《Journal of Chromatography A》：Controllable Preparation of Zwitterionic-Functionalized Stationary Phases by Surface-Initiated Atom Transfer Radical Polymerization for Hydrophilic Interaction Liquid Chromatography (HILIC)
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●采用SI-ATRP改性方法制备了十五种两性离子HILIC色谱柱。●介孔尺寸和聚合物覆盖率被独立且系统地进行变化调控。●β、k(U)和α(OH)随固定相聚合物覆盖率的增加而增大。●与形状和离子交换相关的选择性反映了局部界面性质。●基于不同的物理化学含义，对HILIC测试参数进
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采用SI-ATRP改性方法制备了十五种两性离子HILIC色谱柱。
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介孔尺寸和聚合物覆盖率被独立且系统地进行变化调控。
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β、k(U)和α(OH)随固定相聚合物覆盖率的增加而增大。
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与形状和离子交换相关的选择性反映了局部界面性质。
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基于不同的物理化学含义，对HILIC测试参数进行了重新解释。
引言
亲水作用液相色谱（HILIC）自Alpert [1] 首次报道该分离模式以来，已被广泛用于极性化合物的分离。一般而言，HILIC中的保留行为由多种相互作用的组合所决定，包括分配作用、吸附作用和静电相互作用。因此，其保留机制本质上十分复杂 [[2], [3], [4], [5], [6]]。每种相互作用所占的相对贡献取决于多种因素，如分析物性质、流动相条件和固定相特性 [5,[7], [8], [9], [10], [11], [12], [13], [14]]。在这些因素中，人们付出了大量努力，通过表征固定相来阐明HILIC的保留机制。因此，已提出了各种经验表征方法来评估固定相性质 [[15], [16], [17], [18], [19], [20], [21], [22]]。在这些方法中，池上（Ikegami）测试法产生了一系列与亲水性、离子交换相互作用和分子识别相关的保留因子和保留选择性因子 [17]，并已被广泛用于比较HILIC固定相 [[23], [24], [25], [26], [27], [28]]。尽管这些因子通常被笼统地视为"HILIC柱特性"的指标，但它们实际上可能反映不同的物理化学方面，包括富水层的水量、介孔中的局部水化环境以及表面相互作用性质 [14]。
在HILIC固定相的设计中，通常期望通过聚合改性增加亲水官能团的数量来增强保留和选择性。然而，这种关系并不能直接导致固定相的尿苷保留值即k(U)在亲水性方面的简单增加。保留行为不仅受表面化学控制，还受到包括孔结构和聚合物构型在内的多种结构因素的影响，这些因素以复杂的方式相互作用。因此，固定相结构与色谱性能之间的关系仍然难以预测。因此，更清晰地理解每个保留因子及其对应选择性因子的含义，对于评估固定相特性以及建立HILIC固定相的合理设计原则都是十分重要的。
为解决这一问题，采用表面引发原子转移自由基聚合（SI-ATRP）制备了一系列新型两性离子聚合物改性硅胶颗粒，并将填充材料用作模型色谱柱。SI-ATRP是一种活性自由基聚合技术，通过接枝引发法在硅胶表面形成聚合物刷结构 [[29], [30], [31]]。通过系统控制聚合物覆盖率和介孔结构，该方法可制备出定义明确的固定相，从而系统地评估HILIC测试中使用的保留因子和选择性因子的响应。对这些模型固定相应用了池上（Ikegami）测试法，并系统地研究了结构参数与HILIC测试中保留和选择性之间的关系。基于这些结果，从以下三个角度对色谱参数进行了重新解释：(i) 亲水保留的总体规模，(ii) 亲水性和结构差异，以及 (iii) 与离子交换和表面相互作用相关的保留行为。
特别关注了相体积比（β）与保留因子（k）之间的关系，以考察色谱法估算的富水相程度是否足以解释不同介孔尺寸的固定相对尿苷的保留。研究结果提供了一个框架，用于澄清HILIC测试参数的物理化学含义，并为HILIC固定相的逻辑理解和设计提供了新的见解。
章节摘要
材料
全多孔硅胶颗粒（3 μm），具有三种不同的介孔尺寸（100、200和300 ?），购自大阪纯药工业（日本大阪）。其比表面积分别为440（100 ?）、203（200 ?）和105（300 ?）m2/g。3-氯-2-羟丙烷磺酸钠（3-CHS，>95.0%）和2-溴异丁酰溴（>98.0%）购自东京化学工业（日本东京）。和光凝胶C-200硅胶、LC-MS级2-丙醇、氯仿（≥99.0%）、30%三甲基胺溶液、二乙
结果与讨论
通过SI-ATRP将两性离子（磺基甜菜碱类）单体接枝到硅胶颗粒上，制备了一系列HILIC色谱柱。通过系统地改变聚合物的改性量和硅胶颗粒的孔结构，这些固定相被设计为模型材料，用于重新研究池上（Ikegami）测试中亲水性的含义以及保留和选择性的物理化学基础 [17]。关于条件的类似关注
结论
合成并评估了一系列具有系统控制的聚合物覆盖率和介孔尺寸的SI-ATRP基两性离子HILIC固定相，作为模型体系。通过系统地研究聚合条件与相应柱特性之间的关系，发现聚合过程中的单体浓度和CuBr/Me6TREN比值是控制相应填充材料质量的关键因素。考虑到这些
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作者贡献
池上朋明（Tomoaki Shimpo）：概念设计、方法论、正式分析、验证、数据管理、初稿撰写。池上彻（Tohru Ikegami）：概念设计、指导、审阅与编辑。
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利益冲突声明
作者声明不存在已知的可能影响本文所报告工作的竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本工作得到了日本学术振兴机构科研资助计划（JSPS KAKENHI）项目编号JP23K04806的支持，我们衷心感谢大阪纯药工业株式会社提供硅胶样品。作者T.S.感谢岛津制作所提供本研究中使用的基本研究级LC仪器使用权。
池上朋明（Tomoaki Shimpo）| 池上彻（Tohru Ikegami）
