具有改性相的官能化颗粒的制作方法

本申请要求2016年6月3日递交的美国申请序列号15/173,382的权益，该申请通过引用并入本文。引言c18和c8固定相是广泛使用的用于hplc柱色谱的反相。与固定相的疏水性相互作用是保留分析物的主要机制。通常，这些c18和c8相可以分离中性、极性、酸性和碱性化合物的混合物。对于高极性物质，可以使用包含高百分比的水(例如，多于95％的水)的流动相来有效地保留和分离一种或多种物质。这些条件通常使常规c8和c18固定相随着时间的推移表现出保留性能削弱，或者在载体相的流动暂时停止时突然丧失保留性能。这种保留性能的丧失通常归因于疏水相塌陷这一现象。在包含高百分比水的载体流动相通过固定相时，在固定相的碳链(例如c8或c18链)逐渐聚集在一起的情况下，可发生相塌陷。相塌陷显著降低了固定相和流动相之间的相互作用。由于极性载体相和疏水性固定相表面之间的排斥，含有高水百分比的流动相也可从固定相中的孔排出。当色谱柱中的压力下降时，例如当停止向柱提供流动相流的系统泵时，可加速从孔的排出。已采用极性增强的固定相例如亲水性c18相和极性嵌入(polar-embedded)的烷基相来抑制相塌陷。亲水性c18相和极性嵌入相均允许表面被水润湿并促进流动相和固定相之间更强的相互作用。它们还提供与常规c8和c18固定相不同的分析物选择性。亲水性c18相可具有较低密度的c18键合，并且不是封端的或者用极性官能团如醇和醚封端，以提高表面的极性。极性嵌入的烷基相含有极性官能团，例如与颗粒表面联接的固定相的烷基中的酰胺、醚或氨基甲酸酯。嵌入的极性基团通过氢键增加载体相和固定相的相互作用，从而在基材表面上形成一层水。对于高极性和碱性化合物，极性嵌入相可以具有优异的峰形。亲水性c18和极性嵌入的固定相二者都聚焦于固定相的开发而非相键合之前的二氧化硅处理。概述提供了改性二氧化硅颗粒。颗粒的方面包括由有机改性二氧化硅构成的外层，所述有机改性二氧化硅包含硅氧烷联接的亲水基团，例如带电官能团或极性中性官能团。改性二氧化硅颗粒可以形成多种色谱支持材料的基础。还提供了制备本发明颗粒的方法。所述方法的方面包括：使二氧化硅颗粒与水、离子氟化物和包含亲水片段的有机硅烷试剂接触以产生改性二氧化硅颗粒，其中所述有机硅烷试剂的亲水片段被掺入所述二氧化硅颗粒的外层。还提供了包含本发明颗粒的色谱支持物和试剂盒及其使用方法。附图说明本领域技术人员应理解：下面描述的附图仅用于说明目的。附图不旨在以任何方式限制本发明的范围。图1示出了制备包含c18相的表面改性颗粒的示意图，其中通过已形成的颗粒的表面衍生化进行改性。通过图1中所示方法制备的改性颗粒公开于us2012/0273404中，其与本发明颗粒不同，在本发明颗粒中，有机硅烷基团在形成期间掺入颗粒的外层，如图2中所示。图2说明了制备本公开的示例性颗粒的示意图，所述颗粒包括用硅氧烷联接的带正电基团有机改性的外层。第一步包括形成掺入硅氧烷联接的带正电基团的带电颗粒。在所示第二步中，颗粒的表面与固定相的c18基团键合。图3的子图a-c说明了包含实施例3c的示例性二氧化硅颗粒的反相c18、4.6×100mm柱的色谱性能。子图a说明了包括(1)尿嘧啶、(2)苯酚、(3)氯-硝基苯和(4)萘的化合物的混合物的分离，其中使用包含meoh/h2o(55/45)的流动相；1.00ml/min的流速；24度的温度；254nm的uv检测器。子图b说明了包括(1)硫脲、(2)2-硝基苯甲酸、(3)4-羟基苯甲酸和(4)3-氰基苯甲酸、(5)邻苯二甲酸、(6)2-酰基水杨酸、(7)苯甲酸的酸性化合物的混合物的分离，其中使用包含20mm磷酸盐ph2.7/meoh(75/25)的流动相；1.00ml/min的流速；40度的温度；230nm的检测器。子图c说明了包括(1)尿嘧啶、(2)普萘洛尔(propranolol)、(3)去甲替林(nortriptyline)、(4)丙咪嗪(imipramine)和(5)阿米替林(amitriptyline)的碱性化合物的分离，其中使用包含20mm磷酸盐ph7.0/acn(50/50)的流动相；1.20ml/min的流速；50度的温度；215nm的uv检测器。图4的子图a-d比较了多种反相c18、2.1x50mm柱分离碱性化合物混合物的色谱性能，所述碱性化合物混合物包括(1)尿嘧啶、(2)普萘洛尔、(3)去甲替林、(4)阿米替林、和(5)丙咪嗪，其中使用包含水中的0.1％tfa/acn中的0.1％tfa(69/31)的流动相；30度的温度；254nm的检测器；0.25ml/min的流速。子图a是使用实施例3d的示例性二氧化硅颗粒的柱获得的色谱图。子图b是使用实施例3e的示例性二氧化硅颗粒的柱获得的色谱图。子图c是使用实施例3f的示例性二氧化硅颗粒的柱获得的色谱图。子图d是使用实施例3g的示例性二氧化硅颗粒的柱获得的色谱图。图5的子图a-d比较了使用含有甲酸的流动相分离分析物混合物的多种柱的色谱图，所述分析物混合物包括(1)尿嘧啶、(2)普萘洛尔、(3)去甲替林、(4)阿米替林和(5)丙咪嗪。子图a是使用实施例3d的示例性二氧化硅颗粒的柱获得的色谱图。子图b是使用实施例3e的示例性二氧化硅颗粒的柱获得的色谱图。子图c是使用实施例3f的示例性二氧化硅颗粒的柱获得的色谱图。子图d是使用实施例3g的示例性二氧化硅颗粒的柱获得的色谱图。图6的子图a-b示出了使用梯度方法分离肽混合物所产生的色谱图，其中在2.1x50mm柱上使用含有甲酸的流动相。所述方法是：流动相a：水中的0.1％甲酸；b：acn中的0.1％甲酸；图4a的梯度：2-20分钟，b：0％-50％；20-21分钟，b：95％-95％；图4b的梯度：0-20分钟，b：0％-50％；20-21分钟，b：95％-95％；流速：0.5ml/min；注入体积：2ul；柱温：55℃；uv：220nm。肽混合物是：1)缓激肽(bradykinin)片段(frag)1-7；756.85da，2)缓激肽；1060.21da，3)血管紧张素ii(人)；1045.53da，4)神经降压素；1672.92da，5)血管紧张素i(人)；1296.48da，6)肾素底物(猪)；1759.01da，7)血管紧张素原(1-14)；2231.61da，8)ser/thr蛋白磷酸酶(15-31)；1952.39da，9)[f14]ser/thr蛋白磷酸酶(15-31)；2099.00da，10)蜂毒肽(蜜蜂蜂毒)；2846.46da。子图a是使用实施例3d的示例性二氧化硅颗粒的柱获得的色谱图。子图b是使用实施例3e的示例性二氧化硅颗粒的柱获得的色谱图。图7示出了具有带有两性离子或混合带电基团的杂化层(hybridlayer)的感兴趣的颗粒(实施例9a-9d，表7)的亲水性与离子交换选择性的关系图。图8示出了具有带有多种极性基团的杂化层的感兴趣的颗粒的亲水性与离子交换选择性的关系图。定义在更详细描述示例性实施方式之前，给出下列定义以阐释和定义说明书中所用术语的含义和范围。根据长期存在的专利法惯例，在本申请(包括权利要求)中不使用量词修饰指的是“一个/种或更多个/种”。因此，例如，提及“细胞”涵盖多个/种这样的细胞，等等。在本文中使用时，当涉及质量、重量、时间、体积、浓度或百分比的值或量时，术语“约”旨在包括指定量的在一些实施方式中为±20％，在一些实施方式中为±10％，在一些实施方式中为±5％，在一些实施方式中为±1％，在一些实施方式中为±0.5％，在一些实施方式中为±0.1％的变化，因为这样的变化适合于实施所公开的方法。在本文中使用时，范围可表示为从“约”一个特定值，和/或至“约”另一个特定值。还应理解，本文公开了许多值，并且除了值本身之外，每个值还在本文中被公开为“约”该特定值。例如，如果公开了值“10”，则还公开了“约10”。还应理解，还公开了两个特定单元之间的每个单元。例如，如果公开了10和15，则还公开了11、12、13和14。除非另外定义，否则本文所使用的所有技术和科学术语具有本发明所属的领域的普通技术人员通常理解的相同含义。singleton,等人,dictionaryofmicrobiologyandmolecularbiology,第2版,johnwileyandsons,newyork(1994),和hale&markham,theharpercollinsdictionaryofbiology,harperperennial,n.y.(1991)向技术人员提供了许多本文所用术语的一般含义。尽管如此，为了清楚和容易参考，下文对某些术语进行定义。本文所述的方法包括多个步骤。根据需要，每个步骤均可在步骤之间以经过预定量的时间之后进行。因此，进行每个步骤之间的时间可以是1秒或更长，10秒或更长，30秒或更长，60秒或更长，5分钟或更长，10分钟或更长，60分钟或更长并且包括5小时或更长。在某些实施方式中，在完成前一步骤后立即进行每个随后的步骤。在其他实施方式中，步骤可以在完成前一步骤之后的孵育或等待时间(例如几分钟至过夜的等待时间)之后进行。数字范围包括限定范围的数字。在本文中使用时，术语“分离”指的是物理分离两种要素(例如，根据尺寸或亲和力，等)以及降解一种要素而留下完整的另一要素。术语“衍生化的”和“改性(的)”指的是分子的化学改性。本领域技术人员容易认识到可以对分子进行改性的多种方式，例如氧化、还原、亲电子/亲核取代、烷基化、酯/酰胺形成等。例如，可以通过硅烷化对本发明的颗粒进行化学改性。在本文中使用时，术语“样品”涉及包含一种或多种感兴趣的组分的材料或材料的混合物，在一些情况下，为流体(例如水性)形式。样品可以源自多种来源，例如源自食品、环境材料、生物样品或固体，例如从个体分离的组织或流体，包括但不限于例如血浆，血清，脊髓液，精液，淋巴液，皮肤、呼吸道、肠道和泌尿生殖道的外部切片，眼泪，唾液，乳，血细胞，肿瘤，器官，以及体外细胞培养成分的样品(包括但不限于来源于细胞在细胞培养基中生长的条件培养基，推定病毒感染的细胞、重组细胞和细胞成分)。样品中的组分在本文中被称为“分析物”。在许多实施方式中，样品是含有至少约102、5x102、103、5x103、104、5x104、105、5x105、106、5x106、107、5x107、108、109、1010、1011、1012或更多种分析物的复合样品。术语“分析物”在本文中可互换使用，指的是样品的已知组分或未知组分。在一些情况下，分析物是生物聚合物，即低聚物或聚合物，例如寡核苷酸、肽、多肽、抗体等。在一些情况下，“分析物”被称为待使用本发明颗粒通过色谱法分离的流动相(通常为流体)中的部分。术语“多肽”和“蛋白质”在本文中可互换使用，指的是任何长度的聚合形式的氨基酸，其可包括编码氨基酸和非编码氨基酸，化学或生物化学改性的或衍生化的氨基酸，以及具有改性的肽骨架的多肽。通常，多肽可具有任何长度，例如，大于2个氨基酸，大于4个氨基酸，大于约10个氨基酸，大于约20个氨基酸，大于约50个氨基酸，大于约100个氨基酸，大于约300个氨基酸，通常至多约500或1000或更多个氨基酸。“肽”通常大于2个氨基酸，大于4个氨基酸，大于约10个氨基酸，大于约20个氨基酸，通常至多约50个氨基酸。在一些实施方式中，肽的长度为5至30个氨基酸。“搅拌”是指含有颗粒的溶液充分活动，使得颗粒不会团聚。可以通过搅动、喷射、超声、振动等进行搅拌。优选搅动混合物。在本文中使用时，当在本发明颗粒的上下文中使用时，术语“键合”、“键”是指化学片段与先前制备或形成的二氧化硅颗粒的表面的联接以产生色谱固定相(例如，c8或c18反相)。在键合过程中，可用有机硅烷试剂(例如，c8或c18试剂)使颗粒的表面衍生化(例如，通过表面硅烷醇基团的反应)，然而二氧化硅颗粒本身的基础硅氧烷结构本身不被改性。在某些情况下，已经与固定相键合的颗粒可被称为表面改性颗粒。在本文中使用时，表述“支持材料”或“色谱材料”是指能够形成填充床或柱的粒料或颗粒，所述填充床或柱具有1)吸附活性表面或2)能够被涂布吸附活性物质以形成吸附活性表面的表面。除非特别有相反说明，否则术语“多孔的”旨在表示任何类型或程度的多孔性，包括表面多孔性，以及多种尺寸和程度的微孔、中孔和/或大孔。在说明书和所附权利要求中使用时，化学物质的残基指的是特定反应方案中的化学物质的所得产物或后续制剂或化学产品中的片段，而不管该片段实际上是否是从该化学物质获得的。因此，聚酯中的乙二醇残基是指聚酯中的一个或多个—och2ch2o—重复单元，而不管乙二醇是否用于制备该聚酯。类似地，聚酯中的癸二酸残基是指聚酯中的一个或多个—co(ch2)8co—片段，而不管该残基是否是通过使癸二酸或其酯反应以获得聚酯而获得的。在本文中使用时，术语“peg”是指聚乙二醇或改性聚乙二醇。改性聚乙二醇聚合物包括甲氧基聚乙二醇，和未取代的或在一端被烷基、取代的烷基或官能团取代的聚合物(例如，如本文所述)。可以在peg的末端使用任何方便的联接物以将该基团连接至感兴趣的片段。在本文中使用时，术语“取代的”意在包括有机化合物的所有可行的取代基。在广义方面，可行的取代基包括有机化合物的非环状和环状的、支化和非支化的、碳环和杂环的、以及芳族和非芳族的取代基。说明性的取代基包括，例如，以下描述的那些。对于适当的有机化合物，可行的取代基可以是一个或多个，并且可以相同或不同。为了本公开的目的，杂原子例如氮可以具有氢取代基和/或满足杂原子价态的本文所述有机化合物的任何可行取代基。本公开不旨在以任何方式受有机化合物的可行取代基的限制。同样，术语“取代”或“被……取代”包括下述隐含条件，即这样的取代符合取代的原子和取代基的允许化合价，并且取代导致稳定的化合物，例如，不会自发经历例如通过重排、环化、消除等发生的转化的化合物。在本文中使用时，术语“烷基”是支化或非支化的饱和的具有1至24个碳原子的烃基，例如甲基，乙基，正丙基，异丙基，正丁基，异丁基，叔丁基，戊基，己基，庚基，辛基，壬基，癸基，十二烷基，十四烷基，十六烷基，二十烷基，二十四烷基，等。