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新药研发、蛋白质组学分析、中药有效成分分析等前沿领域的快速发展,对分析检测方法的灵敏度、样品通量等提出了更高的要求,色谱分析技术面临着新的严峻挑战。作为色谱技术的核心,高效快速、高选择性的新型色谱柱开发是当前研究的热点之一。整体色谱柱具有制备简单、通透性好、耐酸碱性能强、特别适合复杂样品的快速分离分析等一系列优点,有望克服传统色谱分离介质的不足而备受关注。特别是针对近年来越来越复杂的分析对象,利用整体材料制备简单的特点,开发特殊功能化的新型整体色谱材料,成为分析科学及材料科学等领域研究学者们高度重视的方向之一。根据新药研发过程中,对候选活性化合物进行高通量筛选和手性分离的需求,本论文将研究重点立足于两类功能化整体材料的开发,即仿生双链磷脂膜色谱固定相和奎尼丁手性固定相,并尝试将它们分别应用于药物-细胞膜相互作用预测研究以及化合物手性拆分等方面。第一章,系统介绍了整体柱的发展史,包含整体柱的分类等;并对有机聚合物整体柱的发展与应用进行了简单综述,探讨了整体柱功能化的重要性。此外,重点对磷脂膜色谱固定相和奎尼丁手性固定相的制备、功能化及其整体柱的研究现状进行综述;在此基础上,提出本论文的研究思路及拟解决的科学问题。第二章和第三章,系统研究了两种磷脂膜修饰功能单体的合成、相应磷脂膜整体色谱柱的制备、表征及应用。首先分别通过仅两步的合成方法制备出1-十二烷酰-2-(12-甲基丙烯酰氧十二烷酰)-sn-甘油-3-磷酸胆碱(MDCPC)和2-甲基丙烯酰氧乙基胆碱磷酸丁酯(MBP)。其次以MDCPC为功能性单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)为交联剂,异丙醇和1,4-丁二醇为生孔剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,成功制备了一种仿生双链磷脂酰胆碱功能化的poly(MDCPC-co-EDMA)整体柱。相对于商业化磷脂膜填充柱和文献报道的双链PC整体柱的制备途径,该方法具有功能性单体合成路线短、色谱柱制备过程简单可控、无硅醇基和残留氨基干扰、重现性和稳定性好等优势。优化后的poly(MDCPC-co-EDMA)整体柱成功应用于药物跨膜转运能力的预测、整体蛋白和小分子药物的分离等方面。最后以MBP为功能性单体,EDMA为交联剂,首次制备出一种胆碱磷酸功能化的poly(MBP-co-EDMA)类磷脂膜整体柱成功用于小肽、核苷碱基、苯甲酸、尿素尿囊素、维生素及核苷酸等一系列极性化合物的分离;对比相同分析物在poly(MPC-co-EDMA)整体柱上的分离结果,发现MBP整体柱表现出比MPC整体柱更高的柱效和更好的选择性。因此,功能化磷脂膜整体柱不仅有望用于药物-细胞膜相互作用预测,而且可用于生物大分子和不同极性小分子化合物的高效分离分析。第四章至第六章,首次对适用于微径液相色谱的奎尼丁手性整体柱的制备与应用进行系统研究。首先以O-[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基氨基甲酰基]-10,11-二氢奎尼丁(MQD)为功能性单体,甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为共聚单体,EDMA为交联剂,十二醇和环己醇为生孔剂,AIBN为引发剂,制备出通透性、选择性和柱效等均满足微径液相分离模式的poly(MQD-co-HEMA-co-EDMA)手性整体柱;并将其成功应用于44种N-衍生化氨基酸对映体的分离,表明该整体柱具有良好的手性拆分能力。其次应用poly(MQD-co-HEMA-co-EDMA)整体柱对53种N-衍生化小肽的立体异构体进行分离,结果表明该整体柱对小肽表现出良好的立体选择性。在此基础之上,建立了一种基于poly(MQD-co-HEMA-co-EDMA)整体柱的肌肽对映体定性定量分析方法,并成功应用于保健品中L-肌肽的定性定量分析,大大拓宽了奎尼丁功能化手性整体材料的应用范围。最后为了进一步提高奎尼丁整体固定相的手性识别能力,制备了叔丁基氨基甲酰化奎尼丁(MBQD)修饰的poly(MBQD-co-HEMA-co-EDMA)手性整体柱。研究发现47种N-衍生化氨基酸的对映体、8种N-衍生化二肽的立体异构体以及2-苯氧基丙酸类除草剂均能在MBQD整体固定相上实现基线分离;在此基础上,系统比对研究MBQD和MQD两种整体固定相对氨基酸和小肽衍生物的手性识别能力,发现poly(MBQD-co-HEMA-co-EDMA)整体柱表现出更好的立体选择性,这些研究成果为构建合适的候选活性化合物手性拆分体系奠定了坚实的基础。第七章,对全文进行系统总结,并对磷脂膜色谱固定相和奎尼丁手性固定相的未来发展方向进行展望。