離子色譜的定性定量分析

1、l實驗?zāi)康模簩嶒災(zāi)康模毫私怆x子交換色譜的原理以及離子色譜儀的構(gòu)造；學(xué)習(xí)離子色譜儀的基本操作；掌握利用離子色譜儀進行定量分析的方法。離子色譜的相關(guān)介紹（五個方離子色譜的相關(guān)介紹（五個方面）面）實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容l (主要分離非極性的有機化合物主要分離非極性的有機化合物)l陰離子：，陰離子：，2，l陽離子：，陽離子：，l有機化合物：有機酸、有機堿等有機化合物：有機酸、有機堿等離子類別離子類別 主要離子種類主要離子種類無機陰離子無機陰離子 鹵素及簡單陰離子、酸根陰離子、陽離子的配陰離子鹵素及簡單陰離子、酸根陰離子、陽離子的配陰離子無機陽離子 堿金屬、銨離子、堿土金屬、過渡金屬、稀土元素有機陰離子 有機

2、酸、烷基硫酸、烷基磺酸、磷酸、多聚磷酸有機陽離子 胺、醇胺、銨鹽、吡啶、生物堿、锍鹽天然有機物 糖、醇、酚、醛、維生素生物物質(zhì) 有機磷化合物、氨基酸、肽、核酸、核甙酸、蛋白 質(zhì)、 堿基、抗生素 ： 離子價態(tài)和離子半徑離子交換色譜（離子交換色譜（HPLC）基于流動相和固定相上的基于流動相和固定相上的離子交換基團之間發(fā)生的離子交換過程。離子交換基團之間發(fā)生的離子交換過程。u離子排斥離子排斥離子排斥色譜（Donnan排斥、空間排阻和吸附）u離子離子對對 離子對色譜（吸附）其他分離方式：離子抑制、反相離子色譜的分離方式離子色譜的分離方式 檢測具有電導(dǎo)性化合物的通用型檢測器 離子色譜最常用的檢測器w電化

3、學(xué)(安培法) 在特定的條件下可對某些化合物直接進行氧化還原反應(yīng)w 紫外可見光度法 紫外直接吸收或可見光光度法測定選擇性強 可進行柱后衍生w 熒光法 HPLC 廢廢液液樣樣品品 淋洗液淋洗液 至分離柱至分離柱進樣閥進樣閥 樣樣品品 廢廢液液 淋洗液淋洗液至分離柱至分離柱 （）（）（）（） 樣樣品品環(huán)環(huán)w 安裝在安裝在電導(dǎo)電導(dǎo)池之前池之前w 提高待提高待測測離子的離子的電導(dǎo)電導(dǎo)率率： ： 提高靈敏度提高靈敏度Na+, Cl- H+, Cl-w 降低背景降低背景電導(dǎo)電導(dǎo) (淋洗液淋洗液) : 減少噪音減少噪音Na+, HCO3- H2CO3Na+,OH-H2O廢液Back Ground： Na2CO

4、3 / NaHCO3(700S)NaF,NaCl,NaNO3Na2HPO4,Na2SO4Retention timeConductivityNaFNaClNaNO3Na2HPO4Na2SO4Back Ground： Na2CO3 / NaHCO3(700S)Retention timeConductivityHFHClHNO3H3PO4H2SO4Retention timeBack Ground： H2CO3 (15S)Conductivityw 測測定溶液流定溶液流過電導(dǎo)過電導(dǎo)池池電電極極時時的的電導(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

5、l色譜分離l離子交換分離機理l抑制器工作原理慢慢中等中等快快臨時性臨時性過程過程淋洗液淋洗液 臨時過程臨時過程 : : 樣品中的陰離子: : 樣品中的陽離子H2OH2O: : 樣品中的陰離子: : 樣品中的陽離子四、 離子色譜分析條件的選擇1.影響保留時間的參數(shù)：離子的性質(zhì)2.流動相的選擇3.檢測條件的選擇l價態(tài)（Valency）l尺寸（Size）l極化程度（Polarisability）l待測離子的價態(tài)越高，保留越強；l例子：tms(NO3-) tms(SO42-)l例外：多價離子的保留如正磷酸鹽與淋洗劑的pH有關(guān)l離子半徑越大，保留越強；l保留時間tms : F Cl Br Il極化程度越

6、強，保留時間越強tms (硫酸根硫酸根) tms (硫代硫酸根硫代硫酸根)l原因：離子交換吸附l淋洗離子的種類和濃度l淋洗液的pH值l有機改進劑l溫度l有一定的洗脫能力；l化學(xué)、物理性質(zhì)穩(wěn)定；l與被測離子有一定的性質(zhì)差異，電導(dǎo)檢測為電導(dǎo)差異；抑制電導(dǎo)檢測為抑制后電導(dǎo)的差異；紫外檢測為紫外吸收的差異；安培檢測為氧化還原能力的差異l對檢測器響應(yīng)值盡可能小l如果被測物對檢測器沒有響應(yīng)，則可以采用間接檢測法l四硼酸鈉 (Na2B4O7)l硼酸 (H3BO3)l氫氧根 (NaOH)l碳酸氫根 (NaHCO3) l碳酸根 (Na2CO3)通常，作為淋洗劑使用的化合物在水溶液中的pH大于8時為陰離子，pH在

