1离子色谱原理-简洁版

1ICICICICIC离子色谱原理内容：什么是离子色谱？色谱基本概念离子色谱分类及原理离子色谱检测器抑制型电导检测CompactIC部件介绍2利用被测物质的离子性进行分离和检测的液相色谱方法色谱：指待分离的成份在固定相和流动相之间进行物理化学分离过程。用于分离化学性质相似但又难于分离的物质离子性：在水溶液中能够电离，生成带＋、－电荷的物质：阴离子：F-,Cl-,NO3-,SO42-,阳离子:Li+,Na+,K+,Ca2+,色谱是某种颜色的混合物分离为不同颜色的成份希腊语chromatographychroma=颜色graphein=记录液相色谱法（1903年，俄国植物学家Tswett）纸色谱法（1944年）气相色谱法（1952年）薄层色谱法（1956年）离子色谱法（1975年，SmallH）SmallH,StevensTS,BaumannWC.Anal.Chem.,1975,47:1801色谱:从简单的颜色变化分离到专业的分析方法离子色谱是色谱的一种IC与HPLC的关系洗脱液泵注射阀分离柱检测器分离柱材料检测器正相柱，反相柱离子交换树脂电导，配抑制器UVPEEK,耐酸碱腐蚀，避免金属污染不锈钢抑制器离子类别主要离子种类无机阴离子卤素及简单阴离子、酸根阴离子、阳离子的配阴离子无机阳离子碱金属、铵离子、碱土金属、过渡金属、稀土元素有机阴离子有机酸、烷基硫酸、烷基磺酸、磷酸、多聚磷酸有机阳离子胺、醇胺、铵盐、吡啶、生物碱、锍盐天然有机物糖、醇、酚、醛、维生素生物物质有机磷化合物、氨基酸、肽、核酸、核甙酸、蛋白质、碱基、抗生素离子色谱分析的对象物质离子色谱分析的应用领域应用领域主要应用对象环境大气成分（粉尘、颗粒物、雾、酸气）、酸雨、水质分析、空气水质自动检测食品生鲜、果菜、酒、饮料、纯净水分析、酿造过程监控农业农药、肥料、土壤、饲料、粮食、植物分析生物医学血液、尿、输液成分、临床检查、人体微量元素分析制药植物药材、矿物药成分、制剂成分分析材料金属材料、半导体材料、表面处理、超纯水分析工业原料分析、产品质量控制、电解电镀液解析、造纸化工原料和产品分析、反应过程监控日化化妆品、洗涤剂、清洁剂、原料和产品成分分析无机阴离子分析的绝对优势。分析速度快。通常几分钟至十几分钟。检测灵敏度高。10-8-10-12。选择性好。非离子性物质无保留。多离子同时分析。离子色谱柱的稳定性高，使用寿命长。离子色谱分析的优点tM－死时间(deadtime）不被固定相滞留的组分，从进样到出现峰最大值所需的时间tR.2－保留时间(rentiontime)组分从进样到出现峰最大值所需时间tS.2－净保留时间(netrentiontime)减去死时间的保留时间tS.2＝tR.2－tMK`＝tS/tM－保留因子(retentionfactor)K`越小，越接近死时间洗脱，分离效果差；K`越大，分离越好，峰形展宽。K`＝2～5最佳。R＝tR/w－分离度(resolution)如果两个峰的保留时间的差值大于其基线宽度或半峰宽度，表示分离效果好。R=0.5，两个组分仍可区分开。R=1(相当4分离)，可以定性分离。R=1.2～1.5，定量最佳。避免分离度R2(相当8分离)的情况，因为分析时间过长。T＝B/A－不对称因子(asymmetryfactor)10%峰高处前半峰的宽度B与同高度处后半峰宽度B的比值。