烷基也可以是取代的或未取代的。烷基可以被一个或多个基团取代，所述基团包括但不限于烷基，卤代烷基，烷氧基，烯基，炔基，芳基，杂芳基，醛，氨基，羧酸，酯，醚，卤化物，异羟肟酸，羟基，酮，硝基，甲硅烷基，硫氧代基团，磺酰基，砜，亚砜，或巯基，如下所述。术语“取代的烷基”是指如本文所定义的烷基，其中烷基链中的一个或多个碳原子任选地被杂原子(o-、n-、s-、-s(o)n-(其中n为0至2)、-nr-(其中r为氢或烷基))替代，并且有1至5个取代基选自烷氧基、取代的烷氧基、环烷基、取代的环烷基、环烯基、取代的环烯基、酰基、酰氨基、酰氧基、氨基、氨酰基、氨基酰氧基、氧基氨酰基、叠氮基、氰基、卤素、羟基、氧代、硫酮基、羧基、羧基烷基、硫代芳氧基、硫代杂芳氧基、硫代杂环氧基、巯基、硫代烷氧基、取代的硫代烷氧基、芳基、芳氧基、杂芳基、杂芳氧基、杂环基、杂环氧基、羟基氨基、烷氧基氨基、硝基、-so-烷基、-so-芳基、-so-杂芳基、-so2-烷基、-so2-芳基、so2-杂芳基和-nrarb，其中r’和r”可以相同或不同，并且选自氢、任选取代的烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、芳基、杂芳基和杂环基。取代的烷基在本文中也通过限定烷基上的具体取代基来具体提及。例如，术语“卤代烷基”具体是指被一个或多个卤素取代的烷基，所述卤素例如氟、氯、溴或碘。术语“烷基醇”具体是指被一个或多个羟基取代的烷基，如下所述。术语“烷基巯基”具体是指被一个或多个巯基取代的烷基，如下所述。术语“烷基烷氧基”具体是指被一个或多个烷氧基取代的烷基，如下所述。术语“烷基氨基”具体是指被一个或多个氨基取代的烷基，如下所述，巯基。“亚烷基”是指二价脂族烃基，优选具有1至6个、更优选1至3个碳原子，其为直链或支链的，并任选地被一个或多个选自-o-、-nr10-、-nr10c(o)-、-c(o)nr10-等的基团中断。该术语包括，例如，亚甲基(-ch2-)、亚乙基(-ch2ch2-)、正亚丙基(-ch2ch2ch2-)、异亚丙基(-ch2ch(ch3)-)、(-c(ch3)2ch2ch2-)、(-c(ch3)2ch2c(o)-)、(-c(ch3)2ch2c(o)nh-)、(-ch(ch3)ch2-)等。“取代的亚烷基”是指1至3个氢被取代基替代的亚烷基，所述取代基如下文在“取代的”的定义中关于碳所述。术语“烷烃”是指如本文所定义的烷基和亚烷基。术语“烷基氨基烷基”、“烷基氨基烯基”和“烷基氨基炔基”是指r’nhr”-基团，其中r’是如本文所定义的烷基，r”是如本文所定义的亚烷基、亚烯基或亚炔基。术语“烷芳基”或“芳烷基”是指-亚烷基-芳基和取代的亚烷基-芳基基团，其中亚烷基、取代的亚烷基和芳基如本文所定义。“烷氧基”是指-o-烷基基团，其中烷基如本文所定义。例如，烷氧基包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基、仲丁氧基、正戊氧基等。术语“烷氧基”还指基团烯基-o-、环烷基-o-、环烯基-o-和炔基-o-，其中烯基、环烷基、环烯基和炔基如本文所定义。术语“取代的烷氧基”是指取代的烷基-o-、取代的烯基-o-、取代的环烷基-o-、取代的环烯基-o-和取代的炔基-o-基团，其中取代的烷基、取代的烯基、取代的环烷基、取代的环烯基和取代的炔基如本文所定义。术语“烷氧基氨基”是指-nh-烷氧基基团，其中烷氧基如本文所定义。术语“卤代烷氧基”是指烷基-o-基团，其中烷基上的一个或多个氢原子已被卤素基团取代，包括诸如三氟甲氧基等基团。术语“卤代烷基”是指如上所述的取代的烷基，其中烷基上的一个或多个氢原子已被卤素基团取代。这类基团的实例包括但不限于氟代烷基，如三氟甲基、二氟甲基、三氟乙基等。术语“烷基烷氧基”是指-亚烷基-o-烷基、亚烷基-o-取代的烷基、取代的亚烷基-o-烷基和取代的亚烷基-o-取代的烷基基团，其中烷基、取代的烷基、亚烷基和取代的亚烷基如本文所定义。术语“烷硫基烷氧基”是指-亚烷基-s-烷基、亚烷基-s-取代的烷基、取代的亚烷基-s-烷基和取代的亚烷基-s-取代的烷基基团，其中烷基、取代的烷基、亚烷基和取代的亚烷基如本文所定义。“烯基”是指具有2至6个碳原子、优选2至4个碳原子且具有至少1个、优选1至2个双键不饱和位点的直链或支链烃基。该术语包括例如二乙烯基、烯丙基和丁-3-烯-1-基。该术语包括顺式和反式异构体或这些异构体的混合物。术语“取代的烯基”是指具有1至5个取代基或1至3个取代基的如本文所定义的烯基，所述取代基选自烷氧基、取代的烷氧基、环烷基、取代的环烷基、环烯基、取代的环烯基、酰基、酰氨基、酰氧基、氨基、取代氨基、氨酰基、氨基酰氧基、氧氨酰基、叠氮基、氰基、卤素、羟基、氧代、硫代酮基、羧基、羧基烷基、硫代芳氧基、硫代杂芳氧基、硫代杂环氧基、巯基、硫代烷氧基、取代的硫代烷氧基、芳基、芳氧基、杂芳基、杂芳氧基、杂环基、杂环氧基、羟基氨基、烷氧基氨基、硝基、so-烷基、-so-取代的烷基、so-芳基、-so-杂芳基、-so2-烷基、-so2-取代的烷基、-so2-芳基和so2-杂芳基。“炔基”是指具有2至6个碳原子、优选2至3个碳原子且具有至少1个、优选1至2个三键不饱和位点的直链或支链单价烃基。这种炔基的实例包括乙炔基(-c≡ch)和炔丙基(-ch2c≡ch)。术语“取代的炔基”是指具有1至5个取代基或1至3个取代基的如本文所定义的炔基，所述取代基选自烷氧基、取代的烷氧基、环烷基、取代的环烷基、环烯基、取代的环烯基、酰基、酰氨基、酰氧基、氨基、取代氨基、氨酰基、氨基酰氧基、氧氨酰基、叠氮基、氰基、卤素、羟基、氧代、硫代酮基、羧基、羧基烷基、硫代芳氧基、硫代杂芳氧基、硫代杂环氧基、巯基、硫代烷氧基、取代的硫代烷氧基、芳基、芳氧基、杂芳基、杂芳氧基、杂环基、杂环氧基、羟基氨基、烷氧基氨基、硝基、so-烷基、-so-取代的烷基、so-芳基、-so-杂芳基、-so2-烷基、-so2-取代的烷基、-so2-芳基和so2-杂芳基。“炔氧基”是指-o-炔基基团，其中炔基如本文所定义。炔氧基包括例如乙炔氧基、丙炔氧基等。“酰基”是指h-c(o)-、烷基-c(o)-、取代的烷基-c(o)-、烯基-c(o)-、取代的烯基-c(o)-、炔基-c(o)-、取代的炔基-c(o)-、环烷基-c(o)-、取代的环烷基-c(o)-、环烯基-c(o)-、取代的环烯基-c(o)-、芳基-c(o)-、取代的芳基c(o)-、杂芳基-c(o)-、取代的杂芳基-c(o)-、杂环基-c(o)-和取代的杂环基-c(o)基团，其中烷基、取代的烷基、烯基、取代的烯基、炔基、取代的炔基、环烷基、取代的环烷基、环烯基、取代的环烯基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、杂环基和取代的杂环基如本文所定义。例如，酰基包括“乙酰基”基团ch3c(o)-。“酰氨基”是指–nr20c(o)烷基、-nr20c(o)取代的烷基、nr20c(o)环烷基、-nr20c(o)取代的环烷基、-nr20c(o)环烯基、-nr20c(o)取代的环烯基、-nr20c(o)烯基、-nr20c(o)取代的烯基、-nr20c(o)炔基、-nr20c(o)取代的炔基、-nr20c(o)aryl、-nr20c(o)取代的芳基、-nr20c(o)杂芳基、-nr20c(o)取代的杂芳基、-nr20c(o)杂环基和-nr20c(o)取代的杂环基基团，其中r20是氢或烷基且其中烷基、取代的烷基、烯基、取代的烯基、炔基、取代的炔基、环烷基、取代的环烷基、环烯基、取代的环烯基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、杂环基和取代的杂环基如本文所定义。“氨基羰基”或术语“氨酰基”是指-c(o)nr21r22基团，其中r21和r22独立地选自氢、烷基、取代的烷基、烯基、取代的烯基、炔基、取代的炔基、芳基、取代的芳基、环烷基、取代的环烷基、环烯基、取代的环烯基、杂芳基、取代的杂芳基、杂环基和取代的杂环基，并且其中r21和r22任选地与结合在其上的氮联接在一起形成杂环基或取代的杂环基，且其中烷基、取代的烷基、烯基、取代的烯基、炔基、取代的炔基、环烷基、取代的环烷基、环烯基、取代的环烯基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、杂环基和取代的杂环基如本文所定义。“氨基羰基氨基”是指–nr21c(o)nr22r23基团，其中r21、r22和r23独立地选自氢、烷基、芳基或环烷基，或其中两个r基团联接形成杂环基。术语“烷氧基羰基氨基”是指nrc(o)or基团，其中每个r独立地为氢、烷基、取代的烷基、芳基、杂芳基或杂环基，其中烷基、取代的烷基、芳基、杂芳基和杂环基如本文所定义。术语“酰氧基”是指烷基-c(o)o-、取代的烷基-c(o)o-、环烷基-c(o)o-、取代的环烷基-c(o)o-、芳基-c(o)o-、杂芳基-c(o)o-和杂环基-c(o)o-基团，其中烷基、取代的烷基、环烷基、取代的环烷基、芳基、杂芳基和杂环基如本文所定义。“氨基磺酰基”是指–so2nr21r22基团，其中r21和r22独立地选自氢、烷基、取代的烷基、烯基、取代的烯基、炔基、取代的炔基、芳基、取代的芳基、环烷基、取代的环烷基、环烯基、取代的环烯基、杂芳基、取代的杂芳基、杂环基、取代的杂环基，并且其中r21和r22任选地与结合在其上的氮联接在一起形成杂环基或取代的杂环基，且其中烷基、取代的烷基、烯基、取代的烯基、炔基、取代的炔基、环烷基、取代的环烷基、环烯基、取代的环烯基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、杂环基和取代的杂环基如本文所定义。“磺酰氨基”是指–nr21so2r22基团，其中r21和r22独立地选自氢、烷基、取代的烷基、烯基、取代的烯基、炔基、取代的炔基、芳基、取代的芳基、环烷基、取代的环烷基、环烯基、取代的环烯基、杂芳基、取代的杂芳基、杂环基和取代的杂环基，并且其中r21和r22任选地与结合在其上的氮联接在一起形成杂环基或取代的杂环基，且其中烷基、取代的烷基、烯基、取代的烯基、炔基、取代的炔基、环烷基、取代的环烷基、环烯基、取代的环烯基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、杂环基和取代的杂环基如本文所定义。“芳基”或“ar”是指具有单个环(例如存在于苯基中)或具有多个稠环的环体系(此类芳族环体系的实例包括萘基、蒽基和茚满基)的6-18个碳原子的单价芳族碳环基团，所述稠环可以是或不是芳族的，前提条件是联接点通过芳环的原子。该术语包括例如苯基和萘基。除非另外用芳基取代基的定义限制，否则此类芳基可任选地被1至5个取代基或1至3个取代基取代，所述取代基选自酰氧基、羟基、巯基、酰基、烷基、烷氧基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、取代的烷基、取代的烷氧基、取代的烯基、取代的炔基、取代的环烷基、取代的环烯基、氨基、取代的氨基、氨酰基、酰氨基、烷芳基、芳基、芳氧基、叠氮基、羧基、羧基烷基、氰基、卤素、硝基、杂芳基、杂芳氧基、杂环基、杂环氧基、氨基酰氧基、氧酰基氨基、硫代烷氧基、取代的硫代烷氧基、硫代芳氧基、硫代杂芳氧基、-so-烷基、-so-取代的烷基、-so-芳基、-so-杂芳基、-so2-烷基、-so2-取代的烷基、-so2-芳基、-so2-杂芳基和三卤甲基。“芳氧基”是指-o-芳基基团，其中芳基如本文所定义，包括，例如，苯氧基、萘氧基等，包括如本文所定义的任选取代的芳基。“氨基”是指–nh2基团。术语“取代的氨基”是指-nrr基团，其中每个r独立地选自氢、烷基、取代的烷基、环烷基、取代的环烷基、烯基、取代的烯基、环烯基、取代的环烯基、炔基、取代的炔基、芳基、杂芳基和杂环基，前提条件是至少一个r不是氢。术语“叠氮基”是指–n3基团。“羧基”、“羧酸”或“羧酸酯”是指–co2h或其盐。“羧基酯”或术语“羧基烷基”是指-c(o)o-烷基、-c(o)o-取代的烷基、-c(o)o-烯基、-c(o)o-取代的烯基、-c(o)o-炔基、-c(o)o-取代的炔基、-c(o)o-芳基、-c(o)o-取代的芳基、-c(o)o-环烷基、-c(o)o-取代的环烷基、-c(o)o-环烯基、-c(o)o-取代的环烯基、-c(o)o-杂芳基、-c(o)o-取代的杂芳基、-c(o)o-杂环基和-c(o)o-取代的杂环基基团，其中烷基、取代的烷基、烯基、取代的烯基、炔基、取代的炔基、环烷基、取代的环烷基、环烯基、取代的环烯基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、杂环基和取代的杂环基如本文所定义。“(羧基酯)氧基”或“碳酸酯”是指–o-c(o)o-烷基、-o-c(o)o-取代的烷基、-o-c(o)o-烯基、-o-c(o)o-取代的烯基、-o-c(o)o-炔基、-o-c(o)o-取代的炔基、-o-c(o)o-芳基、-o-c(o)o-取代的芳基、-o-c(o)o-环烷基、-o-c(o)o-取代的环烷基、-o-c(o)o-环烯基、-o-c(o)o-取代的环烯基、-o-c(o)o-杂芳基、-o-c(o)o-取代的杂芳基、-o-c(o)o-杂环基和-o-c(o)o-取代的杂环基基团，其中烷基、取代的烷基、烯基、取代的烯基、炔基、取代的炔基、环烷基、取代的环烷基、环烯基、取代的环烯基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、杂环基和取代的杂环基如本文所定义。