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1、1,IC,IC,IC,IC,IC,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Compact IC 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
2、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，Small H）Small H,Stevens T S,Baumann W C.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,UV,PEEK,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
3、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
4、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(dead time）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(rention time)组分从进样到出现峰最大值所需时间tS.2净保留时间(net rention time)减去死时间的
5、保留时间 tS.2 tR.2tMK tS/tM 保留因子(retention factor)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。,RtR/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(asymmetry factor)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。,离子交换色谱,离子排斥色谱,固定相,T
6、BA+OH-,(TBA+X-),(TBA+X-),(TBA+X-),TBA+OH-,ACN,ACN,ACN,ACN,ACN,疏水,亲水,离子对色谱,离子色谱流程图,抑制器,17,洗脱液,泵,注射阀,分离柱,抑制器,检测器,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,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。保证了在测定低含量(ppb-ppt级)离子时的准确性。流量稳定性：0.5%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
7、,进样阀,样品,采样位置,废液,流动相,接色谱柱,（F I l l）,（）,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,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+HCO3R-SO3 Na+H2O+CO2,R-SO3 H+Na+Cl R-SO3 Na+H+Cl,
8、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,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 0.2 nS,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 50 150 100 150 150 500 500(ug/L)RSD 0.66 0.70
9、 1.92 0.78 0.84 0.97 0.78(n=18),MSM抑制器 特点,CO2抑制器,峰面积增大2050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Teflon AFTM上的渗透性。,Sequential suppression,Metrohm CO2 Suppressor 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
10、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。,R=电阻 Kc=电导池常数 1/cm=电导 1/or S,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 Scm2/mol zi=电荷 ci=浓度
11、mol/L=电导 1/or S=所有离子 阳离子和阴离子之和,33,测量值的影响因素,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,电导检测器温度稳定性：恒温精度+/-0.01 C,温度“绝对”稳定的好处:有利于ppb级离子的检测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,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,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 25.45C，温度稳定+/-0.01C，测量范围 50,250,1000 S/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05000uS/cm,分辨率可达0.028ns/cm。,CO2抑制器,40,IC,IC,IC,IC,IC,谢谢！,
