三(羟基甲基)氨基甲烷对一种新型固定相进行了功能化处理，使其成为一种多功能混合模式高效液相色谱（HPLC）平台，可用于复杂分析物的分离以及保留机制的阐明

《Talanta》：Tris(hydroxymethyl)aminomethane functionalized a novel stationary phase as a versatile mixed-mode HPLC platform for complex analyte separation and retention mechanism elucidation

本研究开发了一种新型三羟基甲基氨基甲烷功能化混合模式固定相，结合反相色谱（RPLC）、亲水相互作用色谱（HILIC）和离子交换机制，高效分离结构多样的化合物如多环芳烃、苯甲酸衍生物等。材料通过环氧硅烷两步修饰合成，表征显示结构完整，柱效超4万 plates/m，对称因子接近1.0。利用QSRR模型分析logP、logD、logS等参数，揭示了疏水、氢键和静电相互作用的协同作用。

　　这项研究介绍了一种新型的混合模式固定相，该固定相通过三羟甲基氨基甲烷（THMA）的功能化实现了对结构多样的分析物的高效分离。这种固定相结合了反相液相色谱（RPLC）、亲水相互作用色谱（HILIC）和离子交换机制，为复杂样品的分析提供了更广泛的保留能力和选择性。通过简单的两步表面改性方法，使用环氧硅烷将THMA锚定在硅胶表面，成功构建了一个兼具亲水和疏水区域的稳定固定相。该材料在合成过程中展现出良好的可操作性和成本效益，使得其在实际应用中具有高度的可行性。

研究团队对合成的固定相进行了全面的表征，包括傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、比表面积（BET）和元素分析等手段，以确认其功能化过程的完成度和结构的完整性。结果表明，该固定相具有高度的物理和化学稳定性，为后续的色谱性能评估奠定了坚实的基础。在实际的色谱应用中，该固定相在不同模式下表现出了优异的分离能力，特别是在HILIC条件下，能够对九种核碱基/核苷混合物实现基线分离，仅需18分钟。这表明该固定相对于高度极性化合物具有显著的保留能力。而在RPLC模式下，该固定相同样能够有效分离多种化合物，特别是在含有高比例水的流动相（95% H2O，5% ACN）中，进一步展示了其在保留机制上的灵活性。

此外，该固定相在分离苯甲酸衍生物方面也表现出色，八种苯甲酸衍生物能够在7分钟内被完全分离，这不仅体现了其快速分析的能力，也说明了其在实际应用中的高效性。从色谱性能指标来看，该固定相的理论塔板数超过了40,000个/米，表明其具有极高的柱效。同时，色谱峰的对称性良好，接近1.0的As值，意味着分离过程中的扩散效应较小，峰形更加理想。这些性能指标的提升，使得该固定相在处理复杂样品时具备更高的精度和可靠性。

为了进一步理解该固定相的保留机制，研究团队采用了定量结构-保留关系（QSRR）建模方法，结合了logP、logD和logS等参数。logP代表化合物的疏水性，logD则考虑了在特定pH条件下的分配系数，而logS则反映了化合物在水中的溶解度。这些参数不仅有助于量化分析物的极性，还能揭示其在固定相上的相互作用模式。通过QSRR建模，研究发现该固定相的保留行为是由疏水相互作用、氢键作用以及弱阳离子交换作用共同贡献的。这种多机制协同作用的特性，使得该固定相能够适应不同极性范围的分析物，从而拓展了其应用领域。

与市售的ACE C18柱（RPLC）和Kromasil-氨基柱（HILIC）进行对比实验后，研究团队发现该新型固定相在混合模式色谱性能方面具有明显优势。ACE C18柱主要用于疏水性较强的化合物的分离，而Kromasil-氨基柱则更适合极性化合物的分析。然而，该新型固定相在两种模式下均表现出良好的分离能力，这表明其在保留机制上的多样性。这种多功能性使得该固定相能够应对更广泛的分析需求，特别是在处理具有复杂结构的化合物时，如多环芳烃（PAHs）、苏丹染料、核碱基/核苷等。