“氰基”或“腈”是指-cn基团。“环烷基”是指具有单个或多个环体系(包括稠合环体系、桥连环体系和螺环体系)的3-10个碳原子的环状烷基。合适的环烷基的实例包括，例如，金刚烷基、环丙基、环丁基、环戊基、环辛基等。这种环烷基包括例如单环结构，例如环丙基、环丁基、环戊基、环辛基等，或多环结构，例如金刚烷基等。术语“取代的环烷基”是指具有1至5个取代基或1至3个取代基的环烷基，所述取代基选自烷基、取代的烷基、烷氧基、取代的烷氧基、环烷基、取代的环烷基、环烯基、取代的环烯基、酰基、酰氨基、酰氧基、氨基、取代的氨基、氨酰基、氨基酰氧基、氧氨酰基、叠氮基、氰基、卤素、羟基、氧代、硫代酮基、羧基、羧基烷基、硫代芳氧基、硫代杂芳氧基、硫代杂环氧基、巯基、硫代烷氧基、取代的硫代烷氧基、芳基、芳氧基、杂芳基、杂芳氧基、杂环基、杂环氧基、羟基氨基、烷氧基氨基、硝基、-so-烷基、-so-取代的烷基、-so-芳基、-so-杂芳基、-so2-烷基、-so2-取代的烷基、-so2-芳基和-so2-杂芳基。“环烯基”是指具有单环或多环并且具有至少一个双键、优选1至2个双键的3至10个碳原子的非芳族环状烷基。术语“取代的环烯基”是指具有1至5个取代基或1至3个取代基的环烯基，所述取代基选自烷氧基、取代的烷氧基、环烷基、取代的环烷基、环烯基、取代的环烯基、酰基、酰氨基、酰氧基、氨基、取代的氨基、氨酰基、氨基酰氧基、氧氨酰基、叠氮基、氰基、卤素、羟基、酮基、硫代酮基、羧基、羧基烷基、硫代芳氧基、硫代杂芳氧基、硫代杂环氧基、巯基、硫代烷氧基、取代的硫代烷氧基、芳基、芳氧基、杂芳基、杂芳氧基、杂环基、杂环氧基、羟基氨基、烷氧基氨基、硝基、-so-烷基、-so-取代的烷基、-so-芳基、-so-杂芳基、-so2-烷基、-so2-取代的烷基、-so2-芳基和-so2-杂芳基。“环炔基”是指具有单环或多环并且具有至少一个三键的5或10个碳原子的非芳族环烷基。“环烷氧基”是指-o-环烷基。“环烯基氧基”是指-o-环烯基。“卤”或“卤素”是指氟、氯、溴和碘。“羟”或“羟基”是指-oh基团。“杂芳基”是指在环内具有1至15个碳原子(例如1至10个碳原子)和1至10个选自氧、氮和硫的杂原子的芳族基团。此类杂芳基可具有单环(例如吡啶基、咪唑基或呋喃基)或在环体系中的多个稠环(例如，如在诸如吲嗪基、喹啉基、苯并呋喃基、苯并咪唑基或苯并噻吩基的基团中)，其中环体系中的至少一个环是芳族的，并且环体系中的至少一个环是芳族的，前提条件是联接点通过芳环的原子。在某些实施方式中，杂芳基的氮和/或硫环原子任选地被氧化以提供n-氧化物(n→o)、亚磺酰基或磺酰基片段。该术语包括例如吡啶基、吡咯基、吲哚基、噻吩基和呋喃基。除非另外用杂芳基取代基的定义限制，否则此类杂芳基可任选地被1至5个取代基或1至3个取代基取代，所述取代基选自酰氧基、羟基、巯基、酰基、烷基、烷氧基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、取代的烷基、取代的烷氧基、取代的烯基、取代的炔基、取代的环烷基、取代的环烯基、氨基、取代的氨基、氨酰基、酰氨基、烷芳基、芳基、芳氧基、叠氮基、羧基、羧基烷基、氰基、卤素、硝基、杂芳基、杂芳氧基、杂环基、杂环氧基、氨基酰氧基、氧酰基氨基、硫代烷氧基、取代的硫代烷氧基、硫代芳氧基、硫代杂芳氧基、-so-烷基、-so-取代的烷基、-so-芳基、-so-杂芳基、-so2-烷基、-so2-取代的烷基、-so2-芳基和-so2-杂芳基和三卤甲基。术语“杂芳烷基”是指-亚烷基-杂芳基基团，其中亚烷基和杂芳基如本文所定义。该术语包括例如吡啶基甲基、吡啶基乙基、吲哚基甲基等。“杂芳氧基”是指-o-杂芳基。“杂环”、“杂环”、“杂环烷基”和“杂环基”是指具有单环或多个稠环(包括稠合环体系、桥连环体系和螺环体系)并具有3至20个环原子(包括1到10个杂原子)的饱和或不饱和基团。这些环原子选自氮、硫或氧，其中，在稠合环体系中，一个或多个环可以是环烷基、芳基或杂芳基，前提条件是联接点通过非芳族环。在某些实施方式中，杂环基的氮和/或硫原子任选地被氧化以提供n-氧化物、-s(o)-或–so2-片段。杂环和杂芳基的实例包括但不限于氮杂环丁烷、吡咯、咪唑、吡唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、吲嗪、异吲哚、吲哚、二氢吲哚、吲唑、嘌呤、喹嗪、异喹啉、喹啉、酞嗪、萘基吡啶、喹喔啉、喹唑啉、噌啉、蝶啶、咔唑、咔啉、菲啶、吖啶、菲咯啉、异噻唑、吩嗪、异恶唑、吩恶嗪、吩噻嗪、咪唑烷、咪唑啉、哌啶、哌嗪、吲哚啉、邻苯二甲酰亚胺、1,2,3,4-四氢异喹啉、4,5,6,7-四氢苯并[b]噻吩、噻唑、噻唑烷、噻吩、苯并[b]噻吩、吗啉基、硫代吗啉基、1,1-二氧代硫代吗啉基、哌啶基、吡咯烷、四氢呋喃基等。除非另外用杂环基取代基的定义限制，否则此类杂环基团可任选地被1至5个或1至3个取代基取代，所述取代基选自烷氧基、取代的烷氧基、环烷基、取代的环烷基、环烯基、取代的环烯基、酰基、酰氨基、酰氧基、氨基、取代的氨基、氨酰基、氨基酰氧基、氧氨酰基、叠氮基、氰基、卤素、羟基、氧代、硫代酮基、羧基、羧基烷基、硫代芳氧基、硫代杂芳氧基、硫代杂环氧基、巯基、硫代烷氧基、取代的硫代烷氧基、芳基、芳氧基、杂芳基、杂芳氧基、杂环基、杂环氧基、羟基氨基、烷氧基氨基、硝基、-so-烷基、-so-取代的烷基、-so-芳基、-so-杂芳基、-so2-烷基、-so2-取代的烷基、-so2-芳基、-so2-杂芳基和稠合杂环。“杂环氧基”是指-o-杂环基基团。术语“杂环基硫基”是指杂环基-s-基团。术语“杂环烯”是指由如本文所定义的杂环形成的双自由基。术语“羟基氨基”是指-nhoh基团。“硝基”是指–no2基团。“氧代”是指原子(＝o)。在本文中使用时，术语“甲硅烷基”用式siaa1a2表示，其中a、a1和a2可独立地为氢、上文所述的烷基、卤代烷基、烷氧基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、环烷基、环烯基、杂环烷基或杂环烯基。“磺酰基”是指以下基团：so2-烷基、so2-取代的烷基、so2-烯基、so2-取代的烯基、so2-环烷基、so2-取代的环烷基、so2-环烯基、so2-取代的环烯基、so2-芳基、so2-取代的芳基、so2-杂芳基、so2-取代的杂芳基、so2-杂环基和so2-取代的杂环基，其中烷基、取代的烷基、烯基、取代的烯基、炔基、取代的炔基、环烷基、取代的环烷基、环烯基、取代的环烯基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、杂环基和取代的杂环基如本文所定义。磺酰基包括例如甲基-so2-、苯基-so2-和4-甲基苯基-so2-。“磺酰氧基”是指–oso2-烷基、oso2-取代的烷基、oso2-烯基、oso2-取代的烯基、oso2-环烷基、oso2-取代的环烷基、oso2-环烯基、oso2-取代的环烯基、oso2-芳基、oso2-取代的芳基、oso2-杂芳基、oso2-取代的杂芳基、oso2-杂环基和oso2取代的杂环基基团，其中烷基、取代的烷基、烯基、取代的烯基、炔基、取代的炔基、环烷基、取代的环烷基、环烯基、取代的环烯基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、杂环基和取代的杂环基如本文所定义。术语“氨基羰基氧基”是指-oc(o)nrr基团，其中每个r独立地为氢、烷基、取代的烷基、芳基、杂芳基或杂环基，其中烷基、取代的烷基、芳基、杂芳基和杂环基如本文所定义。“巯基”是指-sh基团。“硫代”或术语“硫代酮基”是指原子(＝s)。“烷硫基”或术语“硫代烷氧基”是指-s-烷基基团，其中烷基如本文所定义。在某些实施方式中，硫可被氧化成-s(o)-。亚砜可以以一种或多种立体异构体的形式存在。术语“取代的硫代烷氧基”是指-s-取代的烷基基团。术语“硫代芳氧基”是指芳基-s-基团，其中芳基如本文所定义，包括也在本文中定义的任选取代的芳基。术语“硫代杂芳氧基”是指杂芳基-s-基团，其中杂芳基如本文所定义，包括也在本文中定义的任选取代的芳基。术语“硫代杂环氧基”是指杂环基-s-基团，其中杂环基如本文所定义，包括也在本文中定义的任选取代的杂环基。除了本文的公开内容之外，术语“取代的”，当用于修饰特定的基团或自由基时，还可以表示特定基团或自由基的一个或多个氢原子彼此独立地被相同或不同的如下文所定义的取代基替代。除了关于本文的各个术语公开的基团之外，除非另有说明，否则取代特定基团或自由基中的饱和碳原子上的一个或多个氢的取代基(单个碳上的任何两个氢可以被＝o、＝nr70、＝n-or7、＝n2或＝s替代)为-r60、卤素、＝o、-or70、-sr70、-nr80r80、三卤甲基、-cn、-ocn、-scn、-no、-no2、＝n2、-n3、-so2r70、-so2o–m+、-so2or70、-oso2r70、-oso2o–m+、-oso2or70、-p(o)(o–)2(m+)2、-p(o)(or70)o–m+、-p(o)(or70)2、-c(o)r70、-c(s)r70、-c(nr70)r70、-c(o)o–m+、-c(o)or70、-c(s)or70、-c(o)nr80r80、-c(nr70)nr80r80、-oc(o)r70、-oc(s)r70、-oc(o)o-m+、-oc(o)or70、-oc(s)or70、-nr70c(o)r70、-nr70c(s)r70、-nr70co2–m+、-nr70co2r70、-nr70c(s)or70、-nr70c(o)nr80r80、-nr70c(nr70)r70和-nr70c(nr70)nr80r80，其中r60选自任选取代的烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基烷基、环烷基烷基、芳基、芳基烷基、杂芳基和杂芳基烷基，每个r70独立地为氢或r60；每个r80独立地为r70，或者两个r80与它们所键合的氮原子一起形成5元、6元或7元杂环烷基，其可任选地包含1-4个相同或不同的另外的杂原子，所述杂原子选自o、n和s，其中n可具有-h或c1-c3烷基取代；并且每个m+均为具有净单正电荷的抗衡离子。每个m+可以独立地为例如碱金属离子，例如k+、na+、li+；铵离子，例如+n(r60)4；或者碱土金属离子，例如[ca2+]0.5、[mg2+]0.5或[ba2+]0.5(“下标0.5表示这种二价碱土金属离子的一种抗衡离子可以是离子化形式的本发明化合物和其它典型的抗衡离子例如氯化物，或本文公开的两种离子化化合物可充当这种二价碱土金属离子的抗衡离子，或本发明的双离子化化合物可充当这种二价碱土金属离子的抗衡离子)。作为具体实例，-nr80r80意在包括-nh2、-nh-烷基、n-吡咯烷基、n-哌嗪基、4n-甲基-哌嗪-1-基和n-吗啉基。除了本文的公开内容之外，除非另有说明，否则“取代的”烯烃、炔烃、芳基和杂芳基中的不饱和碳原子上的氢的取代基为-r60、卤素、-o-m+、-or70、-sr70、-s–m+、-nr80r80、三卤甲基、-cf3、-cn、-ocn、-scn、-no、-no2、-n3、-so2r70、-so3–m+、-so3r70、-oso2r70、-oso3–m+、-oso3r70、-po3-2(m+)2、-p(o)(or70)o–m+、-p(o)(or70)2、-c(o)r70、-c(s)r70、-c(nr70)r70、-co2–m+、-co2r70、-c(s)or70、-c(o)nr80r80、-c(nr70)nr80r80、-oc(o)r70、-oc(s)r70、-oco2–m+、-oco2r70、-oc(s)or70、-nr70c(o)r70、-nr70c(s)r70、-nr70co2–m+、-nr70co2r70、-nr70c(s)or70、-nr70c(o)nr80r80、-nr70c(nr70)r70和-nr70c(nr70)nr80r80，其中r60、r70、r80和m+如先前所定义，前提条件是：在取代的烯烃或炔烃的情况下，取代基不是-o-m+、-or70、-sr70或-s–m+。除了本文中关于各个术语公开的基团之外，除非另有说明，否则“取代的”杂烷基和环杂烷基中的氮原子上的氢的取代基为-r60、-o-m+、-or70、-sr70、-s-m+、-nr80r80、三卤甲基、-cf3、-cn、-no、-no2、-s(o)2r70、-s(o)2o-m+、-s(o)2or70、-os(o)2r70、-os(o)2o-m+、-os(o)2or70、-p(o)(o-)2(m+)2、-p(o)(or70)o-m+、-p(o)(or70)(or70)、-c(o)r70、-c(s)r70、-c(nr70)r70、-c(o)or70、-c(s)or70、-c(o)nr80r80、-c(nr70)nr80r80、-oc(o)r70、-oc(s)r70、-oc(o)or70、-oc(s)or70、-nr70c(o)r70、-nr70c(s)r70、-nr70c(o)or70、-nr70c(s)or70、-nr70c(o)nr80r80、-nr70c(nr70)r70和-nr70c(nr70)nr80r80，其中r60、r70、r80和m+如先前所定义。除了本文的公开内容之外，在某些实施方式中，被取代的基团具有1、2、3或4个取代基，1、2或3个取代基，1或2个取代基，或1个取代基。应理解，在上文所定义的所有取代的基团中，用进一步的取代基限定取代基本身得到的聚合物(例如，具有取代的芳基作为取代基的取代的芳基，其本身被取代的芳基取代，而取代的芳基进一步被取代的芳基取代等)不打算包括在本文中。在这种情况下，这种取代的最大数量为3。