1、2021-8-6 離子色譜儀的原理及應(yīng)用離子色譜儀的原理及應(yīng)用離子色譜儀的原理及應(yīng)用離子色譜儀的原理及應(yīng)用離子色譜儀的原理及應(yīng)用離子色譜儀的原理及應(yīng)用 2021-8-6 根據(jù)分離機(jī)理，離子色譜可分為：根據(jù)分離機(jī)理，離子色譜可分為： 離子交換色譜（重點(diǎn)）離子交換色譜（重點(diǎn)） 離子排斥色譜離子排斥色譜 離子對色譜離子對色譜 2021-8-6 一一一一一一. . . . . . 離子交換色譜法的原理離子交換色譜法的原理離子交換色譜法的原理離子交換色譜法的原理離子交換色譜法的原理離子交換色譜法的原理 固定相：離子交換樹脂，陰離子型，陽離子型固定相：離子交換樹脂，陰離子型，陽離子型 流動(dòng)相：酸性或堿性水

2、溶液流動(dòng)相：酸性或堿性水溶液 基本原理：基本原理：利用不同待測離子對固定相的離子交換能力的差利用不同待測離子對固定相的離子交換能力的差 別來實(shí)現(xiàn)分離。別來實(shí)現(xiàn)分離。 待測離子與離子交換樹脂固定相上的帶電荷基團(tuán)發(fā)生可逆待測離子與離子交換樹脂固定相上的帶電荷基團(tuán)發(fā)生可逆 交換反應(yīng)：交換反應(yīng)： 陽離子交換：陽離子交換：RSO3H + M+ = RSO3 M + H + 陰離子交換：陰離子交換：RNR4OH + X- = RNR4 X + OH- 應(yīng)用：離子及可離解的化合物，氨基酸、核酸等。 應(yīng)用：離子及可離解的化合物，氨基酸、核酸等。 2021-8-6 典型的離子交換樹脂是由苯乙烯和二乙烯苯交聯(lián)共聚

3、而成，典型的離子交換樹脂是由苯乙烯和二乙烯苯交聯(lián)共聚而成， 在基體上引入各種不同酸堿基團(tuán)作為可交換的離子基團(tuán)。在基體上引入各種不同酸堿基團(tuán)作為可交換的離子基團(tuán)。 陽離子交換樹脂上具有與陽離子交換的基團(tuán)陽離子交換樹脂上具有與陽離子交換的基團(tuán), 如如-SO3-H+ ， 其中其中-SO3-和有機(jī)聚合物牢固結(jié)合形成固定部分，而和有機(jī)聚合物牢固結(jié)合形成固定部分，而H+是可流是可流 動(dòng)的，能為其它陽離子所交換動(dòng)的，能為其它陽離子所交換: RSO3H + M+ = RSO3 M + H + 陽離子交換樹脂陽離子交換樹脂 強(qiáng)酸性強(qiáng)酸性 弱酸性弱酸性 SO3- H+ COO- H+ 2021-8-6 Na+、C

4、a2+: 誰先被洗出？為什么？誰先被洗出？為什么？ 2021-8-6 分離陽離子分離陽離子分離陽離子分離陽離子分離陽離子分離陽離子 02468101214 Retention time (min) 0 1 2 3 4 Na+ NH4+ K+ Mg2+ Ca2+ 2021-8-6 陰離子交換樹脂陰離子交換樹脂 強(qiáng)堿性強(qiáng)堿性 弱堿性弱堿性 NR2NHRNH2 N (CH3)3X N C2H4OH (CH3)2X 陰離子交換樹脂具有陰離子交換樹脂具有與樣品中陰離子交換與樣品中陰離子交換的基團(tuán)。的基團(tuán)。 陰離子交換樹脂也可分為強(qiáng)堿性和弱堿性樹脂。陰離子交換樹脂也可分為強(qiáng)堿性和弱堿性樹脂。 RNR4OH

