覆盖了MgO-ZrO2表面的Lewis酸性位点,且为酸性化合物在HILIC模式下的保留提供了新的机制。最后,P-CTS-MgO-ZrO2在单糖、磷脂和肽的分离上得到了一定应用,表明该固定相在糖类及生物样品的分离方面具有潜在的优势。3.采用层层自主装和溶胶凝胶技术,制备了Zr02涂覆Si02核壳结构基质ZrO2/SiO2;利用Lewis酸碱吸附法,制备了5’-单磷酸腺苷(adenosine 5’-monophosphate,5’-AMP)改性ZrO2/SiO2固定相(5’-AMP-ZrO2/SiO2)。该固定相具有良好的亲水性,可为分析物的保留提供静电、氢键及离子交换等作用。ZrO2/SiO2同时具备了Si02良好的微孔结构和Zr02相对较好的化学稳定性,在柱效和稳定性方面得到了很大的改善,对酸性和碱性分析物均有良好的分离效果。4.(1)制备了同时含有疏水性C18和亲水性二醇基(Diol)基团的RPLC/HILIC MMC固定相(C18-Diol-SiO2)。C18-Diol-SiO2的亲疏水性可以通过控制合成中使用的两种硅烷化试剂(十八烷基三氯硅烷和γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷)的比例来调控。RPLC和HILIC模式同时存在于C18-Diol-SiO2,两种模式互为正交,从而提高了固定相的选择性,使其可以同时分离酸性、碱性和中性物质；由于极性Diol基团的存在,C18-Diol-SiO2可以在纯水相中使用且稳定性良好；相比于纯C18色谱柱,C18-Diol-SiO2对碱性分析物的分离效果大大改善。(2)利用C18-Diol-SiO2的RPLC和HILIC模式的正交性,建立了单柱二维液相色谱(two-dimensional liquid chromatography on one column,2D-LC-1C)体系：离线2D-LC-1C用于湖北贝母的分离；在线2D-LC-1C用于川芎和忍冬提取物的分离。该体系可以解决复杂样品中强极性和疏水性物质同时分离的难题,能够提供复杂样品更多的组分信息。5.(1)采用“烯-硫醇”点击化学反应,制备了RPLC/弱阳离子交换(weak cation exchange, WCX)/HILIC三模式固定相(C18-COOH-SiO2)。C18-COOH-SiO2同时含有疏水性C18和亲水性且可电离的-COOH基团,可为分析物提供RPLC、 HILIC和WCX等保留机制。在不同的色谱模式下,对生物碱、非甾体抗炎药、核苷酸、碱基、氨基酸和沙坦类等不同性质的分析物表现出良好的分离效果。建立了基于该固定相RPLC/HILIC模式的在线2D-LC-1C系统,对黄芩提取物进行了分离。(2)将C18-COOH-SiO2应用于黄连提取物中季铵生物碱的纯化与富集。与传统的碱溶酸沉法相比(用时至少15 h),建立的C18-COOH-SiO2柱色谱法操作简便、用时较少(1 h之内)、产率较高,且得到的提取物纯度较高。此外,C18-COOH-SiO2具有较强的可重复使用性,为复杂基质中季铵生物碱的纯化提供了新的方法。6.对以上实验内容之间的联系进行了概括,总结了当前研究的不足,并且对后续工作做了一定的展望。7.对近年来混合模式色谱固定相的研究及应用进展进行了总结,并对其发展方向做了一定的展望。