例如，本文特别考虑的取代的芳基的连续取代限于取代的芳基-(取代的芳基)-取代的芳基。除非另有说明，否则本文未明确定义的取代基的命名法是通过命名官能团的末端部分，然后命名朝向联接点的相邻官能团而得到的。例如，取代基“芳基烷氧基羰基”是指(芳基)-(烷基)-o-c(o)-基团。关于含有一个或多个取代基的本文公开的任何基团，当然应理解，这些基团不含在空间上不切实际和/或在合成上不可行的任何取代或取代模式。此外，本发明化合物包括由这些化合物的取代产生的所有立体化学异构体。术语“药学上可接受的盐”是指对于施用给患者(例如哺乳动物)可接受的盐(对于给定的剂量方案，带有具有可接受的哺乳动物安全性的抗衡离子的盐)。此类盐可以衍生自药学上可接受的无机碱或有机碱和药学上可接受的无机酸或有机酸。“药学上可接受的盐”是指化合物的药学上可接受的盐，所述盐衍生自本领域公知的多种有机抗衡离子和无机抗衡离子，包括例如钠、钾、钙、镁、铵、四烷基铵等；当分子含有碱性官能团时，是指有机酸或无机酸的盐，如盐酸盐、氢溴酸盐、甲酸盐、酒石酸盐、苯磺酸盐、甲磺酸盐、乙酸盐、马来酸盐、草酸盐等。术语“其盐”是指当酸的质子被阳离子(例如金属阳离子或有机阳离子等)替代时形成的化合物。在适用的情况下，盐是药学上可接受的盐，但这对于不打算施用给患者的中间化合物的盐不是必需的。例如本发明化合物的盐包括其中化合物被无机酸或有机酸质子化形成阳离子的盐，其中无机酸或有机酸的共轭碱作为盐的阴离子组分。“溶剂化物”是指通过溶剂分子与溶质的分子或离子的组合而形成的复合物。溶剂可以是有机化合物、无机化合物或两者的混合物。溶剂的一些实例包括但不限于甲醇、n,n-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二甲基亚砜和水。当溶剂是水时，形成的溶剂化物是水合物。“立体异构体”是指具有相同的原子连接性但在空间中具有不同原子排列的化合物。立体异构体包括顺式-反式异构体、e和z异构体、对映异构体和非对映异构体。“互变异构体”是指仅原子的电子键合和/或质子的位置不同的分子的替代形式，例如烯醇-酮和亚胺-烯胺互变异构体，或含有-n＝c(h)-nh-环原子排列的杂芳基的互变异构形式，例如吡唑、咪唑、苯并咪唑、三唑和四唑。本领域普通技术人员会认识到其他互变异构环原子排列也是可能的。公开了用于制备本发明组合物的组分以及在本文公开的方法中使用的组合物本身。本文公开了这些和其他材料，并且应当理解，当公开这些材料的组合、子集、相互作用、组等而未能明确地公开这些化合物的每种不同的个体和集体组合以及排列的具体指代时，每种都在本文中具体地考虑和描述。例如，如果公开和讨论了特定化合物并且讨论了可以对包括所述化合物在内的许多分子进行的许多修改，则除非明确指示相反情况，否则具体考虑化合物以及可能的修改的每种组合和排列。因此，如果公开了一类分子a、b和c以及一类分子d、e和f并公开了组合分子的实例a-d，那么即使未单独列举每一个，仍单独地和共同地考虑每一个，这意味着a-e、a-f、b-d、b-e、b-f、c-d、c-e和c-f被认为是公开的。同样，还公开了这些的任何子集或组合。因此，例如，a-e、b-f和c-e的子组应被认为是公开的。该概念适用于本申请的所有方面，包括但不限于制备和使用本发明组合物的方法中的步骤。因此，如果存在可以执行的多种附加步骤，则应理解，这些附加步骤中的每一个可以利用本发明方法的任何特定实施方式或实施方式的组合来执行。应理解，本文公开的组合物具有某些功能。本文公开了用于执行所公开的功能的某些结构要求，并且应理解，存在可以执行相同功能的与所公开的结构相关的多种结构，并且这些结构通常会实现相同的结果。除非另有说明，否则具有仅显示为实线而不是楔形或虚线的化学键的式考虑了每种可能的异构体，例如每种对映异构体和非对映异构体，以及异构体的混合物，例如外消旋混合物或非外消旋混合物。术语的其他定义可以出现在整个说明书中。发明详述在描述多种实施方式之前，应该理解：本公开的教导不限于所述特定实施方式，并因而当然可以变化。还应该理解：本文中所用术语仅为了描述具体实施方式，并没有意图是限制性的，因为本教导的范围将仅由所附的权利要求限定。本文所使用的节标题仅为了组织目的，其不应以任何方式被解释为限制被描述的主题。虽然结合多种实施方式描述本教导，但这并不意味着本教导限于这些实施方式。相反地，本教导包含本领域技术人员理解的多种替代选择、改变和等价物。除非另外定义，否则本发明使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属的
技术领域：
的普通技术人员通常理解的相同含义。尽管与本文描述的那些方法和材料相似或相同的任何方法和材料也能够用于本教导的实践或检测，但现在描述一些示例性的方法和材料。对任何出版物的引用是其在申请日前的公开，并不应当解释为承认本权利要求无权凭借着在先发明早于这种公开。此外，所提供的出版物的日期可不同于实际公开日期，其可能需要独立确认。正如本领域技术人员在阅读该公开后显而易见的，本文描述的和示例的每个单独的实施方案有分立的组成和特征，其可以很容易地与任何其它几种实施方案的特征分开或组合而不脱离本教导的范围或精神。任何记载的方法可以以记载的事件顺序进行或逻辑上可行的任何其它顺序进行。本文引用的所有专利和出版物，包括这些专利和出版物中公开的所有序列，通过引用被清楚并入本文。有机改性颗粒本公开的方面包括用有机硅烷试剂或有机硅烷试剂的混合物改性的有机改性二氧化硅颗粒。有机硅烷试剂可包括亲水基团。本公开提供了这样的方法，其中在再羟基化程序(例如，如本文所述)期间将有机硅烷试剂的亲水基团掺入颗粒的外层中以产生本发明的改性二氧化硅颗粒。颗粒可以不仅通过颗粒表面上的基团(例如，硅烷醇基团)而且通过颗粒表面之下的基团(例如，硅烷醇基团)进行有机改性，所述颗粒表面之下的基团是二氧化硅颗粒外层的组成部分。在本文中使用时，术语“层”用于表示颗粒的一部分，其位于颗粒表面之下(belowthesurface)(例如，不是暴露于表面或下表面(sub-surface))。层可以具有任何方便的深度，并且可以与颗粒表面相邻并位于其下方。在某些情况下，颗粒具有多个改性二氧化硅材料的下表面层。在某些情况下，颗粒的外层是多孔的。在某些情况下，颗粒的外层是无孔的。在某些情况下，改性包括存在于起始材料中的颗粒的或在本发明的制备方法期间(例如在二氧化硅微粒起始材料的再羟基化期间)原位产生的硅烷醇基团的衍生化。在某些情况下，再羟基化包括在下面的二氧化硅结构中硅氧烷键的切割。因此，改性二氧化硅颗粒可包括外层，该外层由包含硅氧烷联接的亲水基团的有机改性二氧化硅构成。应当理解，本发明方法也可以应用于任何方便的二氧化硅基平面表面，以产生改性二氧化硅基材，该基材在基材的层(例如在基材表面下面的层)中包括亲水基团。在某些情况下，本文描述的任何方法均可以应用于平面二氧化硅基材，例如微阵列或玻片表面。在某些情况下，平面基材是玻璃基材。在本文中使用时，术语“硅氧烷联接的亲水基团”是指包括硅氧烷联结(linkage)(例如，与二氧化硅颗粒的联结)和亲水基团的基团。“硅氧烷联结”是指与二氧化硅颗粒的-si-o-二氧化硅连接，例如-si(r)3基团，其中每个r独立地为二氧化硅颗粒的-o-si或烷基并且至少一个r是-o-二氧化硅。在某些情况下，硅氧烷联接的亲水基团是单价的，因为它包括一个硅氧烷联结(例如，单个-si(r)3)。在某些情况下，硅氧烷联接的亲水基团是二价的，因为它包括两个硅氧烷联结(例如，两个不同的-si(r)3)。在本文中使用时，术语“亲水基团”本身是指与一个或多个硅氧烷联结连接的残余单价或多价基团，其包括亲水片段和任选的联接物(linker)。亲水片段是这样的片段，其在水性环境中(例如在反相(rp)色谱条件下)很好地溶化，并赋予其附着或掺入的基团(例如联接物)增加的水溶性。在某些情况下，亲水片段被称为亲水官能团。在某些情况下，亲水片段是杂环。在某些情况下，亲水片段是杂芳基。在某些情况下，亲水片段是带电的(例如，离子的)。在某些情况下，亲水片段是极性的和中性的(例如，非离子的)。应理解，某些官能团可以以离子或非离子形式存在，这取决于环境条件，例如溶剂、ph等，并且本文所述的所有这些形式的亲水片段意在包括在本公开中。例如，亲水片段可以是在质子化(例如在合适ph的水性条件下)之前为中性的碱性基团，或亲水片段可以是在去质子化(例如在合适ph的水性条件下)之前为中性的酸性基团。与缺乏亲水片段的对照基团相比，亲水片段可以提高其附着的基团在主要水性溶液中的溶解度。亲水片段不同于疏水片段，疏水片段在水性环境中不能充分溶化。在某些情况下，亲水基团每5个碳包含至少一个中性极性官能团，或每7个碳包含至少一个带电官能团。在某些情况下，亲水基团(例如，作为分立分子的分离形式的亲水基团)在水中的溶解度为至少1重量％。感兴趣的亲水基团和亲水片段包括但不限于含氮杂环，酰胺，氨基甲酸酯，羧酸，羧酸酯，甲基醚，氰基，胺，磺酰胺，磺酸根，脲，硫脲，磺酸，羧酸根，膦酸根，磷酸根，硫酸根，亚磺酸根，锍，聚乙二醇(peg)和改性peg，羟基，铵，胍盐，吡啶鎓，多胺和锍，多元醇，直链或环状糖类，伯胺，仲胺，叔胺或季胺和多胺，膦酸根基团，次膦酸根基团，抗坏血酸根基团，二醇，包括聚醚、-coom′、-so3m′、-po3m′、-nr3+、y′、(ch2ch2o)pr及其混合物，其中y'可以是任何卤素、硫酸根、磺酸根或含氧阴离子，p可以为1至500，每个r可以独立地为h或烷基(如甲基)，m'可以是阳离子抗衡离子或氢、--(ch2ch2o)yych2ch2xryy、--(ch2ch2o)yych2ch2x--、--x(ch2ch2o)yych2ch2--、二醇和聚乙二醇，其中yy选自1至1000，x选自o、s且nrzz和rzz和ryy独立地选自h和c1-3烷基。在某些情况下，亲水片段是(ch2)x(och2ch2)yoch3，其中每个x独立地为0-20的整数，每个y独立地为0至50的整数。可用作亲水片段的含氮杂环包括但不限于氮杂环丁烷、吡咯、咪唑、吡唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、吲嗪、异吲哚、吲哚、二氢吲哚、吲唑、嘌呤、喹嗪、异喹啉、喹啉及其取代形式。在某些情况下，亲水片段选自2-吡啶基、取代的2-吡啶基、3-吡啶基、取代的3-吡啶基、4-吡啶基和取代的4-吡啶基。在本文中使用时，术语“联接物”或“联结”是指连接两个基团(例如，亲水片段和硅氧烷联结)并且具有长度为100个或更少原子的骨架的联接片段。联接物或联结可以是连接两个基团的共价键或长度为1至100个原子，例如长度为1至20个原子，例如长度为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、14、16、18或20个原子的链，其中联接物可以是直链的、支链的、环状的或单个原子。联接物可以是烷基联接物。在某些情况下，烷基联接物骨架的一个、两个、三个、四个或五个或更多个碳原子可任选地被硫、氮或氧杂原子取代。骨架原子之间的键可以是饱和的或不饱和的，通常不超过一个、两个或三个不饱和键存在于联接物骨架中。联接物可包括一个或多个取代基，例如羟基、烷基、取代的烷基、芳基、取代的芳基或烯基。联接物可以包括但不限于聚(乙二醇)，醚，硫醚，叔胺，烷基，其可以是直链或支链的，例如甲基、乙基、正丙基、1-甲基乙基(异丙基)、正丁基、正戊基、1,1-二甲基乙基(叔丁基)等。联接物骨架可包括环状基团，例如芳基、杂环或环烷基，其中骨架中中包含环状基团的2个或更多个原子，例如2、3或4个原子。联接物可以是可切割的或不可切割的。本发明颗粒可包括杂化材料。本发明颗粒的各个区域中的一个或多个可包括杂化材料。“杂化”是指有机和无机(例如，无机氧化物，例如二氧化硅)材料一起使用。本发明方法可用于制备为有机改性杂化物的改性二氧化硅颗粒。例如，杂化二氧化硅是指具有式sio2/(r1pr2qsiot)n或sio2/[r3(r1rsiot)m]n的材料；其中r1和r2独立地为取代的或未取代的c1至c18烷基、烯基、炔基或芳基，其中取代基选自卤素、二醇、氨基、醇、酰胺、氰基、醚、硝基、羰基、环氧化物、磺酰基、阳离子交换剂、阴离子交换剂、氨基甲酸酯和脲，r3是桥接两个或多个金属原子的取代的或未取代的c1至c7亚烷基、亚烯基、亚炔基或亚芳基片段，p和q为0、1或2，前提条件是p+q＝1或2，当p+q＝1时，t＝1.5，当p+q＝2时，t＝1；r为0或1，前提条件是当r＝0时，t＝1.5，当r＝1时，t＝1；m是大于或等于2的整数；n是0.01至100的数字。在一些实施方式中，硅氧烷联接的亲水基团具有下式(ib)、(iib)或(iiib)之一：其中：z是亲水片段(例如，如本文所述)；l1、l2和l3各自独立地为共价键或联接物；且t是支链原子或支链基团。在式(ib)、(iib)和(iiib)的某些实施方式中，亲水片段z是含氮杂环、酰胺、氨基甲酸酯、羧酸、羧酸酯、甲基醚、氰基、胺、铵、磺酰胺、磺酸根、脲、硫脲、羟基、巯基、peg、两性离子基团或磺酸。在式(ib)的一些实施方式中，z选自2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、-conh2、-oconhme、-nhcoome、nhconh2、-ome、cn和so3h。在式(iib)的一些实施方式中，z选自–o-和–nr’-，其中r’是h、烷基或取代的烷基。在式(iiib)的一些实施方式中，z选自2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、-conh2、-oconhme、-nhcoome、nhconh2、-ome、cn和so3h。在式(ib)的一些实施方式中，z是吡啶基或取代的吡啶基。