类型分离机理分离对象和应用领域所利用的物质的性质差异离子交换色谱库仑力，离子与树脂上功能基团发生离子交换作用无机和有机离子分析电荷与离子体积离子排斥色谱Donnan平衡，分子可通过Donnan膜，而离子被Donnan膜排斥有机酸，弱碱解离常数与疏水性离子对色谱疏水作用离子性物质分析与离子对试剂之间的亲和力离子对化合物的疏水性静电离子色谱静电吸引，静电排斥离子性物质静电引力，静电排斥金属配位离子色谱疏水，螯合金属离子配位反应，离子交换能力ＳＯ４２－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋ＳＯ４２－ＣＯ３２－ＳＯ４２－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－Ｃｌ－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋Ｃｌ－ＨＣＯ３－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋ＣＯ３２－ＳＯ４２－ＨＣＯ３－Ｃｌ－ＳＯ４２－Ｃｌ－ＨＣＯ３－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＣＯ３２－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋ＨＣＯ３－ＳＯ４２－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－Ｃｌ－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋离子交换色谱Ｈ２ＯＳＯ３－Ｈ＋ＣＯＯ－Ｈ＋ＳＯ３－ＳＯ３－Ｈ＋ＳＯ３－Ｈ＋ＳＯ３－Ｈ＋ＣＯＯ－Ｈ＋ＣＯＯ－Ｈ＋Ｈ２ＯＨ２ＯＨ２ＯＨ２ＯＨ２ＯDonnan膜Ｈ＋Ｃｌ－２Ｈ＋（ＣＯＯ－）２（ＣＯＯＨ）２ＳＯ３－Ｈ＋Ｈ＋ＣＨ３ＣＯＯ－ＣＨ３ＣＯＯＨ固定相流动相离子排斥色谱固定相TBA+OH-(TBA+X-)(TBA+X-)(TBA+X-)TBA+OH-ACNACNACNACNACN疏水亲水流动相TBAOH／ACN／H2O样品Y+X-Ｈ２ＯＨ２ＯY+X-Y+X-(TBA+X-)ACNACNTBA+OH-TBA+OH-Y+OH-离子对色谱离子色谱流程图抑制器淋洗液高压泵定量环离子色谱柱进样阀样品检测器抑制器液体输送抑制器17洗脱液泵注射阀分离柱抑制器检测器淋洗剂淋洗离子抑制反应产物淋洗能力Na2B4O7B4O72－H3BO3很弱NaOHOH－H2O弱NaHCO3HCO3－CO2＋H2O弱NaHCO3＋Na2CO3HCO3－＋CO32－CO2＋H2O中等强度H2NCH（R）COOH＋NaOHH2NCH（R）COO－H3N＋CH（R）COO－中等强度RNHCH（R＇）SO3H＋NaOHRNHCH（R＇）SO3RNH2＋CH（R）SO3中等强度Na2CO3CO32－CO2＋H2O强抑制电导检测离子交换色谱法流动相稳定，配置容易，使用灵活，可通过调节浓度来调节洗脱能力1.可有效降低单活塞泵引起的机械脉冲，确保了基线的稳定性。2.保证了在测定低含量(ppb-ppt级)离子时的准确性。3.流量稳定性：0.5%4.流量重现性(精度):±0.1%名称恒流或恒压脉冲更换流动相梯度洗脱价格单柱塞往复泵恒流有方便可较低双柱塞往复泵恒流小方便可高进样位置废液样品流动相接色谱柱进样阀样品采样位置废液流动相接色谱柱（FIll）（ＩＮＪＥＣＴ）定量环废液样品接色谱柱就固定相而言...阳离子需要阳离子交换剂...阴离子需要阴离子交换剂。固定相结构:基质(聚苯乙烯-二乙烯基苯树脂)、功能基团（SO3－，NR3＋)21苯乙烯二乙烯基苯苯乙烯-二乙烯基苯树脂阳离子交换树脂阴离子交换树脂平衡过程淋洗液强保留组分留组分中等保留组分弱保留组分23在阴离子色谱中，抑制器采用阳离子交换剂–所有阳离子被H+取代例如：化学抑制器：抑制降低背景电导率。抑制改变样品中的反荷离子。