萬通離子色譜原理課件

1、離子色譜簡明原理20世紀初茨維特成功分離植物提取液的有效成份20世紀20年代至80年代氣相色譜、液相色譜逐步成熟起來離子色譜概述1975年H.Small等人提出離子色譜這一概念，在分離柱后連接抑制柱，用抑制法來提高靈敏度，并于同年商品化1979年Fritz等人提出了非抑制離子色譜，采用低容量柱和低背景電導的弱酸及其鹽為淋洗液。離子色譜的優(yōu)勢1.快速方便可在10分鐘快速分析F- 、 Cl- 、 Br- 、 NO2- 、 NO3- 、 PO43- 、 SO42 等陰離子和Li+、Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+等陽離子?，F(xiàn)在出現(xiàn)的快速柱可在5分鐘內完成上述七種陰離子的分析2.靈敏度高離子

2、色譜可分析的濃度范圍從g/L- mg/L50 L的進樣量， F-檢測限小于1 g/L。通過加大進樣量或富集，檢測限可達到pg/L，可用于電廠、電子行業(yè)的高純水檢測 3.選擇性好分析不同的離子，可有多種不同選擇性的色譜柱供選擇。不同的離子還可選擇不同的分離方式和檢測方法如：離子排斥柱更適合分析有機酸； 紫外檢測器可選擇性檢測NO2-、 NO3- 4.一次進樣同時分析多種離子相對于其它檢測方法，色譜的優(yōu)勢在于分離。通過梯度淋洗一次進樣可分析30多種離子，還可分析不同的價態(tài)比如：Fe2+ 、Fe3+離子色譜組成IC set-upEluentSampleWastePumpPurge valveRege

3、neration and rinsing1.淋洗液輸送系統(tǒng)2.進樣系統(tǒng)3.分離系統(tǒng)4.抑制和衍生系統(tǒng)5.檢測系統(tǒng)6.儀器控制和數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)一臺離子色譜儀由6個系統(tǒng)組成：離子色譜原理綜述以泵為淋洗液輸送動力，通過離子交換分離，柱后連接抑器來降低背景電導，提高靈敏度，電導檢測器檢測，以保留時間定性，峰高或峰面積定量的一種儀器1.淋洗液輸送系統(tǒng)包括：淋洗液貯瓶、高壓泵淋洗液貯瓶主要用于盛裝貯存淋洗液，有如下要求：使用非金屬材質無離子溶出具有一定的耐壓性能可方便安裝空氣過濾裝置及外接惰氣注意：Na2CO3/NaHCO3體系要求相對低一些，淋洗液現(xiàn)用現(xiàn)配，當天用完基本不會出現(xiàn)問題，可不加惰氣保護，建

4、議加上去。NaOH體系要求相對高一些， NaOH易吸收空氣中的CO2，引起背景電導上升，基線上漂，保留時間慢慢前移。必須加惰氣保護高壓泵系統(tǒng)主要用于為整個分析系統(tǒng)連續(xù)不斷的提供淋洗液要求：脈動小，盡量無脈動，多用雙柱塞往復泵耐酸堿腐蝕，通常使用PEEK材料耐高壓，30Mpa內可正常運行流量精確，重復性在0.5%以內流速在0.01-5.00mL/min內可調2.進樣系統(tǒng)分為手動進樣和自動進樣大多數(shù)用戶采用手動進樣，在具體的操作方式上，又分為氣動轉換、電動轉換、手動轉換。氣動轉換、電動轉換，可能過工作站來控制手動轉換，靠手扳動切換LOADT和INJECT，不適合工作站自動控制。離子色譜使用的進樣器

5、是六通閥可分為前進樣和后進樣兩種國外的離子色譜廠家多采用后進樣閥國內的廠家多采用前進樣閥前進樣六通閥的流路轉換載樣(LOAD)進樣(INJECT)123456123456泵廢液廢液泵廢液廢液后進樣六通閥的流路轉換載樣(LOAD)進樣(INJECT)12345612346泵廢液泵廢液廢液3.分離系統(tǒng)主要用于分離樣品中的待測離子，是離子色譜的核心部件。通常包括：保護柱、分離柱和柱前過濾器三部分根據(jù)分離原理不同可分為：離子交換色譜離子排斥色譜離子對色譜我們將以應用最多的離子交換色譜來討論分離的原理以陰離子為例說明分離機理離子交換樹脂填料，表面鍵合了離子交換功能基，待測離子及淋洗液都與其達到離子交換平