在式(iiib)的一些实施方式中，z是吡啶基或取代的吡啶基。在式(ib)、(iib)和(iiib)的一些实施方式中，l1和l2的组合骨架长度为20个原子或更少，例如10个原子或更少，9个原子或更少，8个原子或更少，7个原子或更少，6个原子或更少，5个原子或更少，4个原子或更少，3个原子或更少，2个原子或更少，或1个原子。在式(ib)的一些实施方式中，l1是c1-c6烷基。在式(iib)的一些实施方式中，l1和l2各自独立地为c1-c6烷基。在某些情况下，l1和l2的组合长度为10个碳或更少，例如8个碳或更少，6个碳或更少，或4个碳或更少。在式(iiib)的一些实施方式中，l1、l2和l3各自独立地为共价键或c1-c6烷基。在某些情况下，l1和l2的组合长度为10个碳或更少，例如8个碳或更少，6个碳或更少，或4个碳或更少。在式(iiib)中可以使用任何方便的支链原子或基团以提供与两个硅氧烷联结和支链z基团的连接。在式(iiib)的一些实例中，t选自三取代的氮原子、三取代的碳原子、三取代的芳基或杂芳基环、三取代的环烷基或杂环。在某些情况下，t是n。在某些情况下，t是ch。在式(ib)的一些实施方式中，通过以下结构之一描述硅氧烷联接的亲水基团：其中每个n独立地为1至18的整数；且每个r独立地为烷基、取代的烷基或硅氧烷联结(例如，与二氧化硅颗粒的-o-二氧化硅连接)，其中至少一个r是-o-二氧化硅。在式(ib)的一些实施方式中，通过以下结构之一描述硅氧烷联接的亲水基团：其中每个n独立地为1至18的整数；且每个r独立地为烷基、取代的烷基或硅氧烷联结(例如，与二氧化硅颗粒的-o-二氧化硅连接)，其中至少一个r是-o-二氧化硅；且r2-r7和r′各自独立地为h、烷基或取代的烷基。在式(ib)的某些实施方式中，联接物l1包括另外的亲水片段(例如，如本文所述)。在某些情况下，l1具有式-l4-z2-l5-，其中z2是另外的亲水片段，l4和l5是联接物(例如，非极性的中性联接物)。在某些情况下，z2是铵基团，例如二烷基铵。在式(ib)的一些实施方式中，硅氧烷联接的亲水基团具有式(ivb)：ho3s-l1-sir3(ivb)其中每个r独立地为烷基、取代的烷基或硅氧烷联结(例如，与二氧化硅颗粒的-o-二氧化硅连接)，其中至少一个r是-o-二氧化硅。在式(ivb)的一些实施方式中，l1具有式-l4-z2-l5-，其中z2是另外的亲水片段(例如，如本文所述)，l4和l5是联接物(例如，非极性的中性联接物)。在式(ivb)的某些情况下，z2是铵基团，例如二烷基铵。在式(ivb)的一些实施方式中，硅氧烷联接的亲水基团具有式：其中每个n独立地为1至18的整数；且其中每个r独立地为烷基、取代的烷基或硅氧烷联结(例如，与二氧化硅颗粒的-o-二氧化硅连接)，其中至少一个r是-o-二氧化硅。在式(iib)的一些实施方式中，通过以下结构之一描述硅氧烷联接的亲水基团：其中：每个n独立地为1至18的整数；且每个r独立地为烷基、取代的烷基或硅氧烷联结(例如，与二氧化硅颗粒的-o-二氧化硅连接)，其中至少一个r是-o-二氧化硅；且z1选自–o-、–nr’-和–n+(r’)2-，其中每个r’独立地为h、烷基或取代的烷基。在某些情况下，每个r均为硅氧烷联结。在某些情况下，z1是–nr’-，其中每个r’独立地为h、烷基或取代的烷基。在某些情况下，z1是–n+(r’)2-，其中每个r’独立地为烷基或取代的烷基。在式(iiib)的一些实施方式中，通过以下结构之一描述硅氧烷联接的亲水基团：其中：n和m独立地为1至18的整数；且每个r独立地为烷基、取代的烷基或硅氧烷联结(例如，与二氧化硅颗粒的-o-二氧化硅连接)，其中至少一个r是-o-二氧化硅；且t2选自三取代的碳或氮原子；且r2-r7和r′各自独立地为h、烷基或取代的烷基。在某些情况下，t2是ch。在某些情况下，t2是n。在某些情况下，t2是n+r’，其中r’是烷基(例如甲基或乙基)。在某些情况下，r2是h。在某些情况下，r3是h。在某些情况下，r4是h。在某些情况下，r5是h。在某些情况下，r6是h。在某些情况下，r7是h。在某些情况下，每个r’都是烷基，例如甲基或乙基。在一些实施方式中，外层的有机改性二氧化硅还包含另外的硅氧烷联接的有机基团。另外的硅氧烷联接的有机基团可包括任何方便的感兴趣的有机基团。可以选择用于掺入二氧化硅颗粒外层的有机基团的混合物，以提供期望水平的亲水性或润湿性。有机基团可以是疏水的或亲水的(例如，如上所述)。在某些情况下，另外的硅氧烷联接的有机基团是硅氧烷联接的烃，例如硅氧烷联接的烷基或取代的烷基。在某些情况下，另外的硅氧烷联接的有机基团是硅氧烷联接的低级烷基，例如硅氧烷联接的甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基或戊基。在某些实施方式中，另外的硅氧烷联接的有机基团是乙基。在某些实施方式中，另外的硅氧烷联接的有机基团是取代的乙基。在一些实施方式中，外层中硅氧烷联接的亲水基团与另外的硅氧烷联接的有机基团的摩尔比为0.1或更大，例如0.2或更大，0.3或更大，0.4或更大，0.5或更大，0.6或更大，0.7或更大，0.8或更大，0.9或更大，1或更大，1.5或更大，2或更大，或甚至更大。在某些情况下，外层中硅氧烷联接的亲水基团与另外的硅氧烷联接的有机基团的摩尔比为20或更小，例如10或更小，5或更小，4或更小，3或更小，2或更小，或1或更小。本发明的改性二氧化硅颗粒也可以进行表面改性。可利用任何方便的表面官能团将感兴趣的基团共价连接到本发明颗粒上。在某些情况下，利用游离硅烷醇基团将感兴趣的基团连接或键合到二氧化硅颗粒上。在某些情况下，位于本发明颗粒表面的硅氧烷联接的有机基团的反应性官能团被用于共价连接感兴趣的基团。感兴趣的表面改性包括但不限于引入可用作色谱中固定相的基团的改性，所述色谱例如rp、离子交换、尺寸排阻色谱(sec)、亲水相互作用液相色谱(hilic)等。可以找到多种可用于色谱固定相中的基团，并且可对其进行改造以用于本发明颗粒。在某些情况下，改性二氧化硅颗粒经表面改性或与长链烃(例如c8或c18烷基)键合。在某些情况下，用离子交换固定相对改性二氧化硅颗粒进行表面改性。在某些情况下，用sec固定相对改性二氧化硅颗粒进行表面改性。在某些情况下，用hilic固定相对改性二氧化硅颗粒进行表面改性。应理解，可以使用多种方法(例如，如本文所述)来表征本发明颗粒。可以基于单个颗粒或组合物中的多个颗粒收集颗粒表征测量值。可以基于单个颗粒或多个颗粒收集多颗粒表征测量值以得到分布，可以从分布计算任何方便的统计度量。用于测量和表征颗粒或多个颗粒的组合物的任何方便的方法可以与本发明的颗粒和方法结合使用。本发明的颗粒可具有固体核，所述固体核的尺寸为整个颗粒尺寸的约50％至约90％，某些情况下，为整个颗粒尺寸的约60％至约80％。在某些情况下，本发明的多孔颗粒的粒度分布(一个标准偏差)为中值粒度的40％或更小，例如中值粒度的30％或更小、20％或更小、10％或更小、或5％或更小。在某些情况下，本发明的多孔颗粒具有由平均值和标准偏差限定的窄粒度分布，其中标准偏差为平均粒度的40％或更小，例如平均粒的度30％或更小、20％或更小、10％或更小、或5％或更小。某些情况下，本发明颗粒的中值直径为约0.5μm至约10μm，例如约1.0μm至约5μm。在某些情况下，颗粒的颗粒比表面积为约5m2/g至约300m2/g。在某些情况下，颗粒的中值粒度为约0.5μm至约100μm，粒度分布不超过中值或平均直径的15％，某些情况下，粒度分布不超过中值或平均尺寸的10％，在某些情况下，分布不超过中值或平均直径的5％。在某些情况下，多孔颗粒具有无孔(例如，固体)核，所述核的直径为整个颗粒直径的约50％至约90％，某些情况下为整个颗粒直径的约60％至约80％。制备颗粒的方法本公开的方面包括制备改性无机氧化物(例如二氧化硅)颗粒的方法。在某些情况下，本发明方法是制备改性二氧化硅颗粒的方法，所述方法包括：使二氧化硅颗粒与：a)水；b)离子氟化物；c)包含亲水片段的有机硅烷试剂接触；以产生改性二氧化硅颗粒。本发明方法提供将硅氧烷联接的亲水基团掺入所产生的二氧化硅颗粒的外层中。然后可以将本发明的有机改性二氧化硅颗粒表面衍生化，例如在可用的硅烷醇基团上与任何方便的有机基团键合。在某些情况下，该方法产生适合于色谱法的稳定的固定相，所述色谱法例如反相、离子交换、尺寸排阻色谱(sec)或亲水相互作用液相色谱(hilic)。当颗粒包括固定的反相如c8或c18反相时，外层下面的硅氧烷联接的亲水基团可以降低或消除具有高极性流动相的色谱期间相塌陷的风险。二氧化硅颗粒可以通过在约900℃下加热来强化，但这种处理可产生包含硅氧烷基团(si-o-si)的脱羟基化二氧化硅，其通常不具有反应性或可衍生性。在本发明方法的一些实施方式中，在改性之前，加热(例如，烧结)二氧化硅颗粒以改善颗粒稳定性。因此，随后可以在加热之后进行再羟基化步骤以在感兴趣的二氧化硅颗粒表面上再生硅烷醇基团。在二氧化硅颗粒的再羟基化过程中，表面二氧化硅可反复溶解并沉淀回颗粒表面，从而有效地改变二氧化硅颗粒的形态、孔结构和/或表面积。本发明方法提供了在再羟基化步骤期间通过硅氧烷联结将包含亲水片段的有机基团掺入二氧化硅颗粒中。在某些情况下，使用有机硅烷试剂的混合物将两种或更多种有机基团掺入颗粒中。在某些情况下，掺入第一亲水基团和第二基团，所述第二基团可以是非极性的或疏水的。本公开的方法可以应用于多种颗粒。任何方便的二氧化硅起始材料均可用于本发明方法中。在本发明方法的某些情况下，二氧化硅起始材料是未改性的，例如，表面上不包括任何有机基团，也没有任何有机基团掺入内部。可以适用于制备本发明颗粒的方法和材料包括chen等人在美国专利no.,277,883中描述的那些方法和材料，所述专利文件的公开内容通过引入并入本文。任何多孔颗粒或无孔颗粒均可与本发明方法结合使用。在一些方面，本公开的颗粒包含二氧化硅，例如多孔二氧化硅颗粒、整体二氧化硅、杂化整体二氧化硅、杂化二氧化硅颗粒、表面多孔二氧化硅颗粒、表面多孔的杂化二氧化硅颗粒、全多孔二氧化硅颗粒、无孔颗粒、高纯度二氧化硅、含二氧化硅的金属及其组合。在某些方面，二氧化硅颗粒包括全多孔二氧化硅颗粒。在某些情况下，二氧化硅颗粒包括表面多孔二氧化硅颗粒。在某些情况下，二氧化硅颗粒包括全多孔二氧化硅颗粒和表面多孔二氧化硅颗粒的混合物。在某些情况下，二氧化硅颗粒包括核-壳颗粒。在某些情况下，用于制备改性颗粒的起始材料包括多孔无机氧化物颗粒，例如多孔二氧化硅微球。在某些情况下，这种二氧化硅颗粒的平均直径可以为0.5-50μm。在某些情况下，所有或基本上所有二氧化硅颗粒的直径可以为多个颗粒的平均直径的约0.5至约1.5倍。在某些情况下，全部或部分二氧化硅颗粒可具有未衍生化的表面。在某些情况下，用于制备本发明颗粒的起始材料是单分散的固体无机氧化物(例如，金属氧化物)颗粒，其可通过已知方法(参见，例如，美国专利3,634,588、4,775,520、4,983,369)或通过在高达1100℃的温度下将多孔颗粒烧结至合适的尺寸以形成固体颗粒来制备。“固体颗粒”是指具有非常低的孔体积(即≦0.005cm3/g)的那些。这种固体颗粒起始材料可以是纯的或基本上纯的无机氧化物颗粒。在一些实施方式中，所述方法包括在以下物质存在下使二氧化硅颗粒与水接触：(a)氟离子(f-)，例如hf或nh4f，或至少一种碱性活化剂，和(b)有机硅烷试剂。在另一方面，本发明提供了使二氧化硅颗粒官能化的单步方法。在一个方面，本方法可以应用于多种颗粒。在另一方面，可以使用适合与本文公开的多种方法和方面一起使用的任何颗粒。在各个方面，颗粒包括二氧化硅，例如多孔二氧化硅颗粒、整体二氧化硅、杂化整体二氧化硅、杂化二氧化硅颗粒、表面多孔二氧化硅颗粒、表面多孔的杂化二氧化硅颗粒、全多孔二氧化硅颗粒、无孔颗粒、无孔的核-多孔壳颗粒及其组合。在一个方面，二氧化硅颗粒包括全多孔二氧化硅颗粒。另一方面，二氧化硅颗粒包括表面多孔二氧化硅颗粒。在另一方面，二氧化硅颗粒可包括全多孔二氧化硅颗粒和表面多孔二氧化硅颗粒的混合物。在一个方面，二氧化硅颗粒包含多孔二氧化硅微球，其平均直径为约0.5μm至约35μm，约0.5μm至约20μm，或约1.0μm至约10μm。在本文中使用时，表述“平均直径”是指微球的球形直径的统计平均值。在一个方面，微球的尺寸可以是基本上均匀的，使得少于5％的微球的直径小于平均直径的约0.5倍，且少于5％的微球的直径大于平均直径的1.5倍。在另一方面，该范围是平均直径的约0.8至约1.2倍。此外，微球可具有可控的孔维度和相对大的孔体积。在一个方面，二氧化硅颗粒可以由凝聚技术生产。在另一方面，二氧化硅颗粒可包含热强化的热脱羟基多孔二氧化硅微球，例如美国专利no.3,782,075中所述的那些，该专利文件通过引用整体并入本文，用于公开热强化的热脱羟基多孔二氧化硅微球和与其制备相关的方法。在各个方面，这种热强化颗粒可以通过使二氧化硅的水溶胶与脲和甲醛或三聚氰胺和甲醛的可共聚混合物接触而形成。一旦开始聚合，便发生有机材料的凝聚，从而产生含有胶体颗粒的微球。然后可以将微球固化，收集，洗涤并干燥。在这个阶段，微球由多个嵌入填充有聚合物的球中的胶体颗粒组成。然后可以在足以氧化有机成分而不熔化或不利地影响无机材料的温度下烧掉有机材料。在一个方面，可以通过加热至约550℃的温度来燃烧有机材料。然后可以在升高的温度下将多孔微球烧结足够的时间以强化微粒，例如，达到它们在使用中不破裂的程度。在一个方面，可以进行烧结，直至微球的比表面积减小至比胶体颗粒本身的表面积小至少10％的值。通过无机胶体颗粒与有机凝聚物的缔合进行微球的形成。虽然不希望受理论束缚，但可以认为微球尺寸的均匀性和微球内胶体颗粒分布的均匀性取决于凝聚材料中有机聚合物链的部分与胶体颗粒表面上的羟基之间的相互作用。