从实际应用的角度来看，该固定相的开发为药物分析、生物化学研究以及环境监测等领域提供了新的解决方案。药物分析中，常常需要对具有不同极性和电荷性质的化合物进行分离，而该固定相的混合模式特性能够有效满足这一需求。例如，在分析酸性药物和中性化合物时，该固定相能够通过pH响应的弱阳离子交换机制实现更精确的分离。在生物化学研究中，核碱基和核苷的分离对于DNA、RNA相关研究至关重要，而该固定相在HILIC条件下能够实现九种核碱基/核苷的基线分离，为相关研究提供了强有力的支持。在环境监测方面，多环芳烃和苏丹染料等污染物的检测通常面临极性差异大、结构复杂等问题，而该固定相的高效分离能力有助于提高检测的准确性和灵敏度。

此外，该固定相的合成方法也具有重要的实践意义。传统的混合模式固定相往往需要复杂的合成步骤和昂贵的试剂，这限制了其在实际应用中的推广。而本研究采用的两步表面改性方法不仅简化了合成流程，还降低了成本，使得该固定相更容易被广泛应用。同时，该方法具有良好的可重复性，能够确保不同批次的固定相在性能上保持一致，这对于标准化分析过程至关重要。因此，这种新型固定相不仅在分离性能上表现出色，而且在合成和应用的便捷性上也具有显著优势。

研究团队还指出，该固定相的结构设计为未来混合模式固定相的开发提供了新的思路。通过将THMA引入到硅胶表面，研究人员成功地在单一固定相上整合了多种相互作用机制，这为构建更复杂的多功能固定相奠定了基础。未来的研究可以进一步探索不同功能基团的组合方式，以优化固定相的保留能力和选择性。例如，可以尝试将THMA与其他极性或离子性基团结合，以增强其对特定类化合物的分离效果。此外，还可以研究该固定相在不同pH条件下的表现，以确定其在复杂样品分析中的适用范围。

在实际应用中，该固定相的开发可能带来一系列的技术革新。例如，在制药工业中，该固定相可以用于药物杂质的分离和纯化，提高药物分析的效率和准确性。在生物化学领域，该固定相可用于核酸相关物质的分离，如DNA、RNA及其衍生物，为基因研究和生物技术应用提供支持。在环境科学中，该固定相可用于检测水体和土壤中的有机污染物，如多环芳烃、苏丹染料等，为环境监测和污染治理提供科学依据。此外，该固定相还可以应用于食品检测、法医学分析等多个领域，展现出广泛的应用前景。

值得注意的是，该研究还强调了理论模型在理解固定相保留机制中的重要性。通过QSRR建模，研究人员能够更深入地揭示不同分析物在固定相上的相互作用模式，从而为优化色谱条件提供理论支持。例如，在HILIC模式下，logS值较高的分析物可能更容易被保留，而logD值较高的分析物则可能在RPLC模式下表现出更强的保留能力。这种理论模型的应用不仅有助于解释实验现象，还能为未来的固定相设计提供指导。通过结合多种保留机制，研究人员可以更精确地控制分析物的保留行为，提高色谱分析的分辨率和选择性。

总的来说，这项研究为混合模式液相色谱的发展做出了重要贡献。通过简单而高效的合成方法，研究团队成功开发出一种具有优异分离性能的新型固定相，其在多种分析物的分离中表现出色。这种固定相不仅在分离能力上具有优势，而且在合成和应用的便捷性上也具备显著特点。随着色谱技术的不断发展，混合模式固定相的应用将越来越广泛，而该研究的成果无疑为这一领域的发展提供了新的方向和思路。未来的研究可以进一步探索该固定相在不同应用环境下的表现，以及如何通过结构优化来提高其在特定分析任务中的适用性。