以离子液体和碳纳米管为载体,研究了其对复杂基体样品系统中蛋白质的分离富集性能及萃取机理。具体研究内容包括以下几方面：第一章简要介绍了离子液体和碳纳米管的性质及其在萃取分离领域的应用。第二章以牛血清白蛋白(BSA)作为模型蛋白,研究了由水溶性离子液体氯代1-丁基-3-甲基咪唑[Bmim] Cl (1-Buty1-3-methylimidazolium chloride)和K2HPO4形成的离子液体双水相体系对生物样品中蛋白质的萃取分离。在相分离过程中,蛋白质被富集在离子液体相中,其在上下两相中的分配比约为10,富集倍率为5。红外和紫外光谱均显示BSA的结构在萃取前后没有发生变化。对萃取机理的研究表明,共存两相的静电势能的差异及盐析作用是蛋白质富集在离子液体相中的主要原因。第三章采用硝酸氧化的多壁碳纳米管在线分离富集碱性蛋白质,以不同的洗脱剂来实现不同碱性蛋白质的分离。当样品体积为2.0 mL时,血红蛋白和细胞色素c的富集倍率分别为11和15,保留效率均为100%；分别以pH 8.0的磷酸盐缓冲溶液(PBS)和0.5mol/L的NaCl溶液作为洗脱剂选择性地洗脱血红蛋白和细胞色素c,回收率分别为98%和90%。SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳的结果显示,该萃取体系可实现对血液中血红蛋白和蛋清中溶菌酶的有效分离。第四章以层层自组装的方式将氧化的多壁碳纳米管固定在硅胶微球上,以改善碳纳米管填充微柱的萃取分离性能。通过选择合适的包覆方法与条件,尽可能地增加碳纳米管的覆盖量,同时降低硅胶微球与蛋白质的非特异性相互作用。采用Langmuir吸附模型对细胞色素c在多壁碳纳米管-聚电解质包覆的硅胶颗粒(MWNTs/SiO2)填充微柱上的吸附行为进行了考察。最佳实验条件下,该吸附剂对细胞色素c的吸附容量为112 mg/g。当样品体积为2.0 mL时,细胞色素c的富集倍率可达30。第五章以带正电荷的水溶性聚电解质聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)非共价修饰碳纳米管,以改变碳纳米管表面的荷电性质并使其具有亲水性,从而实现对酸性蛋白质的吸附,避免了化学修饰方法对碳纳米管结构的破坏,且不引入对蛋白质具有非特异性吸附的基团。在最佳实验条件下,当样品体积和洗脱液体积分别为2.0 mL和200μL时,牛血清白蛋白的保留效率和洗脱效率分别为100%和90%,富集倍率为14。第六章是在上述研究的基础上,将聚电解质功能化的碳纳米管超声分散后,在1.2μm孔径的混合纤维微孔膜上形成厚度约为5μm的碳纳米管薄层。将碳纳米管复合膜装入在线膜萃取模块中,结合顺序注射系统实现酸性蛋白质(如牛血清白蛋白)的在线膜萃取,保留的蛋白质可用柠檬酸盐缓冲溶液进行有效地定量洗脱。该膜萃取系统显著提高了对牛血清白蛋白的吸附容量,即3.8 mg/mg(1.4 mg/cm2),是微填充柱萃取方式的146倍。