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近年来,随着社会进步和科学发展,样品的复杂性及微量化也显得更为突出,现有的传统分离检测手段已经无法满足分析工作者对痕量样品的高效、快速的分析要求。尤其是蛋白质等生物大分子,由于其结构和组分复杂,如何准确地从复杂的基质中分离和提纯出单一的组分并进一步分析是一项具有挑战性的工作。以毛细管电泳（Capillary Electrophoresis,CE）和开管毛细管电色谱（Open Tubular Capillary Electrochromatography,OT-CEC）为代表的电动微分离技术,以其高柱效、高分辨度、高选择性、快速分离等特点,成为近年来电动微分离领域研究的热点,尤其在蛋白质等生物大分子的分离分析中具有极好的发展前景。但传统的CE仪器由于进样技术的缺陷和可靠性低等原因造成无法准确定量、分离的重复性差等问题,限制了它的应用范围。而在OT-CEC中,由于色谱固定相存比表面积小、相比低等缺点,也限制了它的应用范围。因此,提高电泳仪器的进量准确度和精确度,发展新型的毛细管电色谱开管柱成为人们亟待解决的问题。本研究主要从定量毛细管电泳仪（Quantitative Capillary Electrophoresis,qCE）及毛细管电色谱开管柱（Open Tubular Column,OTC）两个方面出发,对qCE的关键部件进行研制,并对其系统稳定性及适用性进行考察;同时开发新型的毛细管电色谱开管柱。期待为复杂样品的分离和分析提供全新的仪器、色谱柱以及分离方法。本论文主要分为以下七个部分:第一章为绪论,主要对毛细管电泳及开管毛细管电色谱技术的特点、理论基础、相关仪器及应用做了较为全面的综述,重点归纳和总结了各种内涂层技术在蛋白质分离中的应用。第二章针对传统毛细管电泳仪器进样准确度差、重现性（精度）不好的缺陷,在设计并考察自动进样器、电隔离槽、微流注射泵、高压电源等多个核心部件基础之上,完成了全自动qCE的搭建。考察了全自动qCE整机的基线噪声、漂移、检测限以及重复性等性能指标,其中在分流、加电情况下,硫脲的迁移时间相对标准偏差（Relative Standard Deviation,RSD）为0.8%,峰面积RSD为0.7%,4种核苷样品的迁移时间RSD为0.6%,峰面积RSD在1.1%-1.8%之间;且4种核苷样品的日间迁移时间RSD在2.1%-3.3%之间。研究表明,全自动qCE具有良好的重复性、稳定性及适用性,该系统能满足商品化仪器的要求,有望在生化物质的分离分析中得到更广泛的应用。第三章针对毛细管柱比表面积小、相比低、柱容量小、容易吸附样品等缺点,制备了P-fSiO2@C18毛细管电色谱开管柱。通过对柱容量的考察以及与其他不同柱子之间对中性物质的分离能力的比较,证明了P-fSiO2@C18开管柱能有效地解决石英毛细管柱比表面积小、相比低、柱容量小的问题;通过考察有机溶剂、pH等条件对碱性标准蛋白质分离的影响,发现该开管柱还可以抑制电渗流,能有效地解决蛋白质的吸附问题。在OT-CEC模式下,实现了对中性物质、标准碱性蛋白以及实际生物样品的分离。研究表明,P-fSiO2@C18开管柱的制备重现性好,稳定耐用,分离分析方法可靠,基于P-fSiO2@C18开管柱的OT-CEC模式有望进一步应用于更复杂组分的分离分析。第四章将研制的qCE与毛细管电色谱开管柱结合起来,建立了新型的开管定量毛细管电色谱分离模式:Etched C18-OT-qCE、P-fSiO2@C18-OT-qCE。其中,P-fSiO2@C18-OT-qCE,不仅可以对小分子中性物质进行分离,在蛋白质等大分子的分离中也具有一定的定量分析效果,是一种具有电泳和色谱双重作用机理,同时又具有定量分析功能的新型分离模式。基于新型开管电色谱柱的定量分离分析模式,有望进一步应用于更复杂组分的分离分析,具有较好的应用前景。第五章制备了P-fSiO2毛细管电色谱开管柱,方法简便快捷,重现性良好（柱间RSD为2.2%）;基于P-f SiO2的开管柱,不仅提高了毛细管壁的比表面积,还抑制了毛细管壁的电渗流,可以解决碱性物质的吸附问题;通过考察缓冲溶液组成及离子强度、分离电压、pH等因素实现了对8种磺胺类化合物的分离,其中磺胺喹恶啉柱效高达228,000理论塔板数/米;P-fSiO2开管柱对磺胺类化合物的日内RSD在2.4%-4.3%之间,日间RSD在2.3%-4.9%之间,重复性和稳定性良好。基于P-fSiO2开管柱的OT-CEC模式对磺胺的分离具有较高的柱效和较好的重现性,有望成为分离分析磺胺类化合物新方法。第六章制备了Au-Fe3O4毛细管电色谱开管柱,方法简便快捷,重现性良好,其中日内迁移时间的RSD为0.3%;日间RSD为2.9%,柱间RSD为2.7%;通过对硫脲、萘、联苯等中性物质分离能力的考察,说明Au-Fe3O4色谱固定相具有反相的保留机理;通过苯二酚类异构体的分离能力的研究,说明金纳米颗粒对位置异构的酚羟基具有一定的保留能力;该新型开管柱还能在5 min内分离出鸡蛋清样品中的卵清蛋白、卵转铁蛋白以及卵粘蛋白等多种蛋白。第七章为总结和展望,总结了本文的主要工作内容、创新性并对未来的研发方向进行了展望。