因此，在一个方面，至少在聚合开始之前，胶体颗粒应在其表面上具有与水合氧化物表面相当的羟基。在各个方面并且对于某些应用而言，期望所得改性颗粒为胶体尺寸，使得这些颗粒的至少两个维度在例如3nm至500nm的范围内，另一维度在3nm至1000nm的范围内。具有一个大于1μm的维度或具有大于微球直径的约0.1倍的任何维度的颗粒可能难以掺入球形微粒中，因为大维度会干扰分立球形单元的形成。在某些情况下，可将二氧化硅颗粒在改性之前烧结以提供期望的强度。可将颗粒在较高温度(例如高于900℃)下烧结。在某些情况下，所得的微球可以具有均匀或基本均匀的孔，孔的直径取决于微球制备中使用的胶体颗粒的尺寸以及所用二氧化硅材料与有机聚合物的体积比。加热(例如煅烧)颗粒以诱导烧结可以具有多种效果。首先，构成多孔结构的颗粒在它们的接触点处在一定程度上烧结或熔合在一起，以增加微球的物理强度。其次，在加热之前存在的硅烷醇基团的羟基化表面可以是脱羟基的，即通过相邻sioh基团的缩合损失水，通常使大部分表面由硅氧烷基团si-o-si组成。通常，这些硅氧烷基团不与硅烷化剂反应。在各个方面，已发现所得微球的表面硅烷醇基团的总浓度基本上小于约5.5μmol/m2。除非表面被再羟基化，否则这种微球可通常不与硅烷化剂反应。在一个方面，本发明方法中使用的二氧化硅颗粒的表面硅烷醇基团的浓度小于约8μmol/m2，小于约6μmol/m2，或小于约4μmol/m2。在另一方面，本发明的二氧化硅颗粒包含硅烷醇基团的表面浓度小于约8μmol/m2的热强化的热脱羟基多孔二氧化硅微球。在一个方面，硅烷醇基团的表面浓度是指通过热重量分析(tga)可检测的硅烷醇基团的摩尔数除以二氧化硅微球体的表面积(即，每平方米的硅烷醇基团摩尔数)。已知二氧化硅微球的表面可具有约8μmol/m2的暴露的硅烷醇基团的最大浓度。超过该最大浓度的硅烷醇基团“埋藏”在二氧化硅表面之下。tga能够测量暴露的表面硅烷醇基团和“埋藏的”硅烷醇基团的总和。在一些情况下，需要发生二氧化硅表面的再羟基化以添加硅烷醇基团，硅烷醇基团又与反应混合物中存在的有机硅烷试剂反应。在另一方面，可以促进二氧化硅表面再羟基化至期望的硅烷醇基团浓度的活化剂是f-离子，例如hf或nh4f，和碱性活化剂，例如季铵氢氧化物、氢氧化铵和有机胺。在某些情况下，二氧化硅颗粒可以与离子氟化物例如氢氟酸(hf)接触。在某些情况下，离子氟化物可包含一种或多种相同或不同组成的合适的离子氟化物物质。在一些方面，离子氟化物包括氢氟酸(hf)。在某些方面，离子氟化物包括nh4f。某些情况下，离子氟化物包含离子氟化物的组合，例如hf和nh4f。在某些情况下，离子氟化物包含一种或多种其他离子氟化物物质。在某些情况下，离子氟化物是酸性的，例如酸性溶液。在一些实施方式中，离子氟化物不含可污染二氧化硅颗粒的金属或准金属阳离子。在某些情况下，离子氟化物不含有会对所得二氧化硅颗粒和/或它们在例如色谱应用中的性能产生不利影响的浓度的金属或准金属阳离子。离子氟化物的酸性溶液的具体组成和浓度可以变化，并且本公开不限于任何特定的离子氟化物溶液。如果需要，可以调节离子氟化物的酸性溶液的ph，使得ph足够低。在各个方面，期望的ph可以为约2至约4。如果需要，可以使用其他酸例如无机酸或硫酸来调节溶液的ph。在某些情况下，溶液中hf的浓度为约50ppm至约4000ppm，例如约50ppm至约1600ppm，或约100ppm至约400ppm。在一些实施方式中，浓度为约200ppm至约400ppm的hf可适合于活化300m2/g至400m2/g二氧化硅的再羟基化。虽然不希望受理论束缚，但可以认为在ph为约2至约4时作为hf或其离子盐引入的氟化物与少量溶解的二氧化硅反应形成sif6-2。sif6-2可以与低浓度的hf保持平衡，从而起到活化剂的作用，以提高二氧化硅羟基化的速率。在某些实施方式中，二氧化硅颗粒可与碱性活化剂接触。在各个方面，碱性活化剂可包含季铵氢氧化物、氢氧化铵、有机胺或其组合。在某些情况下，碱性活化剂包括四烷基氢氧化铵、氢氧化铵、伯有机胺和仲有机胺。在一些情况下，可以通过将溶液ph保持在弱碱性范围内来控制碱性活化剂溶解二氧化硅的相对速率。许多伯有机碱和仲有机碱可以在高于约10.5的ph下快速溶解二氧化硅，在较低的ph值下较慢地溶解二氧化硅。在某些情况下，在稀溶液中提供约10.5的缓冲ph的碱性活化剂具有期望的性质，例如，当在约25℃至约50℃下进行羟基化时。在此温度下，二氧化硅的溶解度和转移速率可以比在较高温度如100℃下低得多。在某些情况下，可以加入足量的碱性活化剂以产生约9至约10.5的ph。在某些情况下，溶液中碱性活化剂的浓度可为约50ppm至约1600ppm，或约100ppm至约400ppm。对于碱性活化剂，对二氧化硅表面的总攻击速率通常从甲基到乙基到丙基降低。例如，正乙基胺、丙基胺和丁基胺，仲乙基丙基胺和丁基胺可以是有效的活化剂。如果小心进行的话，可以使用单甲基胺和二甲基胺。如wehrli等人(j.chromatogr.,149:199(1978))所公开的那样，空间效应看起来对硅胶晶格的溶解速率具有显着影响。在某些情况下，由于甲胺很容易攻击二氧化硅，因此其实用性较低。因此，在产生期望浓度的硅烷醇基团时，甲胺可能更难以控制。碱对二氧化硅的攻击速率可取决于所选碱性活化剂的强度(pkb值)、浓度和几何形状。在某些情况下，碱性活化剂可包括一种或多种四烷基氢氧化铵。虽然四烷基氢氧化铵显示出强烈的溶解二氧化硅的侵略性，但这些化合物可以是适合再羟基化的碱性活化剂，尽管四甲基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵和四丁基氢氧化铵显示出与碱金属氢氧化物相等或甚至更强的攻击二氧化硅表面的倾向。四烷基氢氧化铵可以是有效的活化剂，因为在约9至约10.5的ph下，非常少游离碱留在溶液中。虽然不希望受理论束缚，但可以认为大部分碱吸附在二氧化硅表面上作为单层，从而使得二氧化硅有些疏水。留在溶液中的羟基离子催化硅氧烷基团的破坏，而二氧化硅表面上的活化剂单层阻碍二氧化硅的溶解和沉积。因此，在羟基化程度超过期望范围之前，可以方便地中断该过程。在本发明方法的一些实施方式中，可包括碱性活化剂，其选自四丁基氢氧化铵、氢氧化铵、伯有机胺及其组合。在某些情况下，当将足量的这种碱性活化剂加入颗粒的水性悬浮物中以使ph升至9-10.5之间的值时，非常少游离碱留在溶液中。大部分碱可以吸附在二氧化硅表面上作为单层，从而使得二氧化硅表面有些疏水。留在溶液中的羟基离子可催化硅氧烷基团的破坏，而二氧化硅表面上的单层活化剂阻碍二氧化硅的溶解和沉积。在微球的再羟基化超过期望的硅烷醇基浓度之前，可以停止该过程。在一个方面，伯胺和仲胺含有阻碍二氧化硅溶解的烃基。在一些实施方式中，碱性活化剂可包含氢氧化铵。例如，可以使ph为10的稀氢氧化铵溶液与二氧化硅在约25℃下接触约18小时，以将二氧化硅表面再羟基化至期望的硅烷醇基浓度。在这种情况下，通过这种程序水解440m2/g二氧化硅仅使表面积改变约25％，并且二氧化硅的孔体积保持基本不变。在某些方面，碱性活化剂包含至少一种伯胺。在某些情况下，伯胺可包括乙二胺、正丙胺、正丁胺或其组合。这类胺可以产生约9至约10.5的ph。在该范围内的ph可以加速二氧化硅表面的再羟基化，而二氧化硅结构的表面积和孔径没有显著变化，但利用强有机碱如氢氧化季铵时二氧化硅结构的表面积和孔直径会显著变化。在某些情况下，当使用后者作为活化剂时，它们的浓度低并且初始ph不超过约10。在一些方面，仲胺如二乙基胺、二丙基胺或二丁基胺及其组合是合适的活化剂。在某些情况下，活化剂是叔胺。在某些方面，在再羟基化过程中可能难以控制碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物如naoh、koh和caoh。使用这些剂可导致起始二氧化硅颗粒的孔结构和表面积发生显著的不期望的变化。另外，使用这些剂可导致起始二氧化硅被来自氢氧化物的阳离子不期望地污染。在随后的色谱用途中，这种污染会导致二氧化硅支持物具有有害影响。本发明方法提供了感兴趣的二氧化硅颗粒连同有机硅烷试剂(例如，如本文所述)的再羟基化，以产生具有改性外层的二氧化硅颗粒。在本发明方法的一些实施方式中，使二氧化硅颗粒与水、氟化物离子(例如hf或nh4f)或碱性活化剂、和有机硅烷试剂接触。在本发明方法的一些实施方式中，使二氧化硅颗粒与水、氟化物离子(例如hf或nh4f)和有机硅烷试剂接触。在本发明方法的一些实施方式中，使二氧化硅颗粒与水、碱性活化剂和有机硅烷试剂接触。包含亲水片段的有机硅烷试剂在本发明方法中可以使用任何方便的有机硅烷试剂。有机硅烷试剂是与二氧化硅颗粒的硅烷醇基团反应，从而与二氧化硅形成硅氧烷联结的化学品。有机硅烷试剂可进一步包含亲水基团，所述亲水基团包含在水性环境中充分溶剂化的亲水片段(例如，如本文所述)。在某些实施方式中，亲水基团包括含氮杂环、酰胺、氨基甲酸酯、羧酸、羧酸酯、甲基醚、氰基、胺、磺酰胺、磺酸酯、脲、硫脲、羟基、巯基、peg、两性离子基团或磺酸。在一些实施方式中，有机硅烷试剂具有下式：z-l1-si(r1)ax(3-a)(i)其中：z是亲水片段；l1是联接物；r1是低级烷基；x是与硅原子相连的离去基团；且a是0、1或2。在式(i)的某些实施方式中，亲水片段是杂环或取代的杂环(例如，含氮杂环)、酰胺、氨基甲酸酯、羧酸、羧酸酯、甲基醚、氰基、胺、铵、磺酰胺、磺酸酯、脲、硫脲、羟基、巯基、peg、两性离子基团或磺酸。在式(i)的一些实施方式中，z选自2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、-conh2、-oconhme、-nhcoome、nhconh2、-ome、cn和so3h。在式(i)的某些实施方式中，联接物具有长度为20个原子或更少，例如长度为10个原子或更少，9个原子或更少，8个原子或更少，7个原子或更少，6个原子或更少，5个原子或更少，4个原子或更少，3个原子或更少，2个原子或更少，或1个原子的骨架。在式(i)的某些情况下，每个x独立地选自卤素、取代的氨基、氰基、烷氧基、o3scf3、烷氧基和取代的烷氧基。在式(i)的一些情况下，每个x均选自cl、och3、oc2h5、(ch3)2n、(ch3ch2)2n、i、br、cn、ooch3、o(co)ch3和o3scf3。在式(i)的一些情况下，每个x均为烷氧基，例如oet。在一些实施方式中，有机硅烷试剂具有式(ii)或(iii)：其中：z是亲水片段；l1、l2和l3各自独立地为共价键或联接物；且t是支链原子或支链基团；每个r1独立地为低级烷基；每个x独立地为与硅原子相连的离去基团；且每个a独立地为0、1或2。在式(ii)或(iii)的某些实施方式中，亲水片段是杂环或取代的杂环(例如，含氮杂环)、酰胺、氨基甲酸酯、羧酸、羧酸酯、甲基醚、氰基、胺、铵、磺酰胺、磺酸酯、脲、硫脲、羟基、巯基、peg、两性离子基团或磺酸。在式(ii)的一些实施方式中，z选自-o-和–nr’-，其中r’是h、烷基或取代的烷基。在式(ii)的一些实施方式中，z是–n+(r’)2-，其中r’是烷基(例如甲基或乙基)或取代的烷基。在式(iiib)的一些实施方式中，z选自2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、-conh2、-oconhme、-nhcoome、nhconh2、-ome、cn和so3h。在式(ib)的一些实施方式中，z是吡啶基或取代的吡啶基。在式(iiib)的一些实施方式中，z是吡啶基或取代的吡啶基。在式(ii)和(iii)的某些实施方式中，l1、l2和l3各自独立地为联接物，其骨架的长度为20个原子或更少，例如长度为10个原子或更少，9个原子或更少，8个原子或更少，7个原子或更少，6个原子或更少，5个原子或更少，4个原子或更少，3个原子或更少，2个原子或更少，或1个原子。在式(ii)和(iii)的某些情况下，l1和l2的组合骨架长度为20个原子或更少，例如10个原子或更少，9个原子或更少，8个原子或更少，7个原子或更少，6个原子或更少，5个原子或更少，4个原子或更少，3个原子或更少，2个原子或更少。在式(i)的某些情况下，每个x独立地选自卤素、取代的氨基、氰基、烷氧基、o3scf3、烷氧基和取代的烷氧基。在式(ii)和(iii)的一些情况下，每个x均选自cl、och3、oc2h5、(ch3)2n、(ch3ch2)2n、i、br、cn、ooch3、o(co)ch3和o3scf3。在式(ii)和(iii)的一些情况下，每个x均为烷氧基，例如oet。在式(iiib)中可以使用任何方便的支链原子或基团以提供与两个硅氧烷联结和支链z基团的连接。在式(iiib)的一些实例中，t选自三取代的氮原子、三取代的碳原子、三取代的芳基或杂芳基环、三取代的环烷基或杂环。在某些情况下，t是n。在某些情况下，t是ch。在式(i)-(iii)的某些实施方式中，每个r1均为甲基。在式(i)-(iii)的某些实施方式中，a为0。在式(i)-(iii)的某些实施方式中，a为1。在式(i)-(iii)的某些实施方式中，a为2。在式(i)的一些实施方式中，有机硅烷试剂具有以下结构之一：其中每个n独立地为1至18的整数；且每个x独立地为与硅原子相连的离去基团。在式(i)的某些实施方式中，有机硅烷试剂具有以下结构之一：其中：每个n独立地为1至18的整数；每个x独立地为与硅原子相连的离去基团；且r2-r7和r′独立地为h、烷基或取代的烷基。在式(i)的某些实施方式中，联接物l1包括另外的亲水片段(例如，如本文所述)。在某些情况下，l1具有式-l4-z2-l5-，其中z2是另外的亲水片段，l4和l5是联接物(例如，非极性的中性联接物)。在某些情况下，z2是铵基团，例如二烷基铵。