随着生命科学的迅速发展,分析化学面临了空前的挑战。为了适应复杂生物体系中痕量组分的分离分析,降低分析成本和样品消耗量,非常有必要发展一种高灵敏度、高分辨和高通量的微型分析技术。基于毛细管的微分离和微富集技术,因其具有样品消耗小、分析速度快、分离效果好等优点引起了广泛的关注,成为目前分析化学领域中的重要研究内容。本论文从生物分子的微分离和微富集角度出发,围绕整体材料在高效分离中的制备和应用,以及毛细管电泳在线富集新方法与应用两个方面开展了比较系统的研究工作。蛋白质作为生命有机体的主要成分,在生命生长发育的各个阶段都起着非常重要的作用。同时,蛋白质产品在食品、药品、医学诊断以及生物催化等领域也有着广泛的应用。因此,进行蛋白质的高效率和高灵敏度的分析研究是现代药物分析、分析化学及生命科学研究的热点领域之一。尤其对于翻译后修饰的糖蛋白来说,经过糖基化过程后,产生大量物理化学性质非常相近的异构体(微观不均一性),对这些异构体的分离相当困难。因此,非常有必要发展一种高分辨的方法用于糖蛋白异构体的分离。整体柱作为第四代分离介质,具有制备简便、柱效高、通透性好等优点。基于毛细管整体柱的纳流液相色谱已经成为蛋白质结构鉴定的重要工具。但是,目前的整体柱多用于分离检测几种标准蛋白质的简单混合物。本文以三(2,3-环氧丙基)异氰尿酸酯和三氨乙基胺为单体,通过原位聚合以及后修饰制备了具有强亲水性的弱阴离子交换聚合物整体柱,系统考察了该整体柱的形貌、孔径以及相关色谱行为,并将其用于完整糖蛋白异构体的分离。结果表明,在盐梯度洗脱的弱阴离子交换模式下,此整体柱可以成功分离多种糖蛋白的异构体,具有很好的弱阴离子交换选择性。在此基础上,本文提出了优化糖蛋白异构体分离条件的一些规则。除了“微观不均一性”之外,糖蛋白的分析测定面临的另一个问题是许多糖蛋白表达丰度非常低。毛细管电泳以其高效、快速的特点,在复杂体系的分析中具有独特的优势,成为分离检测糖蛋白的有效手段。但是毛细管电泳的主要不足之处是样品进样量小,检测光程短,灵敏度受到限制。在线富集技术可以简单有效的改善毛细管电泳检测灵敏度低的问题。本文通过改变常规动态pH汇合的毛细管电泳在线富集条件,并与大体积样品堆积富集技术联用,应用于在线富集糖蛋白——促红细胞生成素。整个富集过程中,大体积样品堆积用于压缩样品区带,提高灵敏度,反向动态pH汇合用于改善分离度。此联用富集技术在有效富集糖蛋白不同糖型的同时,能够维持高效的分离效果。将被分析物从糖蛋白扩展到其它含有顺式二羟基基团的生物分子,如核苷、儿茶酚胺类等等。它们都具有非常重要的生理功能,但是部分化合物在生物体内的丰度却很低。本文利用硼酸盐在碱性样品基质中与顺式二羟基化合物形成配合物,而在酸性背景缓冲液中释放顺式二羟基化合物的特点,提出了基于硼酸盐配合作用的场增强样品注入毛细管电泳在线富集原理和方法。通过硼酸根的加入使得顺式二羟基化合物在样品基体和背景电解质中具有更大的淌度差异,放大了场增强样品注入的堆积作用,同时大大延长了电动进样时间,进而达到提高富集效果的目的,浓缩因子接近2000倍。