与传统的实验室分析仪器相比,便携式分析仪器在野外、现场快速检测方面具有独特的优势。研制开发便携式的分析仪器一方面可以使分析测试成本降低、技术易于掌握、使用快捷方便,更重要的是仪器便于携带、适于野外和现场监测、易于被环保、质监等部门所接受。　　高效液相色谱在环境和生命分析中的广泛应用使其成为现代分析科学的核心技术之一。目前市场上已出现商品化的便携式气相色谱仪和气相色谱.质谱联用仪器,并且已在一定范围内得到了应用;虽然近年来微型液相色谱仪器的相关技术研究得到迅速发展,但便携化液相色谱仪器的研制一直比较缓慢,在国内外至今尚未发现成熟的通用型便携式微柱液相色谱仪器产品出现。　　色谱柱是液相色谱系统的核心,其性能直接决定了液相色谱系统的结构、部件和性能。整体柱是近二十年来发展起来的一类新型色谱固定相,与传统的填充柱相比,整体柱具有分离效率高、通透性好、结构稳定、制备简便且成本低以及种类多样化等特点,不但非常适合微型仪器和快速分析等场合的应用,而且使分析测试更加高效(多孔整体材料的高容量)和绿色(节省样品和溶剂)。　　本论文主要包括以下方面内容:　　1.综述了当前微型色谱仪器和毛细管液相色谱整体柱技术的发展和研究现状,提出本博士论文的研究目标和选题依据。　　2.便携式μ-HPLC的研制。设计了以二元大推力注射泵为流动相驱动装置,毛细管整体柱为分离元件,光纤式紫外-可见/荧光两用检测器为检测装置并由内置的平板式电脑进行控制和数据采集的便携式微柱液相色谱系统,制作了原理仪器样机和改进型仪器样机,并进行了初步测试。仪器检测系统用紫外吸收检测模式对多环芳烃中的苯并[α]芘的检测限达到0.014μg L-1,用在线衍生光度法对Cd2+和La3+的检测限分别为10.0μgL-1和8.41μgL-1;以荧光模式检测荧光物质荧光素,检测限为200μg L-1;用过硫酸钾氧化-紫外吸收光度法测定水中总氮的检测限为27.73μg L-1。使用自行制备的甲基丙烯酸酯毛细管整体柱,分别在等度和梯度洗脱模式下分离了烷基苯、多环芳烃和多溴联苯醚等样品。　　3.苯乙烯-二乙烯苯共聚毛细管整体柱的制备。以强极性溶剂二甲基亚砜和十二醇组成的二元混合溶剂作为苯乙烯-二乙烯苯共聚体系的致孔剂,通过原位均相自由基共聚反应制备了内径为530μm的聚合物毛细管整体柱。该整体柱柱床结构均匀,比表面积达到413.3 m2 g-1,柱床中同时具有大孔、介孔和微孔结构,对生物大分子和小分子化合物均有良好的分离效果。该整体柱在3μL min-1的流速下对硫脲和乙苯的理论塔板数分别达到49,000 plates/m和59,800 plates/m,且该柱通透性好,在可以在高流速下实现快速分离。使用该柱在反相色谱模式下快速分离了烷基苯类、烷基苯酮等小分子化合物和蛋白质、多肽等生物样品,并将其应用于邻苯二甲酸酯类塑料增塑剂和化妆品防腐剂的分离。另外,该柱较大的比表面积也可以为后续进行的表面化学修饰提供更多修饰位点,提高表面修饰的效率。利用以上苯乙烯-二乙烯苯共聚整体柱表面积大、通透性好的特性,将其作为前体材料,通过Friedel-Crafts烷基化反应对其进行聚合后的表面烷基化修饰。苯乙烯-二乙烯苯共聚整体柱在经过烷基化修饰后,其比表面积进一步明显增大,最高达到699 m2 g-1,并且表面积的增量与卤代烃烷基化试剂中烷基链长具有一定的相关性,经过表面烷基化修饰的苯乙烯-二乙烯苯共聚整体柱在反相色谱分离中对小分子化合物的保留因子均较未经烷基化的前体柱有所提高,且与烷基化试剂的链长具有相关性。当烷基化链长从C0增加到C18时,烷基化整体柱对烷基苯的亚甲基选择性因子从1.413提高到1.447,同时对苯环母体的选择性因子也从0.791提高到1.106。据此推测,烷基化修饰对苯乙烯-二乙烯苯整体柱的色谱分离性能的影响是固定相表面疏水性改变和孔隙结构变化共同作用的结果。整体柱的表面烷基化修饰可以在一定程度上改善其对小分子物质的分离能力。烷基化修饰对蛋白质的分离效果影响较小,而多肽样品在烷基化整体柱上的分离效果得到了较为明显的改善。实验结果展示了Friedel-Crafts烷基化后修饰可以作为一种改变和调控多孔聚合物材料表面性质和孔隙结构的新途径。　　4.总结与展望。首先,对便携式微柱液相色谱仪器的设计制作和新型聚苯乙烯型毛细管整体柱的制备及其烷基化修饰的研究工作进行了总结,对尚存在的问题和解决对策进行了检讨和展望。