在式(i)的一些实施方式中，硅氧烷联接的亲水基团具有式(iva)：ho3s-l1-six3每个x独立地为与硅原子相连的离去基团。在式(iva)的一些实施方式中，l1具有式-l4-z2-l5-，其中z2是另外的亲水片段(例如，如本文所述)，l4和l5是联接物(例如，非极性的中性联接物)。在式(iva)的某些情况下，z2是铵基团，例如二烷基铵。在式(iva)的一些实施方式中，硅氧烷联接的亲水基团具有式：其中每个n独立地为1至18的整数；且每个x独立地为与硅原子相连的离去基团。在本文所述的有机硅烷试剂的某些情况下，每个n是10或更小的整数，例如9、8、7、6、5、4、3、2或1。在有机硅烷试剂的某些情况下，每个x独立地选自卤素、取代的氨基、氰基、烷氧基、o3scf3、烷氧基和取代的烷氧基。在某些情况下，每个x选自cl、och3、oc2h5、(ch3)2n、(ch3ch2)2n、i、br、cn、ooch3、o(co)ch3和o3scf3。在某些情况下，每个x是烷氧基，例如oet。在式(ii)的某些实施方式中，有机硅烷试剂具有以下结构之一：其中n和m独立地为1至18的整数；每个x独立地为与硅原子相连的离去基团；且z1选自–o-、–nr’-和–n+(r’)2-，其中每个r’独立地为h、烷基或取代的烷基。在某些情况下，z1是–nr’-，其中每个r’独立地为h、烷基或取代的烷基。在某些情况下，z1是–n+(r’)2-，其中每个r’独立地为烷基或取代的烷基。在式(iii)的一些实施方式中，有机硅烷试剂具有以下结构之一：其中：n和m独立地为1至18的整数；每个x独立地为与硅原子相连的离去基团；z1选自–o-、–nr’-和–n+(r’)2-，其中每个r’独立地为h、烷基或取代的烷基；z2选自三取代的碳或氮原子；且r2-r7和r′各自独立地为h、烷基或取代的烷基。在某些情况下，t2是ch。在某些情况下，t2是n。在某些情况下，t2是n+r’，其中r’是烷基(例如甲基或乙基)。在某些情况下，r2是h。在某些情况下，r3是h。在某些情况下，r4是h。在某些情况下，r5是h。在某些情况下，r6是h。在某些情况下，r7是h。在某些情况下，每个r’都是烷基，例如甲基或乙基。在有机硅烷试剂的一些情况下，n和m独立地为10或更小的整数，例如9、8、7、6、5、4、3、2或1。在某些情况下，n+m为10或更小，例如9、8、7、6、5、4、3或2或更小。在有机硅烷试剂的一些情况下，n为2且m为2。在有机硅烷试剂的某些情况下，每个x独立地选自卤素、取代的氨基、氰基、烷氧基、o3scf3、烷氧基和取代的烷氧基。在有机硅烷试剂的某些实施方式中，x选自cl、och3、oc2h5、(ch3)2n、(ch3ch2)2n、i、br、cn、ooch3、o(co)ch3和o3scf3。在有机硅烷试剂的一些情况下，r2-r7和r′各自独立地为h或低级烷基(例如甲基)。另外的有机硅烷试剂本发明方法的方面包括使颗粒与两种或更多种有机硅烷试剂的混合物接触，所述有机硅烷试剂例如包含亲水片段(例如，如上所述)的有机硅烷试剂和另外的有机硅烷试剂。另外的有机硅烷试剂可以是包含亲水片段(例如，如上所述)的第二有机硅烷试剂。在某些情况下，另外的有机硅烷试剂可包含在水中不能充分溶剂化的非极性基团或疏水基团。任何方便的有机硅烷试剂混合物均可用于本发明方法的接触步骤，以制备外层中掺入有机基团混合物的改性二氧化硅颗粒，其提供期望水平的亲水性或润湿性(例如，在水中)。在某些实施方式中，另外的有机硅烷试剂具有式r1ar2bsix4-a-borr(r1asix3-a)n，其中r是取代的或未取代的脂族的、环状的、丙烯酸的(arylic)或芳族的(例如r是含有1-8个、例如1-3个碳原子的未取代的饱和脂族有机片段)，r1和r2是含有1-4个碳原子(例如1-2个碳原子)的有机配体，x是与硅原子相连的离去基团(例如，cl、och3、oc2h5、(ch3)2n、(ch3ch2)2n、i、br、cn、ooch3、o(co)ch3、o3scf3)，其中a和b是等于0或1的正整数，并且a+b等于0、1或2，n是等于2-8的正整数(例如，2)。可用于本发明方法的示例性有机硅烷包括但不限于双(三乙氧基甲硅烷基)亚乙基、双(三乙氧基甲硅烷基)亚丙基、双(三乙氧基甲硅烷基)亚甲基、甲基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、丁基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷及其组合。可用于本发明方法的感兴趣的硅烷化剂还公开于美国专利3,722,181和3,795,313中，所述专利文件的公开内容通过引用并入本文，以公开合适的硅烷化剂。在一个具体方面，另外的有机硅烷试剂是双(三乙氧基甲硅烷基)亚乙基。在一些实施方式中，有机硅烷试剂或其混合物在包含hf或至少一种碱性活化剂的水溶液中的存在量为二氧化硅颗粒的1重量％至30重量％，或二氧化硅颗粒的约2重量％至约10重量％。在各个方面，有机硅烷试剂或其混合物可以在搅拌条件下滴加到溶液中或者一次全部加入溶液中。反应完成后，二氧化硅颗粒的至少部分表面可包含新生成的材料。改性二氧化硅表面的任何硅烷醇均可作为连接点以通过用于色谱树脂的通常使用的单官能、二官能或三官能有机硅烷进一步表面改性，所述有机硅烷分别具有以下通式r1six3、r1r2six2、r1r22six，其中r1和r2是任何方便的基团，例如烷基、取代的烷基、芳基或取代的芳基，例如长链烃(例如，c8或c18烷基)或可用于离子交换、sec或hilic色谱固定相的基团。在某些情况下，存在于改性二氧化硅颗粒表面上的任何方便的官能团可以与另外的剂键合，所述另外的剂可用于形成色谱固定相，例如包括长链烃(例如，c8或c18烷基)或可用于离子交换、sec或hilic色谱固定相的基团的剂。在某些情况下，改性二氧化硅颗粒可用于色谱应用而无需另外的表面改性。在某些情况下，改性二氧化硅颗粒具有亲水表面，该亲水表面包括官能团(例如，如本文所述)，例如-oh、酰胺、氨基、r4n+、-so3h、-cooh、两性离子基团等。在某些情况下，这种颗粒可直接用于sec、离子交换色谱或hilic固定相。改性二氧化硅颗粒也可以通过自由表面硅烷醇基团进行表面改性，所述硅烷醇基团用于连接或键合硅烷试剂(例如，如本文所述)。例如，c18或c8硅烷剂可以与rp的表面键合。与常规c18或c8rphplc相比，感兴趣的反相c18或c8颗粒可包括亲水表面，所述亲水表面可防止相塌陷并提供多种选择性。在某些情况下，颗粒可以与多种亲水硅烷剂键合，以提供sec、hilic或离子交换相。使二氧化硅颗粒、水、离子氟化物或碱性活化剂和多官能有机硅烷接触的具体方法、速率和/或条件可以根据例如特定组分和/或其浓度而变化，本公开不旨在限于任何特定的接触条件和/或方法。在一个方面，接触在约环境温度至约100℃的温度下进行足够的时间以产生期望的硅烷醇基团表面浓度。在另一方面，接触在约25℃至约100℃的温度下进行足够的时间以产生期望的硅烷醇基团表面浓度。所得到的本公开的官能化二氧化硅颗粒可具有约6至约16μmol/m2至约16μmol/m2，某些情况下约8μmol/m2至约16μmol/m2的总硅烷醇基团浓度。富含硅烷醇的微球可以提供展示出高水解稳定性和低碱性化合物吸附性的色谱材料。在另一方面，改性二氧化硅颗粒可在水解方面展示出增强的化学稳定性。在某些情况下，当用于例如高压液相色谱柱时，所得到的本公开的颗粒可提供高机械稳定性。虽然不希望受理论束缚，但可以认为稳定性归因于部分二氧化硅被含有hf或碱性活化剂的水溶解并随后在构成二氧化硅微球的聚集结构的胶体颗粒之间的接触点处再沉淀。因此，再沉淀的二氧化硅为二氧化硅微球的结构提供了额外的增强。二氧化硅表面和/或二氧化硅的外层的改性程度可以通过几种方式确定，包括例如红外光谱法、固态魔角旋转核磁共振、质子自旋计数nmr和/或热重分析。效用本发明的颗粒、装置、试剂盒和方法可用于多种诊断、分析、制造和研究应用中。本发明的二氧化硅颗粒可用于期望分离或纯化样品中分析物的任何应用中。在某些情况下，本发明颗粒可用于通过色谱法从样品中分离多种分析物，其中本发明颗粒在分离装置中被配置为固定相(例如，微粒状支持物)。可以分离任何方便的分析物，包括但不限于小分子、药物、糖、碳水化合物、寡核苷酸、肽、蛋白质、抗体及其缀合物。在某些情况下，本发明颗粒可用于具有高极性流动相的反相色谱应用，其中颗粒的使用降低或消除了色谱期间相塌陷的风险。在某些情况下，本公开的改性二氧化硅颗粒可以在多种形式的液相色谱应用(包括键合相、液固和尺寸排阻)中展示出优异的性能。例如，可以使用由5-50nm范围内的胶体颗粒制成的直径在1.0-15.0μm范围内的颗粒进行高效液-固色谱。在某些情况下，这些颗粒也可以与离子交换介质反应以产生用于离子交换色谱的支持物。可用的微球直径的范围为约0.5μm至50μm。具有已知维度的孔的改性二氧化硅微球可用于高速尺寸排阻色谱分离，例如凝胶渗透和凝胶过滤。这些分离技术基于以分子大小或分子量考虑因素为基础的分子的差异迁移。小粒度促进快速传质，因此可以使用远高于正常的流动相速度，同时仍然保持在完全多孔结构的孔内发生的扩散控制相互作用的平衡。本发明微球的坚固而刚性的特征允许它们在非常高的压力下使用而没有颗粒降解或变形。颗粒的球形属性允许填充具有大理论塔板数的柱，这在大分子的分离中特别重要。尺寸排阻色谱非法中的主要考虑因素是分离中使用的颗粒的内部体积。微球中颗粒的孔体积适中，通常为50-65％(利用b.e.t.非法通过n2吸附测量)，这与针对广泛用于尺寸排阻色谱法的多孔有机凝胶和多孔玻璃所发现的孔体积相当。改性二氧化硅颗粒还可用于水性体系中的凝胶过滤分离和小极性分子的分离。具有50至2500埃范围的孔的微球允许对水性体系和非水性体系中的多种化合物进行高速尺寸排阻色谱分离。虽然本发明的支持材料主要结合其在色谱应用中的用途来描述，但应理解，这种支持材料具有更广泛的适用性，例如，作为固相催化剂，多肽和寡核苷酸的固相合成以及多肽的测序。试剂盒和装置本公开的方面包括包含本发明颗粒的分离装置。本发明颗粒可以与任何方便的具有固定相的分离装置一起使用。感兴趣的装置包括但不限于色谱柱、芯片、固相提取介质、吸管端和盘。本公开还提供了包含如本文所述的颗粒的试剂盒。本发明的试剂盒至少包含颗粒(例如，如本文所述)和一种或多种选自分析标准品、分离装置(例如，色谱柱、芯片、固相提取介质、吸管端、盘)、洗脱缓冲液和洗涤缓冲液的组分。试剂盒的多种组分可以存在于分开的容器中，或者根据需要某些相容组分可被预先组合在单个容器中。本发明的试剂盒还可包含一种或多种用于制备或处理分析物样品的其他试剂。所述试剂可包括一种或多种基质、溶剂、样品制备试剂、缓冲剂、脱盐试剂、酶剂、变性试剂，其中也可提供校正标准品，例如阳性对照和阴性对照。因此，试剂盒可包含一个或多个容器，例如小瓶或瓶子，每个容器包含用于进行样品处理或制备步骤和/或用于进行样品制备和分析流程的一个或多个步骤的分开的组分。此外，试剂盒还可以包含一种或多种对照分析物混合物，例如两种或更多种对照样品以用于检测试剂盒。除了上述组分之外，本发明的试剂盒可进一步包含关于使用所述试剂盒的组分来实行本发明方法(即，制备样品和/或评估样品)的说明。实行所述方法的说明通常记录在合适的记录介质上。例如，说明可被印刷在基质(例如纸或塑料，等)上。因而，说明可作为包装插入物(insert)出现在试剂盒中，在试剂盒或其组分的容器标记中(即，与包装或小包装相关)等。在另一些实施方式中，说明可以作为存在于合适的计算机可读存储介质(例如，cd-rom、磁盘等)上的电子存储数据文件被呈现。在又一些实施方式中，实际说明未出现在试剂盒中，但从远程来源(例如，通过因特网)获得说明的方法被提供。这种实施方式的一个实例是包括网址的试剂盒，其中可在所述网址查看说明并/或可从所述网址下载说明。与说明一样，这种获得说明的方法被记录在合适基质上。提供以下实施例是为了说明而非限制。实施例提出以下实施例以向本领域普通技术人员提供如何制备和使用本发明的完整公开内容和描述，并且不旨在限制发明人认为是其发明的范围，也不打算表示下面的实验是进行的全部或唯一实验。已经努力确保关于所使用的数字(例如量、温度等)的准确性，但应该考虑到一些实验误差和偏差。实施例1在第一实施例中，将20g来自daisoco.(日本osaka)的表面积(sa)为300m2/g且孔径为的5μm二氧化硅颗粒在配备有顶置式搅拌器和冷凝器的圆底烧瓶中的210ml400ppmhf溶液中浆化。将表1中的硅烷加入溶液中。将混合物回流24小时，然后冷却至室温并静置过夜。滗析顶部水层，并加入300ml丙酮。将二氧化硅颗粒过滤，用丙酮洗涤，并在100℃的真空烘箱中干燥至少2小时。表1实施例2将20g来自agilenttechnologies,inc.的表面积为117m2/g、孔径为的poroshell120颗粒在400ml2000ppmhf溶液中浆化。逐滴加入10g表2中的含有双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷(bes)和2-(4-吡啶基乙基)三甲氧基硅烷(4-pets)或2-(2-吡啶基乙基)三甲氧基硅烷(2-pets)的硅烷混合物。将混合物在95℃下搅拌20小时。冷却至低于50℃后，离心二氧化硅，并加入400ml水。将离心瓶摇动1小时，然后离心。加入丙酮以使二氧化硅浆化，然后过滤二氧化硅颗粒并干燥。获得了22g材料。表2实施例3在第三实施例中，使daiso二氧化硅(表面积为296m2/g；孔径为)、poroshell120二氧化硅(表面积为117m2/g；孔径为)和实施例1-2制备的二氧化硅颗粒与ec-c18相在回流条件下在甲苯中键合。