離子類高效液相色譜法

1、離子類高效液相色譜法 1308102-19 彭陳 摘要：離子色譜是高效液相色譜的一種，是分析陰離子和陽離子的一種液相色譜方法。離子色譜的分離機(jī)理主要是離子交換。分離方式有3種：離子交換色譜，離子排斥色譜和離子對色譜。其中離子交換色譜用低容量的離子交換樹脂，分離機(jī)理主要是離子交換;離子排斥色譜用高容量的樹脂，分離機(jī)理主要是離子排斥；離子對色譜用不含離子交換基團(tuán)的多孔樹脂，分離機(jī)理主要是基于吸附和離子對的形成。一，離子對色譜離子對色譜法是將一種（或多種）與溶質(zhì)分子電荷相反的離子（稱為對離子或反離子）加到流動相或固定相中，使其與溶質(zhì)離子結(jié)合形成疏水型離子對化合物，從而控制溶質(zhì)離子的保留行為。在色譜分

2、離過程中，流動相中待分離的有機(jī)離子A+（也可以是帶負(fù)電子的離子）與固定相或流動相中帶相反電荷的對離子B-結(jié)合，形成離子對化合物A+B-，然后在兩相間進(jìn)行分配： 若固定相為有機(jī)相，流動相為水溶液，就構(gòu)成反相離子對色譜，此時A= 的分布系數(shù)B-為：    當(dāng)流動相的pH值、離子強(qiáng)度、有機(jī)改性劑的類型、濃度及溫度保持恒定時，k'與對離子的濃度B- w成正比。因此通過調(diào)節(jié)對離子的濃度，就可改變被分離樣品離子的保留時間Tr。離子對色譜法，特別是反相離子對色譜法解決了以往難以分離混合物的分離問題，諸如酸、堿和離子、非離子的混合物，特別是一些生化試樣如核酸、核

3、苷、兒茶酚胺、生物堿以及藥物等的分離。另外，還可以借助離子對的生成給試樣引入紫外吸收或發(fā)熒光的基團(tuán)，以提高檢測的靈敏度。二，離子交換色譜法以及離子色譜法 （1）離子交換色譜法離子交換色譜利用被分離組分與固定相之間發(fā)生離子交換的能力差異來實(shí)現(xiàn)分離。離子交換色譜的固定相一般為離子交換樹脂，樹脂分子結(jié)構(gòu)中存在許多可以電離的活性中心，待分離組分中的離子會與這些活性中心發(fā)生離子交換，形成離子交換平衡，從而在流動相與固定相之間形成分配，固定相的固有離子與待分離組分中的離子之間相互爭奪固定相中的離子交換中心，并隨著流動相的運(yùn)動而運(yùn)動，最終實(shí)現(xiàn)分離。  離子交換色譜的固定相是交換劑，根據(jù)交換劑性質(zhì)可

4、分為：陽離子交換劑和陰離子交換劑。   交換劑由固定的離子基團(tuán)和可交換的平衡離子組成。當(dāng)流動相帶著組分離子通過離子交換柱時，組分離子與交換劑上可交換的平衡離子進(jìn)行可逆交換，最后達(dá)到交換平衡，陰陽離子的交換平衡可表示為：    陽離子交換：    R+Y-+ X-= R+X-+ Y-    陰離子交換：    R-Y+ X+= R-X+ Y+ R+、R-為交換劑上的固定離子基團(tuán)，如RSO3-或RNH3+； Y

5、+、Y-為可交換的平衡離子，可以是H+、Na+或OH-、Cl-等 X+、X-為組分離子。   組分離子對固定離子基團(tuán)的親和力強(qiáng)，分配系數(shù)大，其保留時間長；反之，分配系數(shù)小，其保留時間短；因此：離子交換色譜：是根據(jù)不同組分離子對固定離子基團(tuán)的親和力的差別而達(dá)到分離的目的。 （2）狹義離子色譜法離子色譜法是在離子交換色譜法的基礎(chǔ)上于20世紀(jì)70年代中期發(fā)展起來的液相色譜法，并快速發(fā)展成為水溶液中陰離子分析色最佳方法。該方法利用離子交換樹脂為固定相，電解質(zhì)溶液微流動相，通常以電導(dǎo)檢測器為通用檢測器，為消除流動相中強(qiáng)電解質(zhì)背景離子對電導(dǎo)檢測器的干擾，設(shè)置了抑制柱

6、。試樣組分在分離柱和抑制柱上的反應(yīng)原理與離子交換色譜法相同。抑制柱反應(yīng)：分里陽離子，用無機(jī)酸作淋洗劑（HCL,HNO3）抑制柱強(qiáng)堿性高容量陰離子交換柱抑制反應(yīng)降低淋洗液電導(dǎo)率OH-淌度為CL-的2.6倍，提高靈敏度分離陰離子，淋洗劑是NaOH，NaHCO3抑制柱強(qiáng)酸性高容量陽離子交換柱抑制反應(yīng)降低淋洗液電導(dǎo)率H+淌度為Na+的7倍，提高靈敏度離子型的化合物的陰離子分析長期以來缺乏快速靈敏的方法，離子色譜法是目前唯一快速，靈敏和準(zhǔn)確的多組分分析方法，因而得到廣泛重視和迅速的發(fā)展。檢測手段已擴(kuò)展到電導(dǎo)檢測器之外的其他類型的檢測器，如電化學(xué)檢測器，紫外光度檢測器等。三，離子排斥色譜法離子排斥色譜法的

7、分離理論主要是由Donnan排斥 原理發(fā)展而來的。IEC的分離柱填料一般是有一定交 聯(lián)度的（8）、總體磺化的H+型高容量陽離子交換樹 脂。樹脂的電荷密度較大，導(dǎo)致在樹脂顆粒間隙的液 體和樹脂微孔內(nèi)吸留的液體間形成一個“半透膜”。溶 質(zhì)陰離子(如Cl- )由于受Donnan排斥，不能進(jìn)入樹脂微 孔內(nèi)，因此不被保留，而非離子型的中性分子，如有 機(jī)酸、醇類等，則不受Donnan排斥的影響，可通過“半 透膜”進(jìn)入樹脂的微孔內(nèi)，有保留作用。溶質(zhì)保留體 積表示如下： VR = Vm + Kd VS 式中：VR溶質(zhì)的保留體積，Vm柱內(nèi)樹脂 顆粒間的淋洗液體積，VS柱內(nèi)樹脂微孔內(nèi)吸留的 淋洗液體積，Kd分配系

8、數(shù)，Kd值與溶質(zhì)的電離度 及其進(jìn)入樹脂內(nèi)的擴(kuò)散能力有關(guān)。小結(jié)離子色譜法的優(yōu)點(diǎn)快速方便對7種常見陰離子（F-、Cl-、Br-、NO2-、NO3-、SO42-、PO43-）和6種常見陽離子（Li+、Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+）的平均分析時間已分別小于8min。用高效快速分離柱對上述7種最重要的常見陰離子達(dá)基線分離只需3min。靈敏度高離子色譜分析的濃度范圍為低g/L（110g/L）至數(shù)百mg/L。直接進(jìn)樣（25L），電導(dǎo)檢測，對常見陰離子的檢出限小于10g/L。選擇性好IC法分析無機(jī)和有機(jī)陰、陽離子的選擇性可通過選擇恰當(dāng)?shù)姆蛛x方式、分離柱和監(jiān)測方法來達(dá)到。與HPLC相比，IC中固定相對選擇性的影響較大。可同時分析多種離子化合物