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混合模式色谱(mixed-mode chromatography,MMC)具有选择性高的优点,成为复杂样品选择性分离的重要方法之一。MMC固定相的结构是影响MMC分离的重要因素。从原理上讲,MMC固定相的制备一般是采用不同类型的化学修饰方法,将不同类型功能团键合于基体表面。然而,现有方法存在着固定相表面上的功能团密度和比例难以调控,导致分离选择性很难进一步提高的弊端。针对该问题,本论文提出采用表面引发的原子转移自由基聚合(Surface-initiated atom transfer radical polymerization,SI-ATRP)技术,选择两种或三种功能单体,通过调节聚合单体的比例,在硅胶表面高密度地修饰嵌段聚合物或共聚物刷,探索极性和电荷可调控MMC.固定相的制备方法。研究内容包括:1.嵌段聚合物型反相腐子交换混合模式固定相的制备及色谱性能:以硅胶为基质,选取疏水性单体苯乙烯(St)和离子型单体4-乙烯基苯磺酸钠(NASS),依次进行两步SI-ATRP反应,将聚(苯乙烯-4-乙烯基苯磺酸钠)嵌段聚合物(poly(St-b-NASS))修饰在硅胶表面,制备得到反相/离子交换(RP/IEC)型MMC固定相。考察了苯系物,苯胺类和β-受体激动剂在色谱柱上的保留行为,证明该固定相具有RP和离子交换(IEC)的双重保留特性。在等度洗脱条件下,该固定相能对极性分布很宽的混合物(非极性,强极性和带电溶质)进行同时分离,克服了反相色谱柱必须在梯度洗脱条件下才能同时进行分离的弊端。与商品化的反相柱对照,该色谱柱对猪肝酶解液实际样品具有更好的分离度和选择性。研究结果表明,采用SI-ATRP方法,在基体表面构筑嵌段聚合物是制备MMC固定相的一种新方法。2.共聚物型亲水/离子交换混合模式固定相的制备及色谱性能:以硅胶为基质,采用阴离子型NASS和阳离子型甲基丙烯酸二甲胺乙酯(DMAEMA)混合物,进行一步SI-ATRP反应,在硅胶表面修饰上聚(4-乙烯基苯磺酸钠-甲基丙烯酸二甲胺乙酯)共聚物(poly(NASS-co-DMAEMA),得到亲水/离子交换(HILIC/IEC)MMC固定相。选取不同类型的物质(中性,酸,碱和强极性核苷),研究了单体比例、流动相组成对固定相选择性的影响,证明了调节NASS和DMAEMA的比例,可以调节固定相的分离选择性。另外,由于DMAEMA聚合物具有温敏特性,改变DMAEMAL比例,还能改变色谱柱的温度响应特性。以核苷,β-受体激动剂和红花注射液为分离对象,验证了该色谱柱的应用价值。本章证明了采用两种功能单体,在固定相表面构筑共聚物刷亦是制备极性/电荷可控MMC固定相的有效方法。3.嵌段聚合物和共聚物型亲水/离子交换混合模式固定相的色谱性能比较:以离子型NASS和DMAEMA为功能单体,采用嵌段聚合制备方法,得到嵌段型HILIC/IEC MMC固定相。分别采用分配模型,吸附模型以及分配和吸附混合模型,分析了嵌段聚合物和共聚物HILIC/IEC色谱柱的保留机理,结果表明嵌段柱和共聚柱都具有HILIC和IEC的混合机理。由于聚合物链中DMAEMA的存在,两柱都具有温敏特性。采用碱性β-受体激动剂、强极性核苷、有机酸为分析对象,研究嵌段柱和共聚柱的分离选择性,结果表现出相似的亲水特性和选择性。应用于对中药红花提取液的分析,两柱都具有较好的检测能力。本章证明用不同聚合方法制备聚合物链结构不同的固定相,SI-ATRP能很好地控制固定相表面的电荷和极性,获得性能相同的MMC固定相。4.反相/亲水/离子交换混合模式色谱固定相的制备及色谱性能:SI-ATRP应用于制备多模式结合MMC固定相的研究。选取三种单体:疏水性甲基丙烯酸十二烷基酯(LMA),亲水性甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)和阳离子型DMAEMA,以不同比例混合后,一次SI-ATRP反应,硅胶表面修饰组成不同的共聚物链:poly(LMA-co-HEMA-co-DMAEMA),制备反相/亲水/离子交换(RP/HILIC/IEC)MMC固定相。不同类型样品在共聚物链组成不同的固定相上具有明显不同的保留行为,说明在三模式结合的MMC中,依然可通过改变单体的比例调控固定相表面的电荷和极性,达到调节分离选择性的目的。应用于富水液相色谱(PALC)中,在极低的有机溶剂条件下能对有机酸进行很好分离。应用于复合维生素的分析,调节固定相表面聚合物链组成能提高对样品的选择性。综合结果表明,采用三种单体,利用SI-ATRP在固定相表面修饰含有多功能团的聚合物刷,能够制备极性/电荷可控多模式结合的MMC固定相。