5、 + X- = RNR4 X + OH- 2021-8-6 分離陰離子分離陰離子分離陰離子分離陰離子分離陰離子分離陰離子 0246810121416 Retention time(min) 0 8 mS F- NO3- SO42- Cl- NO2- Br- HPO42- 2021-8-6 （1 1）分析速度快）分析速度快 可在數(shù)分鐘內(nèi)完成一個(gè)試樣的分析；可在數(shù)分鐘內(nèi)完成一個(gè)試樣的分析； （2 2）分離能力高）分離能力高 在適宜的條件下，可使常見的各種陰離子混在適宜的條件下，可使常見的各種陰離子混 合物分離；例：使用雙柱法，在十幾分鐘內(nèi)，可合物分離；例：使用雙柱法，在十幾分鐘內(nèi)，可 使七種陰離子

6、完全分離。使七種陰離子完全分離。 （3）分離混合陰離子的最有效方法）分離混合陰離子的最有效方法 （4）耐腐蝕，儀器流路采用全塑件，玻璃）耐腐蝕，儀器流路采用全塑件，玻璃 柱柱 二二二二二二. . . . . .離子色譜的特點(diǎn)離子色譜的特點(diǎn)離子色譜的特點(diǎn)離子色譜的特點(diǎn)離子色譜的特點(diǎn)離子色譜的特點(diǎn) 2021-8-6 2021-8-6 ICS90ICS90ICS90 2021-8-6 離子色譜儀流程圖離子色譜儀流程圖 2021-8-6 聚乙烯瓶或桶，使液體與大氣隔離，洗聚乙烯瓶或桶，使液體與大氣隔離，洗 脫液應(yīng)過濾、脫氣。脫液應(yīng)過濾、脫氣。 2021-8-6 與與HPLC泵相同，對泵的材料、流速范泵

7、相同，對泵的材料、流速范 圍和對壓力要求不同。圍和對壓力要求不同。 2021-8-6 廢液廢液 樣品樣品 淋洗液淋洗液 至分離柱至分離柱 進(jìn)樣閥進(jìn)樣閥 樣品樣品 廢液廢液 淋洗液淋洗液 至分離柱至分離柱 （）（）（）（） 樣品環(huán)樣品環(huán) 2021-8-6 因?yàn)榱鲃?dòng)相是強(qiáng)酸因?yàn)榱鲃?dòng)相是強(qiáng)酸 強(qiáng)堿，故柱子不能強(qiáng)堿，故柱子不能 是金屬柱。包括泵、是金屬柱。包括泵、 管道、閥、色譜柱管道、閥、色譜柱 和接頭都要用和接頭都要用 PEEK制成。制成。 IC能否是正相色譜？能否是正相色譜？ 2021-8-6 w 電導(dǎo)電導(dǎo)檢測器檢測器 檢測具有電導(dǎo)性化合物的通用型檢測器檢測具有電導(dǎo)性化合物的通用型檢測器 離子色

8、譜最常用的檢測器離子色譜最常用的檢測器 w紫外可見光度紫外可見光度檢測器檢測器 紫外直接吸收或可見光光度法測定選擇性紫外直接吸收或可見光光度法測定選擇性 強(qiáng)強(qiáng) w熒光法熒光法檢測器檢測器 w電化學(xué)電化學(xué)檢測器檢測器 在特定的條件下可對某些化合物直接進(jìn)行在特定的條件下可對某些化合物直接進(jìn)行 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng) 2021-8-6 w 測測定溶液流定溶液流過電導(dǎo)過電導(dǎo)池池電電極極時(shí)時(shí)的的電導(dǎo)電導(dǎo)率率 w 可可檢測檢測大部分離子型化合物大部分離子型化合物 溶液溶液 至檢測池 電電 極極 檢測池 2021-8-6 05.0010.0015.00 Retention time(min) 0 5.0

