前言

核酸、蛋白质等生命物质的分析检测对阐述生命现象以及临床诊断、疾病治疗等均具有重要的意义。在实际生物样品中，DNA、蛋白质与基体组分混合共存，要对这些生命物质进行分析检测，需要将其从复杂的样品基体中分离出来。然而在经典的液相萃取分离方法中，易挥发、有毒有机溶剂的使用不仅带来环境污染，而且对生命物质有一定的毒性作用。因此，建立环境友好的绿色萃取分离新方法十分重要。离子液体作为一种新型绿色溶剂，具有良好的热稳定性、低蒸汽压和不挥发性等特性。以离子液体为溶剂替代传统的有机溶剂萃取分离生命物质，既可减少环境污染，又能克服有机溶剂对生命物质的毒性。

本书作者多年来以绿色溶剂离子液体作为萃取分离溶剂，应用于生物分子的萃取分离，进行了系列研究，积累了大量的实验数据，在此基础上，进一步用离子液体作为绿色溶剂用于DNA、血红蛋白、细胞色素C的萃取分离，用共振光散射法测定DNA，用荧光猝灭法测定血红蛋白等方面希望对从事分析化学的相关专业人员有所帮助。

本书主要包括以下六方面内容。

一是介绍了离子液体的历史、种类及性质、离子液体的合成方法及应用，并对离子液体在生物分子萃取分离中的应用发展前景进行了展望。

二是离子液体萃取DNA的研究。研究了疏水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（BmimPF6）对DNA的萃取分离富集工艺，发现在室温下无需其他任何辅助萃取剂，离子液体可将DNA从水溶液中萃取出来，采用磷酸氢二钾—柠檬酸缓冲溶液可将一部分DNA从离子液体中反萃取出来。机理研究表明，在萃取过程中，DNA分子中的磷酸基团的氧原子与离子液体的阳离子Bmim+发生键合反应，生成的DNA-Bmim加合物有利于DNA向离子液体相中转移。

三是建立了直接定量离子液体相中DNA的共振光散射方法，研究发现，DNA-EB（溴化乙锭）体系的共振光散射强度随DNA浓度增大而降低，据此，可直接定量DNA。共振光散射强度降低的原因是由于在离子液体中DNA与EB的作用方式与在水溶液中不同所致。在离子液体相中，咪唑阳离子插入DNA双螺旋结构中，阻止了EB与DNA的嵌入反应。此时EB和DNA之间仅发生静电相互作用，并导致EB在DNA表面局部浓集。DNA浓度增大使EB的聚集加剧，此时EB分子自身的光吸收明显增强，而内滤效应使共振光散射强度降低。

四是离子液体萃取分离血红蛋白的研究。考察了不同烷基侧链的咪唑类疏水性离子液体为萃取溶剂对蛋白质的萃取分离。在无需添加任何辅助萃取剂的情况下，血红蛋白可以被选择性地萃取到离子液体1-丁基-3-三甲基硅咪唑六氟磷酸盐（BtmsimPF6）中，而白蛋白、转铁蛋白、细胞色素C等不能被直接萃取。机理研究表明，在萃取过程中血红蛋白中血红素分子的铁原子与离子液体中的咪唑阳离子发生轨道杂化，咪唑阳离子垂直于血红素分子平面与铁原子配位，从而有利于血红蛋白向离子液体相的转移。

五是离子液体萃取分离细胞色素C的研究。在酸性条件下，离子液体BtmsimPF6能部分萃取细胞色素C。紫外和CD光谱研究发现，在酸性条件下，细胞色素C构型发生转变使疏水性基团外露；当溶液pH小于2时，血红素基团的铁原子与甲硫氨酸的第6个配位键断裂，提供一个空配位，与离子液体的咪唑阳离子发生配位作用，从而促使细胞色素C进入离子液体中。

六是荧光猝灭法测定血红蛋白的研究。研究了不同烷基侧链的咪唑类离子液体的荧光光谱，发现具有共轭结构的咪唑类离子液体能发射明显的荧光，且荧光强度随咪唑烷基侧链、溶液极性、溶液pH的增大而明显增强，但血红蛋白能明显地猝灭离子液体的荧光。基于此，将离子液体1，3-二丁基咪唑六氟磷酸盐（BBimPF6）作为一种荧光探针应用于血红蛋白的分析测定。机理研究表明，离子液体的咪唑阳离子与血红蛋白中的铁原子发生配位作用，生成的配合物荧光降低从而导致荧光猝灭，其猝灭类型可能为静态猝灭和能量转移猝灭。该方法已用于全血样品中血红蛋白含量的测定。

本书的研究工作得到了东北大学分析科学研究中心的大力支持，特别感谢东北大学王建华教授的支持和指导，同时还要感谢东北大学王建华教授课题组的陈旭伟、王洋、舒杨、陈明丽、于永亮、杜桌等的支持和帮助。本书的出版工作得到辽宁省功能纺织材料重点实验室、辽东学院化学工程专业硕建点、学科专业群项目的大力支持，在此衷心感谢辽东学院化学工程学院教师们付出的艰辛劳动，特别感谢辽东学院路艳华教授、林杰副教授在出版过程中给予的支持和指导。此外，本书还参考了大量国内外有关离子液体萃取分离方面的文献资料，衷心感谢国内外同仁们在离子液体应用方面所做的工作。

由于作者水平有限，书中难免存在疏漏和不妥之处，敬请同行和专家批评指正。

程德红
2018年1月