提高离子色谱检测灵敏度R-SO3–H++Na++HCO3–R-SO3–Na++H2O+CO2R-SO3–H++Na++Cl–R-SO3–Na++H++Cl–洗脱液－基线(背景)样品－信号(以NaCl为例)MSM抑制器－柱抑制三根高容量、长寿命和易操作的微填充抑制柱：一根在流路一根用硫酸再生一根用去离子水冲洗MSM抑制器再生Na+H+/Na2CO3H2CO3Na+H+/NaClH++Cl–抑制H2SO4再生H2O冲洗MSM抑制器－特点分析流路外的再生100%有机溶剂兼容性，允许含有机溶剂的再生(例如：25%丙酮)允许含强酸的再生100%反向压力稳定性，反相压力可达2MPa，不影响分析不因压力受损使用寿命长噪音最低0.2nS重现性极佳－ppb浓度范围18次进样结果:F-Cl-NO2-Br-NO3-HPO42-SO42-浓度50150100150150500500(ug/L)RSD0.660.701.920.780.840.970.78(n=18)MSM抑制器－特点CO2抑制器•峰面积增大20－50％•无进样峰•无碳酸根峰•即使碳酸根浓度很高的情况下也无干扰•使用碳酸根洗脱时校正曲线线性极佳•小于0.5uS/cm的极低背景电导率•使用MSM合MCS顺序抑制时，基线噪音小于0.2nS/cm原理：基于气体在TeflonAFTM上的渗透性。H2CO3H2O+CO2From«MSM»CO2RemovalH2OOutletSequentialsuppressionMetrohmCO2Suppressor«MCS»检测器选择原则：•检测灵敏度高，保留时间短•检测信号与待测成份浓度成正比（大的线性范围）•基线变化小（漂移）•背景噪音低•体积尽量小，以便减小峰形变宽检测器的种类：电导检测器安培检测器UV/VIS检测器RI检测器电子捕获质谱法样品中的组份在分离柱分离后，通过检测器检测和定量...电导检测电导检测器测量溶液中离子的电导率。测量双铂电极两端间的电导。离子在该双铂电极两端间迁移。阴离子向阳极迁移，阳离子向阴极迁移，从而测量溶液的电阻。电导与电阻成反比。为了避免改变组份和电极表面形成双电层，采用交流电。1RcK*R=电阻[]Kc=电导池常数[1/cm]=电导[1/orS]32电导离子的电导与离子i的浓度c及其与浓度有关的当量电导率i有关。当量电导率i为单位浓度的电导。Zi为相应离子的电荷。i=当量电导率[Scm2/mol]zi=电荷[]ci=浓度[mol/L]=电导[1/orS]=所有离子–阳离子和阴离子之和(**)iiizc33测量值的影响因素(**)iiizc1RcK*相应离子的当量电导率相应离子的电荷电导池常数常数温度常数浓度实际浓度T2%/°CElElElElElcc.....**电导检测器温度稳定性：恒温精度+/-0.01°C1.温度“绝对”稳定的好处:2.有利于ppb级离子的检测3.无须经常做标准曲线温度补偿——属于补救措施，在低含量测定时，仍需配置温度稳定器–非抑制电导率–35背景电导率=洗脱液色谱峰的电导率=洗脱液＋样品测量值=样品减去洗脱液DetPeakEl..DetSmplSmplElSmplSmplElcc.......*()*()–抑制后的电导率–36背景电导率=水=0色谱峰电导率=水＋样品测量值=（水+样品）－背景DetPeakEl..DetSmplSmplElSmplSmplElcc.......*()*()IC泵在线过滤进样阀排气阀串连式双活塞往复泵，低脉冲，流量精度可达0.1%以下，最大可操作压力为35MPa，保证了流动相具有最佳的稳定性。MSM抑制器蠕动泵检测器分离柱39恒温范围25...45°C，温度稳定+/-0.01°C，测量范围50,250,1000µS/cm，可调的电导池常数，可选择极性积分信号可预放大检测器量程0－5000uS/cm,分辨率可达0.028ns/cm。CO2抑制器40ICICICICIC谢谢！