亲水相互作用色谱（HILIC）已成为一种重要的分离方法，适用于在常规反相条件下保留性较差的分析物[1,2]。高极性化合物通常在反相色谱中接近空隙体积处洗脱，导致分辨率降低和峰形受损。虽然正相色谱可以为极性分析物提供更强的保留，但由于移动相的极性和介电常数较低，它通常与极性样品的溶解度差、保留时间重现性差以及与质谱（MS）检测的耦合能力有限相关[3,4]。相比之下，HILIC能够在含有高有机溶剂组成的移动相下有效保留极性化合物，提高极性分析物的溶解度，并与现代检测技术兼容。由于这些优点，HILIC越来越受到用于分析小分子极性药物及相关药物化合物的关注，其中可靠的保留性和与MS的兼容性尤为重要[5]。这些特性使得HILIC成为分离极性、离子和两性离子分析物的广泛使用的方法。
为了应对极性和亲水性分析物日益增加的结构多样性，已经开发出多种HILIC固定相。这些固定相包括用酰胺和二醇等中性基团功能化的二氧化硅和聚合物基材料，含有胺、三唑或磺酸盐等带电官能团的固定相，以及在同一配体中结合正负电荷的两性离子固定相。这些化学改性方法已应用于全多孔、表面多孔和整体型载体上，进一步扩展了可用的HILIC固定相的选择[6,7]。其中，基于两性离子的固定相由于其表面电荷平衡和广泛的应用性而尤为突出，几种商业化的例子（如基于磺丁烷的两性离子HILIC固定相）现已得到广泛应用。
同时，含有离子液体（ILs）的固定相也受到了越来越多的关注，因为它们具有永久电荷、高极性和结构可调性，可以促进多种溶质-固定相相互作用[8]。基于咪唑鎓的IL固定相在多种色谱模式下表现出良好的保留行为和减少的非特异性相互作用，其多模式相互作用能力已有充分记录[9,10]。然而，大多数这类材料都是在反相、正相或离子交换条件下研究的，只有少数报告展示了它们在HILIC条件下的适用性[8,11,12]。因此，基于IL配体的两性离子固定相相对较少开发，系统研究二氧化硅表面修饰策略和配体结构对配体覆盖率、材料形态和色谱性能的影响仍然很少。
多孔二氧化硅是液相色谱中最常用的固定相载体材料，因为它具有机械和化学稳定性、明确的孔结构以及良好的色谱性能（如快速的质量传递[13]。在HILIC中，多孔二氧化硅本身可以作为固定相使用。或者，可以通过对二氧化硅表面进行衍生化处理，引入能够与极性分析物相互作用的配体来制备极性化学键合的HILIC固定相[14]。其中一种方法是用单官能团、双官能团或三官能团烷氧基硅烷（如3-巯基丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）对表面硅醇进行硅烷化，以引入后续配体连接的活性位点。然而，对于三官能团硅烷，所得表面结构对反应条件非常敏感。溶液中的聚合反应随后在二氧化硅表面的多点连接可能会导致无序的硅氧烷结构，从而降低功能团的可用性。相比之下，限制在二氧化硅表面进行的聚合可以产生更有序、密集堆积的层，从而改善色谱性能[15,16]。
基于硅烷的改性方法为可控的二氧化硅表面功能化提供了一种有效途径。硅烷是由烷氧基硅烷与三乙醇胺反应形成的五元三环化合物，形成一个笼状结构，其中氮原子形成强的跨环N→Si配位键。N→Si配位使硅中心相对于常规的三烷氧基硅烷更稳定，不易发生水解和缩合，从而限制了溶液中的无控制聚合。因此，如3-巯基丙基硅烷（MPS）这样的硅烷在改性过程中有利于形成薄而均匀的表面层[17],[18],[19]。这种控制水平对于多孔二氧化硅载体特别有利，因为在这些载体上保持孔隙的可访问性和均匀的配体分布至关重要。结合硫醇-烯点击化学（一种广泛用于硫醇和烯官能团共价偶联的反应），硅烷改性的二氧化硅为系统调节配体覆盖率和表面均匀性提供了灵活的平台。尽管这种方法在手性色谱中显示出改善的质量传递行为[20,21]，但其对HILIC中两性离子型固定相的保留行为和传输现象的影响尚未得到充分研究。为了更好地理解HILIC的保留行为，以便设计高性能的两性离子固定相，需要更清晰的认识。
在这项工作中，研究了一种基于硅烷的策略来改性多孔二氧化硅，并将其与传统的三烷氧基硅烷方法直接比较，用于制备基于咪唑鎓的两性离子HILIC固定相。二氧化硅表面分别用MPS和MPTMS进行改性，然后通过硫醇-烯点击化学与结构相关的两性离子配体进行功能化，从而可以系统地改变配体结构和表面覆盖率。HILIC中的保留通常被认为是由于主要有机移动相与固定在固定相表面的富水层之间的分配作用，尽管许多研究表明，根据溶质性质和固定相化学的不同，还可能存在其他表面介导的相互作用[1,22]。预期两性离子配体结构的变化以及表面连接化学的不同会影响最终固定相的关键性质，包括表面极性、水层特性、配体可访问性、质量传递行为以及材料形态和填充性。本研究综合评估了表面改性策略和两性离子配体设计对基于咪唑鎓的两性离子HILIC固定相的性质和色谱性能的影响。
