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1、第三章 离子排斥色谱法（HPIEC）,机理：Donnan 排斥、吸附、空间排阻,固定相：强酸型阳离子交换树脂 等,流动相：水、无机酸、有机酸等,分析对象：无机弱酸、 有机酸、 醇和醛、 氨基酸等,3.1 离子排斥原理示意图,流动相,Donnan-膜,固定相,H20,H+Cl-,H20,H20,H20,SO3-H+,SO3-H+,SO3-H+,SO3-,H20,SO3-,H20,-,H+,CH3COOH,H+,3.2 离子排斥色谱法分离机理,Donnan 排斥吸附空间排阻,常见无机酸和有机酸在离子排斥色谱柱上的相对保留值,3.3 固定相,(1) 聚合物基质： 聚苯乙烯基质的强酸型阳离子交换树脂
2、聚丙烯酸基质的羧酸型阳离子交换树脂(2) 硅胶基质： 未经修饰的硅胶,3.4 流动相,(1) 水 (2) 无机酸：H2SO4 、HCl (3) 有机酸： 烷基磺酸：辛烷磺酸 全氟羧酸：全氟庚酸 (4) 糖：（5） 醇：正丁醇、聚乙烯醇（6）以上试剂 + 有机溶剂（乙腈、甲醇等）,淋洗液浓度的影响,保留时间与淋洗液浓度关系图。p-甲苯磺酸 淋洗液。1. 柠檬酸；2. 酒石酸；3. 苹果酸；4. 乳酸；5. 甲酸；6. 乙酸,淋洗液浓度的影响,保留时间与淋洗液浓度关系图1. 邻苯二甲酸 ；2. 水杨酸 ；3. 苯乙酸 ；4. 对羟基苯甲酸 ；5. 苯甲酸 ；6. 邻甲苯甲酸,ICE流动相中酸的浓度
3、对分离的影响,分离柱： IonPac ICE-AS1淋洗液： HCl流速： 1.0mL/min检测： 抑制电导 (a) HCl 浓度为0.02mol/L (b)HCl 浓度为0.03mol/L,a,b,SO42-,C2O42-,SO42-,C2O42-,淋洗液中有机溶剂的影响,保留时间与乙腈体积分数关系 图。p-甲苯磺酸 + 乙腈淋洗液。 1. 柠檬酸；2. 酒石酸；3. 苹果酸； 4. 琥珀酸； 5. 乳酸；6. 甲酸；7. 乙酸,淋洗液流速的影响,保留时间与乙腈体积分数关系 图。p-甲苯磺酸 + 乙腈淋洗液。 1. 柠檬酸；2. 酒石酸；3. 苹果酸；4. 琥珀酸；5. 乳酸；6. 甲酸；
4、7. 乙酸,色谱柱温度的影响,保留时间与色谱柱温度的关系 图。p-甲苯磺酸 + 乙腈淋洗液。1. 柠檬酸；2. 酒石酸；3. 苹果酸；4. 琥珀酸；5. 乳酸；6. 甲酸；7. 乙酸,色谱柱温度的影响,保留时间与色谱柱温度的关系 图。0.08 mmol/L 硫酸淋洗液。 1. 邻苯二甲酸 ；2. 水杨酸 ；3. 苯乙酸 ；4. 对羟基苯甲酸 ；5. 苯甲酸 ；6. 邻甲苯甲酸,3.5 检测,（1） 电导 ： 抑制电导 非抑制电导 （2） 紫外-可见光度 （3） 电化学检测（4） 质谱,3.6 应用,（1）有机酸分析（2）无机弱酸分析 （3）醇和醛的分析 （4）氨基酸的分析,Peaks:1.Ox
5、alic5.0mg/L (ppm)2.Tartaric10.03.Citric15.04.Malic20.05.Glycolic10.06.Formic10.07.Lactic10.08.2-Hydroxyisobutyric30.09.Acetic25.010.Succinic25.011.Fumaric35.012.Propionic50.013.Glutaric40.0,有机酸的分离（ICE-AS6）,11596-02,Column:IonPac ICE-AS6 (9 x 250 mm)Eluent:0.4 mM Heptafluorobutyric acidFlow Rate:1.0
6、mL/minInj. Volume:50 LDetection:Suppressed conductivity, AMMS-ICE (4 mm) Regenerant:5 mM Tetrabutylammonium hydroxide,保留主要取决于分析物的PKa值，即有机酸的离解常数，酸性越弱，保留时间越长。,相同色谱条件下，有机酸在排斥柱上的保留主要由酸的强弱决定。我们在实验中总结了一下洗脱规律：1、同类羧酸，保留时间随碳链长度增加而增加。如甲酸、 乙酸、丙酸、丁酸、戊酸保留时间逐渐增加。2、被取代的羧酸，取代基越多，保留时间越短。3、一般二元酸在一元酸前洗脱，如草酸在乙酸前洗脱，马 来酸