反应后，使用本领域已知的常规方法在回流条件下在甲苯中进一步封端二氧化硅颗粒。表3实施例起始二氧化硅c18之后的c、n元素分析3adaiso二氧化硅14.96％c,0.00％n3b1a12.47％c,2.33％n3c1b13.58％c,0.00％n3d2a7.50％c,0.05％n3e2b7.08％c,0.14％n3f2c7.53％c,0.21％n3g2d7.53％c,0.24％n3h2e6.71％c,0.10％n3i2f6.96％c,0.05％n实施例4在第四实施例中，将15gporoshell120二氧化硅(表面积为139m2/g，孔径为)在150ml400ppmhf溶液中浆化。逐滴加入11.25go-(甲基丙烯酰氧基乙基)-n-(三乙氧基甲硅烷基-吡喃基)氨基甲酸酯。将混合物在室温下搅拌过夜。将二氧化硅过滤，用水、meoh、thf和acn洗涤，并在110℃的真空烘箱中干燥过夜。表4实施例5在第五实施例中，将10g5μm的二氧化硅颗粒(表面积为430m2/g，孔径为)在500ml1600ppmhf溶液中浆化，并经15分钟逐滴加入peg硅烷：2-甲氧基(聚乙烯氧基)丙基三甲氧基硅烷。将浆体在室温下搅拌过夜。将二氧化硅过滤，用水、meoh和丙酮洗涤，然后干燥。表5实施例加入的peg硅烷碳负载5a4g9.26％5b5g9.94％5c6g10.53％5d8g11.19％5e10g11.46％实施例6在第六实施例中，研究了来自实施例3c的反相ec-c18柱(4.6x100mm)的色谱性能。图3的子图a示出了使用包含meoh/h2o(55/45)的流动相；1.00ml/min的流速；24℃的温度；254nm的uv检测器所产生的中性化合物的色谱图。分析物为(1)尿嘧啶，(2)苯酚，(3)氯-硝基苯，(4)萘。图3的子图b示出了使用包含20mm磷酸盐ph2.7/meoh(75/25)的流动相；1.00ml/min的流速；40℃的温度；230nm的检测器所产生的酸性化合物的色谱图。分析物为(1)硫脲，(2)2-硝基苯甲酸，(3)4-羟基苯甲酸，(4)3-氰基苯甲酸，(5)邻苯二甲酸，(6)2-酰基水杨酸，(7)苯甲酸酸。图3的子图c示出了使用包含20mm磷酸盐ph7.0/乙腈(50/50)的流动相；1.20ml/min的流速；50℃的温度；215nm的uv检测器所产生的强碱性化合物的色谱图。分析物是(1)尿嘧啶，(2)普萘洛尔，(3)去甲替林，(4)丙咪嗪和(5)阿米替林。实施例7在第七实施例中，研究了来自实施例3d-3g颗粒的反相ec-c18柱(2.1x50mm)的色谱性能。图4的子图a-d示出了使用包含水中的0.1％tfa/乙腈中的0.1％tfa(69/31)的流动相；30℃的温度；254nm的检测器；0.25ml/min的流速所产生的色谱图。分析物为(1)尿嘧啶，(2)普萘洛尔，(3)去甲替林，(4)丙咪嗪和(5)阿米替林。子图a(实施例3d)。子图b(实施例3e)。子图c(实施例3f)。图d(实施例3g)。图5的子图a-d示出了使用包含水中的0.1％甲酸/acn中的0.1％甲酸的(78/22)的流动相；30℃的温度；254nm的检测器；0.25ml/min的流速所产生的色谱图。分析物是(1)尿嘧啶，(2)普萘洛尔，(3)去甲替林，(4)丙咪嗪，和(5)阿米替林。子图a(实施例3d)。子图b(实施例3e)。子图c(实施例3f)。图d(实施例3g)。图6的子图a(实施例3d)和子图b(实施例3e)示出了使用梯度方法在甲酸流动相中分离肽混合物标准品所产生的色谱图。所述方法是：流动相a：水中的0.1％甲酸；b：acn中的0.1％甲酸；图6的子图a的梯度：2-20分钟，b：0％-50％；20-21分钟，b：95％-95％；图6的子图4b的梯度：0-20分钟，b：0％-50％；20-21分钟，b：95％-95％；流速：0.5ml/min；注入体积：2ul；柱温：55℃；uv：220nm。肽标准品是：1)缓激肽片段1-7；756.85da，2)缓激肽；1060.21da，3)血管紧张素ii(人)；1045.53da，4)神经降压素；1672.92da，5)血管紧张素i(人)；1296.48da，6)肾素底物(猪)；1759.01da，7)血管紧张素原(1-14)；2231.61da，8)ser/thr蛋白磷酸酶(15-31)；1952.39da，9)[f14]ser/thr蛋白磷酸酶(15-31)；2099.00da，10)蜂毒肽(蜜蜂蜂毒)；2846.46da。图7的子图a在4σ的峰容量为65，图4的子图b的峰容量为103。实施例8：在poroshell120上制备具有其他极性基团的杂化层将10g来自agilenttechnologies,inc.的表面积为117m2/g、孔径为的poroshell120颗粒在100ml2000ppmhf溶液中浆化。逐滴加入表9中含有双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷(bes)和其它的硅烷混合物。将混合物在95℃下搅拌20小时。冷却至低于50℃后，离心二氧化硅，并加入400ml水。将离心瓶摇动1小时，然后离心。加入丙酮以使二氧化硅浆化，然后过滤二氧化硅颗粒并干燥。表6实施例9：在poroshell120上制备具有两性离子或混合带电基团的杂化层将10g来自agilenttechnologies,inc.的表面积为117m2/g、孔径为的poroshell120颗粒在100ml2000ppmhf溶液中浆化。逐滴加入表10中含有双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷(bes)和一些带电硅烷的硅烷混合物。将混合物在95℃下搅拌20小时。冷却至低于50℃后，离心二氧化硅，并加入400ml水。将离心瓶摇动1小时，然后离心。加入丙酮以使二氧化硅浆化，然后过滤二氧化硅颗粒并干燥。表7实施例10：具有带有两性离子或混合带电基团的杂化层的颗粒的色谱评价基于mohammed等人(j.chromatogr.a,1260:126(2012))，在包含90％乙腈、10％25mm乙酸铵缓冲液(ph6.8)的流动相；24℃的温度；254nm的检测器；0.3ml/min的流速的条件下研究了来自实施例9a-d颗粒的柱(2.1x50mm)的亲水色谱选择性。分析物为甲苯、尿嘧啶、胞嘧啶和苄基三甲基氯化铵(btma)。甲苯被用作未保留的停滞时间标记物。使用胞嘧啶/尿嘧啶探测柱的亲水特征，使用btma/胞嘧啶探测离子交换特征。图7中构建了实施例9a-9d在其亲水性和离子交换性能方面的选择性曲线。基于离子交换性能的差异，证明了可通过在该过程中添加的带正电的硅烷和带负电的硅烷的比例来控制带电表面。实施例11：具有多种极性基团的杂化层的poroshell120的选择性图在包含90％乙腈、10％25mm乙酸铵缓冲液(ph6.8)的流动相；24℃的温度；254nm的检测器；0.3ml/min的流速的条件下研究了来自实施例2、8、9中制备的颗粒的柱(2.1x50mm)的亲水色谱性能。分析物为甲苯、尿嘧啶、胞嘧啶和苄基三甲基氯化铵(btma)。甲苯被用作未保留的停滞时间标记物。使用胞嘧啶/尿嘧啶探测柱的亲水特征，使用btma/胞嘧啶探测离子交换特征。图8中构建了在其亲水性和离子交换性能方面的选择性曲线。证明了可通过在该过程中添加的硅烷来控制官能性。尽管存在所附权利要求，但还通过以下条款描述本文所述的公开内容。1.一种改性二氧化硅颗粒，其包含由有机改性二氧化硅组成的外层，所述有机改性二氧化硅包含具有式(ib)、(iib)或(iiib)之一的硅氧烷联接的亲水基团：其中：z是亲水片段；l1、l2和l3各自独立地为共价键或联接物；且t是支链原子或支链基团。2.条款1所述的颗粒，其中所述亲水片段选自含氮杂环、酰胺、氨基甲酸酯、羧酸、羧酸酯、甲基醚、氰基、胺、铵、磺酰胺、磺酸酯、脲、硫脲、羟基、巯基、peg、两性离子基团和磺酸。3.条款1所述的颗粒，其中所述亲水片段是带电的片段，例如在合适的水性环境中带电的片段。应理解，酸和碱可以以质子化状态或去质子化状态存在。在某些情况下，酸的质子化状态产生中性分子，而碱的质子化状态产生正电荷。在某些情况下，碱的去质子化状态是中性的，而酸的去质子化状态是负电荷。亲水片段的电荷可以取决于ph。4.条款1所述的颗粒，其中：当所述硅氧烷联接的亲水基团具有式(ib)时，l1是c1-c6烷基，z选自2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、-conh2、-oconhme、-nhcoome、nhconh2、-ome、cn和so3h；当所述硅氧烷联接的亲水基团具有式(iib)时，l1和l2各自独立地为c1-c6烷基，其中l1和l2的组合长度为10个碳或更少，z选自–o-和–nr’-，其中r’是h、烷基或取代的烷基；且当所述硅氧烷联接的亲水基团具有式(iiib)时，l1、l2和l3各自独立地为共价键或c1-c6烷基，其中l1和l2的组合长度为10个碳或更少，并且z选自2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、-conh2、-oconhme、-nhcoome、nhconh2、-ome、cn和so3h。5.条款1所述的颗粒，其中所述外层的有机改性二氧化硅还包含一种或多种另外的不同的硅氧烷联接的有机基团，例如，2种或更多种或者3种或更多种不同的硅氧烷联接的有机基团，每种独立地选自本文所述的组。6.条款1所述的颗粒，其中所述有机改性二氧化硅颗粒用色谱固定相进行表面改性。7.一种制备改性二氧化硅颗粒的方法，所述方法包括：使二氧化硅颗粒与：a.水；b.离子氟化物；和c.包含亲水片段的有机硅烷试剂；接触，以产生改性二氧化硅颗粒，其中所述有机硅烷试剂的亲水片段被掺入所述二氧化硅颗粒的外层。8.条款7所述的方法，其中所述有机硅烷试剂的亲水片段选自含氮杂环、酰胺、氨基甲酸酯、羧酸、羧酸酯、甲基醚、氰基、胺、铵、磺酰胺、磺酸酯、脲、硫脲、羟基、巯基、peg、两性离子基团和磺酸。9.条款7所述的方法，其中所述亲水片段是在水性环境中带电的片段。10.条款7所述的方法，其中所述有机硅烷试剂具有式(i)、(ii)和(iii)之一：z-l1-si(r1)ax(3-a)(i)si(r1)ax(3-a)-l1-z-l2-si(r1)ax(3-a)(ii)其中：z是亲水片段；l、l1、l2和l3各自独立地为共价键或联接物；每个r1独立地为低级烷基；t是支链原子或支链基团；每个x独立地为与硅原子相连的离去基团；且每个a独立地为0、1或2。11.条款10所述的方法，其中所述有机硅烷试剂具有以下结构之一：其中：每个n独立地为1至18的整数；每个x独立地为与硅原子相连的离去基团；且r2-r7和r′各自独立地为h、烷基或取代的烷基。12.条款10所述的方法，其中所述有机硅烷试剂具有以下结构之一：其中：n和m独立地为1至18的整数；每个x独立地为与硅原子相连的离去基团；z1选自–o-、–nr’-和–n+(r’)2-，其中每个r’独立地为h、烷基或取代的烷基；t2选自三取代的碳或氮原子；且r2-r7和r′各自独立地为h、烷基或取代的烷基。13.条款11所述的方法，其中x选自cl、och3、oc2h5、(ch3)2n、(ch3ch2)2n、i、br、cn、ooch3、o(co)ch3和o3scf3。14.条款7所述的方法，其还包括：在所述接触步骤之后，用色谱固定相对所述改性二氧化硅颗粒的表面进行改性。15.条款14所述的方法，其包括：用长链有机硅烷试剂对所述改性二氧化硅颗粒的表面进行改性以产生所述色谱固定相。16.条款7所述的方法，其中所述二氧化硅颗粒在所述接触步骤之前包含未改性的二氧化硅。17.条款7所述的方法，其还包括：在所述接触步骤之前，加热所述二氧化硅颗粒以改善颗粒稳定性。18.条款7所述的方法，其还包括：在所述接触步骤期间，加热所述二氧化硅颗粒以改善颗粒稳定性。19.条款7所述的方法，其中所述离子氟化物包括氢氟酸、氟化铵或其组合中的至少一种。20.条款7所述的方法，其中所述接触步骤包括：使所述颗粒与一种或多种另外的有机硅烷试剂接触。21.条款7所述的方法，其中所述接触步骤包括：使所述二氧化硅颗粒与两种或更多种不同的有机硅烷试剂接触，每种所述有机硅烷试剂均包含亲水片段。22.条款20所述的方法，其中所述一种或多种另外的有机硅烷试剂各自独立地具有式r1ar2bsix4-a-b或r(r1asix3-a)n，其中r1和r2是含有1-4个碳原子的烷基或取代的烷基，r是取代的或未取代的脂族的、环状的、丙烯酸的或芳族的，x是与硅原子相连的离去基团，a和b独立地为0或1，其中a+b等于0、1或2，n是2到8的正整数。23.条款7所述的方法，其中在足以在多个二氧化硅颗粒的至少部分上形成新表面的温度和持续时间条件下进行接触。尽管出于清楚理解的目的通过说明和实施例详细地描述了前述发明，但是根据本发明的教导，对于本领域普通技术人员而言明显的是，可以对本发明进行某些变化和修改而不偏离所附权利要求的精神或范围。因此，前述内容仅说明了本发明的原理。应当理解，本领域技术人员能够想到多种排列，这些排列虽然未在本文中明确描述或示出，但体现了本发明的原理并且包括在本发明的精神和范围内。此外，本文所述的所有示例和条件语句主要旨在帮助读者理解本发明的原理和发明人为更远领域而贡献的概念，并且应被解释为不限于这些具体叙述的示例和条件。此外，本文中叙述本发明的原理、方面和实施方式以及其具体实例的所有陈述旨在包含其结构和功能等同物。另外，这些等同物旨在包括当前已知的等同物和将来开发的等同物，即，执行相同功能的所开发的任何元件，而不管结构如何。因此，本发明的范围不旨在限于本文示出和描述的实施方式。相反，本发明的范围和精神由所附实施方式体现。当前第1页12