离子液体自1914年问世以来,为解决人类环境污染问题提供了一条新的途径。相比传统的"有机溶剂",离子液体具备很多特殊的优越性能:(1)极低的蒸汽压且不易燃,使用储存安全环保;(2)液态温度范围宽,有的离子液体在远低于室温或者高达300℃依然保持液体状态;(3)可设计性,通过改变阴阳离子,理论上拥有超过一万亿种的离子液体;(4)良好的溶解能力,离子液体能够溶解许多有机、无机和高分子材料,可作为萃取分离溶剂或催化剂活性载体;(5)生物相容性好,有望作为活性药物载体,促进药物的临床推广。在现有基础上,如何充分利用离子液体的性能和进一步扩大其应用范围,基与功能化离子液体复合材料为我们提供了可能,它可以兼具离子液体与其他材料的优点,发挥协同作用,满足更多的要求。新型复合材料将会是未来发展的一个新领域。固相萃取技术是近年发展起来一种样品预处理技术,基于对目标物选择性吸附与洗脱的原理,实现复杂基质中目标物的分离。其操作简单、溶剂用量少、可同时完成富集与净化、易与现代分析仪器联用实现自动化等特点使其在环境、药物分析等领域得到了快速发展,目前国内商用的主要依赖进口固相小柱。如何提高萃取填料的稳定性、保证萃取的回收率、发展新型萃取填料,扩大应用范围是固相萃取技术急需解决的问题。分析化学最终目的就是将实验室中构建的分析新方法,新策略应用于实际生产生活当中。针对不同的应用领域,衍生出活体分析,环境分析等诸多学科,但普遍面对着如何排除干扰,提高检测限等问题,样品前处理技术为我们提供了有效的解决办法。目前样品前处理技术基本占据了整个分析检测60%的时间,误差也主要来源于此。为了促进样品前处理技术的发展,也为了解决更多的分析难题,本工作研制不同功能化离子液体的复合材料,应用于固相萃取技术中,并同其它分析仪器联用,实现了对活体中神经递质,环境中致癌物质以及临床医疗中抗生素和麻醉剂药物的快速实时监测,为固相萃取技术在环境、生命科学以及临床医学等领域中的广泛研究和应用奠定坚实的理论和应用基础。本论文分为五个部分,具体内容如下:第一章绪论本章节内容主要介绍离子液体自1914年以来发展的现状,作为一种绿色溶剂被广泛应用于各个领域。并说明固相萃取技术以其独特的优势被大量用于复杂样品的前处理中,如何选择及制备固相萃取填料是固相萃取技术当下发展的核心问题。进而阐述了离子液体材料在固相萃取技术中的应用,为解决这一问题提供了新的途径。最后,作者说明本工作的研究目的和主要研究内容,同时指出本论文的创新点和研究意义。第二章基于氨基功能化离子液体修饰的氧化石墨烯复合材料的研究及其对橡皮擦中邻苯类化合物的萃取检测在本研究中,针对特定的目标分子,我们研制了四种新型的基于氨基功能化离子液体修饰的氧化石墨烯复合材料并被直接用于固相萃取填料,解决了传统GO材料应用于固相萃取技术中柱压高、易破损、固液两相分离难等缺陷,同时也保存了 GO比表面积大,吸附能力强的优点;结合对目标分子的结构和性质研究,我们通过改变离子液体的结构,实现了对不同目标物进行选择性萃取的目的。针对2015年江苏省报道的文具中邻苯类化合物超标问题,我们将此类材料应用于橡皮擦中9种邻苯二甲酸酯类化合物的萃取检测,发现改变离子液体的结构和萃取条件(如pH,盐度等)能够显著改变富集效果;同时通过比较四种材料的萃取效果,筛选了最佳的萃取材料(GO/1-胺乙基-3-甲基咪唑溴盐最佳),这些工作为我们今后探索特定功能离子液体的设计和不同萃取条件的优化提供了坚实的理论和数据支持。第三章交联聚离子液体固相柱对儿茶酚胺类物质萃取效率的研究及应用本工作中,我们以1-苯丙基-3-乙烯基咪唑氯盐离子液体为单体,二乙烯基苯为交联剂,合成了一种新型的功能性离子液体交联聚合物,该聚合物稳定性好,耐压程度高,机械强度大,同时对二苯氨基苯基硼酸具有很好的吸附效果。基于该材料的研制,我们制备了内径为0.9mm固相萃取小柱,可实现对生命科学领域中微量样品的处理;同时,基于儿茶酚胺的邻位酚羟基能够同硼形成两个B-O键以及离子液体的氯离子同氨基具有较强氢键作用,基于该功能性离子液体材料的固相萃取微柱能够选择性地萃取儿茶酚胺类,特异性强,富集效率高。我们将该固相萃取小柱结合微透析取样技术,用于大鼠血液中儿茶酚胺的萃取检测,不仅降低了生物样品中众多干扰物质的影响,同时也提高了儿茶酚胺的检测限(线性范围为0.2-300ng/mL),更重要的是极大地降低了样品用量(5-40μL),提高了活体分析的时间分辨率,为临床诊断中相关疾病的目标分子的快速、灵敏及特异性检出提供了一种新的分析方法。第四章烷基侧链功能化离子液体修饰的固相萃取纤维的研制及其对动物体内万古霉素检测万古霉素是临床上常用的一种糖肽抗生素,具有较强的杀菌作用,但具有一定的肾毒性和耳毒性,当血液中万古霉素浓度过高,其肾毒性会明显增强,所以在临床上对血液中万古霉素浓度的实时快速监测,从而及时调整用药浓度并减少药物的不良反应,对临床诊断和精确治疗具有非常重要的应用价值。针对万古霉素这一目标分子,我们合成了带有双键的烷基侧链功能化离子液体1-十六烷基-3-乙烯基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐,与熔融石英毛细管表面修饰的双键聚合,成功制备了基于离子液体聚合物的固相微萃取纤维。该材料涂层表面光滑,厚度可控,稳定性好。我们对该纤维进行了材料表征,同时也深入研究了该结构对富集效率的影响,最后将制备的纤维应用于血液中万古霉素的萃取检测研究。该方法不仅所需血液用量少,萃取-分析时间快,而且排除了血液样品中的蛋白质大分子、红细胞等样品基质的干扰,而且离子液体作为一种生物相容性好的绿色材料,使得该方法在临床上具有潜在的应用前景。第五章交联聚离子液体修饰的固相萃取纤维的研制及其对大鼠血液中丙泊酚实时动态监测本工作中,我们将离子液体单体、交联剂以及光引发剂DAROCUR 1173的混合液经360nm紫外光照射,从而实现了离子液体同熔融石英毛细管表层修饰的双键交联聚合,成功研制了基于交联聚离子液体涂层的固相萃取纤维,涂层的厚度可以精确控制在1mm。将该纤维应用于萃取SD大鼠血液中的丙泊酚,并同HPLC-UV联用,只需通过萃取-检测两步,即可实现对动物体内丙泊酚浓度实时变化的动态研究。该方法抗干扰能力强,不需要繁琐的样品前处理,能极大地提高生物样品分析的时间分辨率,实现目标分子的实时在线的特异性分析,有望应用于临床手术中丙泊酚注射液的实时动态监测,对解决传统手术过程中的经验给药问题提供了有效的解决方法,也为精确医疗的广泛实施起到了积极的推动作用。