7、在丙酸前洗脱。4、双链有机酸较其对应的单链有机酸保留时间长，如丙烯 酸在丙酸后洗脱。5、芳香羧酸在树脂上的保留一般较强，而HPIEC法对它们 不灵敏。,离子排斥色谱与离子交换色谱联用 强酸中弱有机酸的测定，用阴离子交换分离是非常困难的，而用离子排斥色谱则很容易。如下图中硫酸中弱酸的测定，图中H2SO4的浓度为2.5 g L-1，有机酸的浓度为0.5-1 mg L-1。这种样品如果用离子交换分离，高浓度的SO42-会使柱子超载。而用HPIEC，因SO42-不被保留，不干扰弱酸的定量。,分离柱:IonPac ICE-AS6淋洗液:10 mmol/L 全氟丁酸流速:1.0 mL/min检测:电导 抑
8、制器:AMMS-ICE 抑制器样品:0.25% 硫酸进样量： 50 L色谱峰: 1. 柠檬酸0.5 mg/L2. 苹果酸1.0 3. 乙二醇酸1.0 4. 乳酸1.0 5. 乙酸1.0 6. 琥珀 酸1.0,酸性基体中脂肪酸的检测,有机酸混合标样离子排斥色谱图 Ion exclusion chromatogram of a standard mixture of carboxylic acids 1. 柠檬酸(Citric acid)； 2. 酒石酸(Tartaric acid)；3. 苹果酸(Malic acid)；4. 琥珀酸(Succinic aicd)；5. 乳酸(Lactic aci
9、d)；6. 甲酸(Formic acid)；7. 乙酸(Acetic acid)；8. 系统峰,苹果汁样品色谱图 1. 柠檬酸(Citric acid)； 3. 苹果酸(Malic acid)；5. 乳酸(Lactic acid)；8. 系统峰,芳香族羧酸混合标样色谱图Ion-exclusion chromatogram of a standard mixture of aromatic carboxylic acids 色谱柱(column): Shim-pack SCR-102H; 检测(detection): 直接电导 (direct conductivity); 淋洗液(eluent)
10、: 0.08 mmol/L H2SO4; 柱温 (column temperature): 45 ; 流速 (flow rate): 1.2 mL/min. 1. 邻苯二甲酸 (o-phthalic acid)；2. 水杨酸 (salicylic acid)；3. 苯乙酸 (phenylacetic acid)；4. 对羟基苯甲酸 (p-hydroxy benzoic acid)；5. 苯甲酸 (benzoic acid)；6. 邻甲苯甲酸 (o-toluic acid).,脂肪酸混合标样色谱图 Ion-exclusion chromatogram of a standard mixture
11、of carboxylic acids 色谱柱(column): Shim-pack SCR-102H; 检测(detection): 直接电导 (direct conductivity); 淋洗液(eluent): 0.2 mmol/L p-甲苯磺酸 ; 柱温 (column temperature): 45 ; 流速 (flow rate): 1.2 mL/min. 1. 甲酸；2. 乙酸；3. 丙酸；4. 丁酸；5. 戊酸；6. 己酸,白酒样品色谱图 色谱柱(column): Shim-pack SCR-102H; 检测(detection): 直接电导 (direct conductivity); 淋洗液(eluent): 0.2 mmol/L p-甲苯磺酸 ; 柱温 (column temperature): 45 ; 流速 (flow rate): 1.2 mL/min. 2. 乙酸；3. 丙酸；4. 丁酸；5. 戊酸；6. 己酸。,2. 乙酸；3. 丙酸；4. 丁酸；5. 戊酸；6. 己酸。,