7、5-8之間為中性分子，其陰離子對固定相親合力.與待測離子相近，這類化合物可作陰離子分析的淋洗液。 l價態(tài)越高，洗脫能力越強；l離子半徑越大，洗脫能力越強；l電離越強，洗脫能力越強；l極化度越大，洗脫能力越強；l對常規(guī)淋洗液硼酸根氫氧根碳酸氫根碳酸根l淋洗液濃度與保留值呈對數(shù)線性關(guān)系；l不同價態(tài)的被測離子，對數(shù)線性斜率不同；l不同極化度和親脂性，淋洗液濃度對保留影響比較小。lpH值提高，氫氧根濃度增加，一般情況保留減?。ㄅc淋洗液濃度對保留值影響一致）；l對于弱酸、多元酸pH值提高，電離增加，保留時間反而增加。l縮短保留時間，對疏水性離子影響更大；l增加樣品的溶解度；l改善疏水性和極化離子的色譜峰

8、形；l清洗被污染的色譜柱l淋洗液有足夠的電離，以提供陽離子的脫離；l多價陽離子有更大的洗脫能力；l洗脫離子半徑越大，洗脫能力越強；l與被測離子有足夠大的電導(dǎo)差異；對抑制電導(dǎo)法，抑制后淋洗液背景電導(dǎo)足夠小l淋洗液的背景較小較理想；酸或?qū)?yīng)的弱堿l對于有機胺類，加入有機改進劑，會減少保留時間并且改善峰形l鹽酸l硝酸l硫酸l甲磺酸l吡啶2,6二羧酸l電導(dǎo)檢測直接電導(dǎo)要求淋洗液與被測離子電導(dǎo)有差異抑制電導(dǎo)要求被測離子對應(yīng)的酸或堿有一定的電離l安培檢測易氧化還原，在淋洗液還沒有電解條件下，被測物施加電位下電解l紫外可見淋洗液與被測離子電導(dǎo)有光學(xué)差異，或通過柱后衍生達到這個差異l熒光檢測與紫外可見的差異l

9、抑制電導(dǎo)檢測靈敏度和檢測限取決于抑制器的好壞（而不是檢測器）；l背景電導(dǎo)是影響檢測靈敏度和檢測限的最主要因素；l檢測器恒溫和溫度補償有利于提高靈敏度和檢測限；l增大進樣量；但進樣量的增加需要不影響分辨、水負(fù)峰不影響和基線不干擾l采用微孔型柱可以提高靈敏度內(nèi)徑縮小一半，同樣的進樣量靈敏度增加4倍l提高柱效，縮短保留時間，可以靈敏度 應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域 主主 要要 應(yīng)應(yīng) 用用 對對 象象 環(huán)境環(huán)境 大氣成分（粉塵、顆粒物、霧、酸氣）、酸雨、大氣成分（粉塵、顆粒物、霧、酸氣）、酸雨、 水質(zhì)分析、空氣水質(zhì)自動檢測水質(zhì)分析、空氣水質(zhì)自動檢測 食品食品 生鮮、果菜、酒、飲料、純凈水分析、釀造過程監(jiān)控生鮮、果

10、菜、酒、飲料、純凈水分析、釀造過程監(jiān)控 農(nóng)業(yè) 農(nóng)藥、肥料、土壤、飼料、糧食、植物分析 生物醫(yī)學(xué) 血液、尿、輸液成分、臨床檢查、人體微量元素分析 制藥 植物藥材、礦物藥成分、制劑成分分析 材料 金屬材料、半導(dǎo)體材料、表面處理、超純水分析 工業(yè) 原料分析、產(chǎn)品質(zhì)量控制、電解電鍍液解析、造紙 化工 原料和產(chǎn)品分析、反應(yīng)過程監(jiān)控 日化 化妝品、洗滌劑、清潔劑、原料和產(chǎn)品成分分析l標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置l樣品的準(zhǔn)備（0.22um或0.45um濾膜）l儀器的操作練習(xí)及數(shù)據(jù)處理l實驗報告的書寫l標(biāo)準(zhǔn)儲備液標(biāo)準(zhǔn)儲備液(混標(biāo)混標(biāo))的配置的配置: 選擇試劑、烘干、計算、稱量、溶解定容、儲存l標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置：標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置

11、： 根據(jù)需要稀釋標(biāo)準(zhǔn)儲備液，配置6-8個濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)溶液l樣品的準(zhǔn)備樣品的準(zhǔn)備： 0.22um或0.45um濾膜l儀器的操作練習(xí)儀器的操作練習(xí)l開機步驟：l1 打開氮氣總閥，將分壓表調(diào)至 0.2Mpa。再調(diào)節(jié)淋洗液瓶上分壓表的分壓至 56psi。l2 接通 ICS2000主機電源，開啟電腦，雙擊屏幕右下角，點擊“start”出現(xiàn)圖標(biāo)后，啟動桌面的 圖標(biāo)，進入 Broswer 界面，找到“ICS2000_Tradition_System.pan”文件并雙擊進入變色龍軟件的儀器控制界面。l3 在pump和detector模塊中的connected前的方塊中打上勾，使儀器與電腦處于聯(lián)機狀態(tài)。l4.

12、 根據(jù)具體樣品分別設(shè)置各模塊（包括泵，淋洗液發(fā)生器，柱加熱器及抑制器）參數(shù)，此時 SRS Mode設(shè)為Off。l5. 開啟泵。l6. 待抑制器Regent Out處的管路中無氣泡流出時將抑制器的SRS Mode設(shè)為On。l7. 等待儀器穩(wěn)定，可點擊控制面板上的“”按鈕，采集基線，等待系統(tǒng)平衡。l分析步驟：l1 建立程序文件 program file， 參考軟件說明書。l2 建立方法文件 method file，參考軟件說明書。l3 建立序列文件，參考軟件說明書。l4 啟動序列文件：依次點擊 Batch，start 開始樣品分析：l5 數(shù)據(jù)處理，報告輸出。l關(guān)機步驟：l1分析結(jié)束后先關(guān)閉SRS，即