双水相萃取技术作为一种新型的绿色分离/富集技术,具有简单、省时、高效和绿色无污染等优点,已被应用于金属离子的定量分离萃取、生物活性物质的分离纯化以及天然产物的提取等领域。目前的双水相体系主要包括聚合物-聚合物双水相体系、聚合物-盐双水相体系、离子液体-盐双水相体系和小分子有机溶剂-盐双水相体系,但由于有机溶剂易挥发不稳定、离子液体成本较高和两种聚合物体系的粘度较大等问题,影响了这三种双水相体系在工业规模化生产中的应用。而聚合物-盐双水相体系用盐代替聚合物-聚合物双水相体系中的一种聚合物作为成相物质,在降低体系粘度和生产成本的同时,保留了聚合物生物相容性好的优势,被广泛应用于生物活性物质、天然产物及抗生素的分离纯化,具有较高的开发价值和广阔的应用前景。双水相体系相平衡理论和液-液相平衡性质的研究是支撑双水相体系发展的理论基石,但目前的研究还不能完全清楚地从理论上解释双水相体系的形成机理以及预测物质在两相间的分配行为,这也在一定程度上限制了双水相体系的应用。因此,随着双水相体系研究的进一步发展,迫切需要相应的热力学理论做为指导工具。抗生素作为生物学和医学发展史上的重要里程碑,对人类和动物疾病的预防与治疗起到了极其重要的促进作用。随着抗生素在临床医学、养殖业以及食品加工业的大量使用,动物性食品药物残留和抗生素环境污染问题引起了人们的广泛关注。由于食品和环境样品的基质成分复杂且干扰物质多,其中所残留的抗生素又通常是痕量或超痕量存在,单一使用现有的分析检测方法已经不能满足其检测要求。因此,建立一种简单、快速、有效的分离/富集预处理技术已经成为抗生素残留检测工作的关键。本课题旨在构建聚氧乙烯月桂醚(Brij35)-盐双水相萃取体系,并将其应用于分离/富集环境和食品中的抗生素残留；深入分析体系中成相盐的分相能力,探索分相过程的热力学行为,为Brij35-盐双水相体系的应用研究提供坚实的理论基础；探讨各影响因素对目标抗生素在体系中选择性分配行为的影响机理,确立显著影响因素,构建最优实验条件,为食品和环境样品中其它污染物的分离／富集提供新的技术手段和科学依据。具体研究内容如下：(1)实验测定了14组Brij35-无机盐/有机盐双水相体系在不同温度下的双节线数据并对实验数据进行了关联拟合,针对具体的双水相体系确定了双节线拟合方程。通过实验测定和计算两种方式获得了Brij35-无机盐／有机盐双水相体系在不同温度下的液-液相平衡数据,并对数据进行了关联拟合,取得了令人满意的拟合效果。(2)通过计算Brij35-盐双水相体系的有效排除体积和绘制体系的双节线相图以及阴、阳离子的吉布斯自由能,深入探讨了双水相体系中成相盐的盐析能力和温度对体系成相条件的影响,得到如下结论：①当盐的阳(或阴)离子相同时,阴(或阳)离子的化合价越高,盐的盐析能力越强；②当盐的阳离子相同时,阴离子的吉布斯自由能的绝对值越大,盐的有效排除体积越大,盐的盐析能力越强,即：一价阴离子(OH-<C6H11O7-)<二价阴离子(C2O42-<C4H4O62-<CO32-<HPO42-)<三价阴离子(C6H5O73-<PO43-)；③当盐的阴离子相同时,阳离子的吉布斯自由能的绝对值越大,有效排除体积越大,盐的盐析能力越强,即：NH4+<K+<Na+、一价阳离子(Li+)<二价阳离子(Zn2+<Mg2+)。④随着温度的升高,体系的有效排除体积增大,双节线向坐标原点移动,双相区域扩大,单相区域缩小,体系的成相能力增强；⑤随着温度的升高,Brij35的疏水性增强,体系的成相能力增强,系线斜率的绝对值增大。(3)根据Brij35-盐双水相体系中电解质与高分子同时存在并且相互影响的特点,将超额吉布斯自由能表述为长程静电作用力、短程相互作用力和组合作用力三者之和,并使用PDH方程、改进的NRTL方程和Flory-Huggins方程分别表述三种作用力,对Brij35-盐双水相体系在温度T=(15、25和35)℃下的液-液相平衡数据进行了关联拟合。利用工作方程和关联拟合得到的模型参数,对Brij35-盐双水相体系中未参加关联计算的液-液相平衡数据进行预测,并将预测结果与实验测得结果进行比较,得到了令人满意的预测效果。(4)以环境和食品中的抗生素残留为目标,成功构建了Brij35-无机盐/有机盐双水相萃取体系与高效液相色谱法相结合的绿色分离／富集／检测技术：①构建Brij35-NaH2PO4双水相萃取体系用于分离、富集环境水样和水产品中残留的痕量氯霉素,通过响应曲面实验设计得出结论：NaH2PO4的浓度、Brij35的浓度、体系的温度和pH值等因素与萃取效率不是简单的线性关系,影响因素之间的相互作用对萃取效率也有一定的影响,其中NaH2PO4的浓度和体系的温度对萃取效率的影响极显著。②构建Brij35-(NH4)2SO4双水相萃取体系,并将其应用于土壤和蜂产品中甲砜霉素的分离与富集,对影响萃取效率和富集倍数的各因素进行了讨论,确定最佳萃取条件。③基于环境友好理念,构建了Brij35-有机盐(Na2C4H4O6)双水相萃取分离体系,并与高效液相色谱检测联用,成功实现了对动物副产品和环境水样中残留的磺胺嘧啶和磺胺二甲基嘧啶的同步分离、检测。基于单因素实验和正交实验分析,探讨了各因素对萃取效率和富集倍数的影响强度,确立了最优实验条件。