6、衡Resin-NR3+ OH+ A-Resin-NR3+A- + OH-待分析陰離子被淋洗液帶入色譜柱后，與功能基結合，在淋洗液的不斷洗脫下，離子又被洗脫下來，不同離子與功能基結合的時間長短不一樣， 基于此原理，各離子得到分離。色譜分離示意圖淋洗液淋洗液離子型物質NR3季銨鹽O-CO2H 碳酸氫根Cl 氯離子4.抑制系統(tǒng)主要作用是降低背景電導，提高檢測的靈敏度?，F(xiàn)在使用的抑制器包括：抑制柱及改進的抑制柱電化學自動再生抑制器柱后連接抑制器是離子色譜區(qū)別于液相色譜的特征之一為什么離子色譜需要抑制器這一部件？作用是什么？抑制器的作用簡單說就是： 降低背景電導，提高待測離子的靈敏度電導檢測器屬通用型檢

7、測器各離子的峰高離子電導 - 背景電導如果能夠提高檢測離子的電導響應，降低背景電導，就可以提高檢測靈敏度如何實現(xiàn)如何提高待測離子的靈敏度？如何降低淋洗液的背景電導？在稀溶液中，待測離子的檢測符合Kohlraush定律： 1/R=1/1000A/Lcii A-電極截面積 L-兩極間距 ci-離子濃度 i-極限摩爾電導由上式可知：A/L的值是電導池的一 個常數(shù)，待測離子的電導率，只與檢測的離子的電導之和有關，檢測離子的電導又與極限摩爾電導有關。陽離子 cm2/(mol) 陰離子 cm2/(mol)H+ 350 OH- 198Li+ 39 F- 55Na+ 50 Cl- 76K+ 74 Br- 78

8、NH4+ 73 NO3- 71Mg2+ 53 PO43- 80Ca2+ 60 SO42- 8025時常見離子的極限摩爾電導電導池檢測的是陰陽離子的總電導，以0.1mmol/LNaCl溶液為例：電導=0.1（50+76） =12.6S/cm設想1：如果能將Na+以極限摩爾電導最高的H+代替則：電導=0.1（350+76） =42.6S/cm電導提高了30 S/cm，用于分離后的檢測則大大提高了靈敏度以陰離子分析為例，常用的淋洗液有：Na2CO3、NaHCO3、NaOH等都是強電解質，有極高的電導響應，有效的降低其電導可提高檢測的靈敏度。設想2：如果將陽離子替代為H，則都成為了弱酸（H2CO3 、

9、 H2O ），其電導極大降低。以上兩種設想通過抑制器都可以實現(xiàn)早期抑制使用抑制柱，其反應如下：OH-淋洗液R-H+NaOHR-Na+H2OHCO3-+CO32-淋洗液2R-H+Na2CO32R-Na+H2CO3待測離子（以Cl-例）R-H+NaClR-Na+HCl檢測離子的電導提高，背景的電導降低，此時抑制器的作用體現(xiàn)出來：降低背景電導，提高待測離子的靈敏度1) Eluent with sampleMSM 抑制器需要通過化學方法進行再生.1) 流動相通過抑制器，電導降低.Suppressor rear view3) Rinsing phase3) 再生液用水洗去 (H2O).2) Regene

10、rating phase2) 內部消耗過的部分使用用硫酸再生 (H2SO4)5.檢測系統(tǒng)用于通過檢測池溶液的實時檢測最常用的檢測器是電導檢測器安培檢測器、紫外檢測器也得到較多應用，其它檢測器的應用較少電導檢測器是一種通用檢測器，通過檢測通過電導池溶液電導信號來做出檢測，主要用于無機陰陽離子和部分有機酸的分析要求：無機陰陽離子pKa7，pKb7有機酸為極性有機酸，如甲酸、酒石酸檸檬酸等離子色譜的大部分工作都是用電導檢測器完成的注意：電導檢測器，以電導為測量對象，電導值的大小受溫度影響。溫度每變化1，電導值變化2%Detector block6.儀器控制和數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)儀器控制包括：泵的相關設置 檢測器參數(shù)設置 抑制電流設置 手動及自動進樣器設置 淋洗液發(fā)生裝置設置 傳感器信息反饋 遠程控制數(shù)據(jù)采集處理包括：譜圖信息記錄 譜峰積分處理 統(tǒng)計數(shù)據(jù)報表 定量方法選擇 標準曲線計算 分析報告生成 結果輸出離子色譜的定性和定量定性通常在相同的色譜條件下，通過與標準溶液的保留時間對照來定性，如果保留時間一致，則可能是同一種離子。當在樣品中加標后峰高增加，調整淋洗液比例后，兩者保留時間變化一致，基本可確定是同一種離子 在離子色譜中還可以根據(jù)某些離子的保留特性