9、10.0 15.0 20.0 uS F- Cl- NO3- SO4- 2021-8-6 2021-8-6 直接用電導(dǎo)檢測器檢測。直接用電導(dǎo)檢測器檢測。 淋洗液：淋洗液：低濃度低濃度, ,低電導(dǎo)率的弱電解質(zhì)低電導(dǎo)率的弱電解質(zhì)( (有機(jī)弱有機(jī)弱 酸或有機(jī)弱堿）。酸或有機(jī)弱堿）。苯甲酸，檸檬酸苯甲酸，檸檬酸 能否用強(qiáng)電解質(zhì)的淋洗液？能否用強(qiáng)電解質(zhì)的淋洗液？ 單柱離子色譜法比雙柱離子色譜法靈敏度低單柱離子色譜法比雙柱離子色譜法靈敏度低, , 但儀器操作方便但儀器操作方便, ,對泵和檢測器的腐蝕性弱。對泵和檢測器的腐蝕性弱。 2021-8-6 雙柱離子色譜法雙柱離子色譜法雙柱離子色譜法 離子色譜通用的檢

10、測器是電導(dǎo)檢測器離子色譜通用的檢測器是電導(dǎo)檢測器, ,離子離子 色譜淋洗液為強(qiáng)電解質(zhì)的酸堿溶液時(shí)，由于淋色譜淋洗液為強(qiáng)電解質(zhì)的酸堿溶液時(shí)，由于淋 洗液的電導(dǎo)本底值高洗液的電導(dǎo)本底值高, ,而被測物的濃度又大大而被測物的濃度又大大 小于流動(dòng)相電解質(zhì)的濃度小于流動(dòng)相電解質(zhì)的濃度, ,這樣難以測量由于這樣難以測量由于 樣品離子的存在而產(chǎn)生微弱電導(dǎo)的變化。樣品離子的存在而產(chǎn)生微弱電導(dǎo)的變化。 2021-8-6 廢液 Back Ground： ： Na2CO3 / NaHCO3 (700S) NaF,NaCl,NaNO3 Na2HPO4,Na2SO4 Retention time Conductivit

11、y NaFNaClNaNO3 Na2HPO4 Na2SO4 Back Ground： ： Na2CO3 / NaHCO3 (700S) Retention time Conductivity HF HCl HNO3 H3PO4 H2SO4 Retention time Back Ground： ： H2CO3 (15S) Conductivity 2021-8-6 雙柱離子色譜法雙柱離子色譜法雙柱離子色譜法 在分離柱后接上一個(gè)抑制柱在分離柱后接上一個(gè)抑制柱, ,它的作用是降低它的作用是降低 淋洗液本身的電導(dǎo)淋洗液本身的電導(dǎo), ,相應(yīng)地提高被測離子的檢相應(yīng)地提高被測離子的檢 測靈敏度。測靈敏度。

12、 2021-8-6 2021-8-6 抑制器抑制器 w 提高靈敏度提高靈敏度 Na+, Cl- H+, Cl- w 減少噪音減少噪音 Na+, HCO3- H2CO3 Na+, OH- H2O 2021-8-6 自動(dòng)連續(xù)再生陰離子抑制器中自動(dòng)連續(xù)再生陰離子抑制器中 電電化學(xué)反應(yīng)和離子移動(dòng)化學(xué)反應(yīng)和離子移動(dòng) NaOH , H2 H+ 廢液廢液廢液廢液 陽極陽極 檢測器檢測器 H+ + O2 H2 + OH - H2O H2O Na+ H+ + OH-H2O H+, X - H+ , X- in H2O H2O H2O H2O, O2 陽離子交換膜陽離子交換膜 Na+, X- 在在 NaOH 淋洗液中淋洗液中 陰極陰極 2021-8-6 2021-8-6 陰離子分析陰離子分析: : 雙柱；薄殼型陰離子交換樹