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离子液体,又称室温离子液体,是一类由有机阳离子和无机或有机阴离子组成的离子体系。目前这种物质在合成色谱固定相方面的应用已引起广泛的关注。本实验利用离子液体阳离子结构的特征,以硅胶为基质,以N-甲基咪唑、吡啶、4-甲基噻唑和吡嗪作为配基,合成了一类新型反相/离子交换混合模式色谱固定相。考察了这几种色谱介质在反相/离子交换混合模式下对蛋白质的分离效果以及影响分离的因素,并以N-甲基咪唑为例,用计量置换保留理论(SDT-R)研究了蛋白质在该固定相上的保留机理。全文包括如下四个部分：1.文献综述评述了近年来混合模式色谱技术的发展,概括了不同配基类型组合的混合模式固定相的特点。介绍了以离子液体作为配基键合的色谱固定相的研究进展、合成方法及应用。2.以N-甲基咪唑为配基的混合模式色谱固定相的制备及其色谱性能的研究将N-甲基咪唑键合到硅胶表面,合成了一种混合模式色谱固定相,利用离子液体阳离子提供的反相疏水作用和强阴离子交换作用,有效分离了蛋白质。以三氟醋酸为离子对试剂,采用常规反相色谱分离模式,除肌红蛋白外其他酸性和碱性蛋白质均不能在该固定相上保留。在中性pH条件下,采用反相色谱分离模式,所有的碱性蛋白在此固定相上均不保留,而酸性蛋白却由于保留过强无法洗脱。在反相/离子交换色谱模式下,所有的碱性蛋白仍然不能被保留,而该固定相对酸性蛋白表现出特异的选择性和良好的分离效能,8种酸性蛋白在该固定相上完全分离。与反相C18柱比较,该色谱介质对酸性蛋白的选择性和分离度都优于C18柱。实验分别考察了流动相中乙腈浓度、高氯酸钠浓度和pH值对分离的影响。结果表明,随着乙腈浓度增加,蛋白保留减弱,主要体现出疏水作用的影响；随着高氯酸钠浓度增加,蛋白的保留减弱,主要体现静电作用的影响；随着pH值的变化,蛋白的保留同时受到疏水作用和静电作用的影响,最终表现为pH增加,保留减弱,体现出混合模式的特点。将这一固定相应用于对鸡蛋清中蛋白质的分离,碱性蛋白溶菌酶不保留随溶剂流出,而两种酸性蛋白卵白蛋白和卵转铁蛋白能完全分离开,进一步表明该固定相对酸性蛋白具有良好的选择性和分离能力。3.以N-甲基咪唑为配基的色谱固定相上蛋白质的保留机理研究主要探讨了N-甲基咪唑键合色谱固定相上蛋白质在反相/离子交换混合模式下的保留机理,利用SDT-R对其进行了解释。在反相模式下,蛋白质的保留遵循SDT-R,满足SDT-R中的第一组线性方程和第二组线性方程,说明固定相具有反相的性质。在离子交换模式下,蛋白质的保留只满足SDT-R的第一组线性方程,这也符合离子交换色谱中静电作用力为选择性作用力的特点。上述结果表明,利用计量置换理论能很好的解释蛋白质在这种色谱模式下的保留机理,并且计量置换公式中每一项参数都有明确的物理意义。4.毗啶、4-甲基噻唑和吡嗪离子液体色谱固定相的色谱性质研究采用相同的合成方法,在固定相表面引入另外三种离子液体的阳离子：吡啶、4-甲基噻唑和吡嗪制备色谱固定相。从配基结构上看,它们都是共轭的有机杂环阳离子,但又有各自的特点,决定了这几种色谱固定相对蛋白的分离既有一定的共性,同时又表现出差异性。吡啶和吡嗪色谱固定相在反相色谱条件下即可分离蛋白,4-甲基噻唑和N-甲基咪唑固定相类似,在反相模式下蛋白质不能被保留在色谱柱上,但是这几种固定相都可在反相/离子交换色谱条件下获得良好的分离效果。在这种混合模式下进一步研究了流动相中乙腈浓度、高氯酸钠浓度和pH值对蛋白保留时间的影响,可知这几种固定相都体现出混合保留的特点,保留行为有一定的规律性。另外需要指出的是,在反相/离子交换色谱模式下,这三种配基的固定相不能像N-甲基咪唑修饰的固定相只选择性的保留酸性蛋白,在这几种固定相上出现了酸碱性蛋白都能被保留洗脱的现象。