高效液相色谱法(2)精选PPT.ppt

关于高效液相色谱法 (2)现在学习的是第1页，共106页211.1 11.1 高效液相色谱法高效液相色谱法定义：定义：液相色谱法是指以流动相为液体的色谱技术。采用颗粒十分细的高效固定相，并采用高压泵输送流动相，全部工作通过仪器来完成，这种新的色谱法叫高效液相色谱法。现在学习的是第2页，共106页3高压：高压：液相色谱法以液体为流动相，液体流经色谱 柱时，受到的阻力较大，为了能使其迅速通过色谱柱，须 对载液施加高压，150-350*10150-350*105 5 PaPa；高速：高速：采用高压输液设备，流速大增加，分析速度极快。只需数分钟；而经典方法靠重力加料，完成一次分析需数小时；高效：高效：柱填充物颗粒极细且规则，固定相涂渍均匀，传质阻力小，因而柱效高，数分钟完成数百物质的分离；高灵敏度：高灵敏度：紫外检测器最小检测量 1010-9-9g g，荧光检测器灵敏度可达1010-11-11g g。应用范围广：应用范围广：约80%的有机物，特别是高沸点、大分子和热稳定性差的有机化合物；高效液相色谱特点高效液相色谱特点现在学习的是第3页，共106页4p 相同：兼具分离和分析功能，均可以在线检测 11.2 高效液相色谱与气相色谱比较1.分析对象2.流动相3.柱分离4.操作条件主要差别：现在学习的是第4页，共106页HPLCHPLC与与GCGC异同点气相色谱高效液相色谱p分析对象：只限于分析气体和低沸点的稳定化合物，只能分析20%的化合物p流动相：采用的有限几种惰性气体，只有运载作用，对组分作用小；无毒，易于处理；p操作条件：加温操作，进样口必须高温。p分析对象：可以分析高沸点高分子量的稳定或不稳定化合物，这种物质占有机物的80%；p流动相：采用流动相为液体，除了运载作用，还与组分作用，因此，它对分离贡献很大，可通过溶剂来控制和改进分离；流动相有毒，费用较高；p操作条件：室温、高压。现在学习的是第5页，共106页6按固定相分类按分离机理分类液液色谱法LLC液固色谱法LSC分配色谱法吸附色谱法离子交换色谱法分子排阻色谱法化学键合色谱法亲合色谱法胶束色谱法HPLC11.3 HPLC的分类与基本原理14.3.1高效液相色谱法的分类现在学习的是第6页，共106页7 一、液液分配色谱法（LLC）二、液固吸附色谱法（LSC）三、化学键合相色谱法（CBC）四、离子对色谱法 五、离子色谱法现在学习的是第7页，共106页 一、液液分配色谱法基本概念：基本概念：色谱分离是基于样品组分在固定相和流动相之间分配系数不同而分离的色谱法（LLC），称为液-液分配色谱。特点：特点：流动相和固定相为载体+固定液；流动相和固定相应互不相容，两者之间有一明显的分界面。现在学习的是第8页，共106页9p分离机制分离机制：由于样品组分溶入固定相(s)与流动相（L）达到“平衡”分配系数K的差别而分离。分配达平衡时，服从分配系数公示K=Cs/CL组分在固定相与流动相中的溶解度差别越大（K越大），分离效果越好现在学习的是第9页，共106页10正相液液色谱法（NLLC）：固定液极性流动相极性极性小的组分先出柱，极性大的组分后出柱，适于分离极性组分。反相液液色谱法（RLLC）：固定液极性流动相极性极性的组分先出柱，极性小的组分后出柱适于分离非极性组分。p 液液分配色谱分类现在学习的是第10页，共106页11正相色谱法 反相色谱法 1.极性固定相 聚乙二醇、氨基与腈基键合相 2.相对非极性流动相 正已烷、环已烷 3.极性调节剂 乙醇、四氢呋喃、三氯甲烷 4.分离中等极性和极性较强化合物.酚类、胺类、羰基类及氨基酸类 5.组分流出顺序 极性小先洗出 1.非极性固定相 C18（简称ODS）、C8 2.极性流动相 水或缓冲液 3.极性调节剂 甲醇、乙腈4.分离非极性和极性较弱化合物 占整个HPLC应用的80%左右 5.组分流出顺序 极性大先洗出 液液分配色谱分类液液分配色谱分类现在学习的是第11页，共106页12p液固吸附色谱法 流动相为液体，固定相为固体吸附剂 二、液固吸附色谱现在学习的是第12页，共106页13吸附脱附再吸附再脱附 分离过程是一个吸附脱附的平衡过程。液固吸附色谱分离机理：液固吸附色谱分离机理：利用溶质分子占据固定相表面 吸附活性 中心能力的差异作用机制：溶质分子（X）和溶剂分子（S）对吸附剂表面的竞争吸附，对吸附剂表面的活性中心发生吸附竞争。组分分子对活性中心的竞争能力的大小决定了它们保留值的大小。被活性中心吸附越强的组分分子越不容易被流动相洗脱，k值就大；反之k值就小。组分之间的k值相差越大，分离越容易。用下式表示：Xm+nSaXm+nSa现在学习的是第13页，共106页14 三、化学键合相色谱法（CBC）基本概念：基本概念：借助于化学反应的方法将有机分子以共价键连接在色谱单体（硅胶表面硅胶醇）上而获得的固定相称为化学固定相。以化学键合相为固定相的色谱法称为化学键合相色谱法。特点：特点：化学键合色谱法：以化学键合相为固定相的色谱法；液液色谱发展而来；现在学习的是第14页，共106页15p 化学键合色谱分类化学键合色谱分类现在学习的是第15页，共106页16p 化学键合色谱分离机制反相键合色谱法：反相键合色谱法：分离机理较复杂，目前比较合理解释非极性键合分离机理较复杂，目前比较合理解释非极性键合相色谱保留特征的理论是相色谱保留特征的理论是疏溶剂作用理论疏溶剂作用理论和和双保留双保留机制机制。正相键合色谱法：正相键合色谱法：正相键合色谱的保留机制既有正相键合色谱的保留机制既有吸附吸附的因素也有的因素也有分配分配的因素的因素。现在学习的是第16页，共106页17正反相色谱中极性和保留时间的关系现在学习的是第17页，共106页18p 定义：定义：在流动相中加入与被测定离子相反电荷的离子对试剂，使之行成中性的离子对化合物，以分离离子型化合物或可离子化的化合物的方法。p分类：分类：正相离子对色谱法（NPIC）和反相离子对色谱法（RPIC）正相离子对色谱法（NPIC）很少使用，故只讨论反相离子对色谱法。四四、离子对色谱法现在学习的是第18页，共106页19p 离子对色谱机理离子对色谱机理现在学习的是第19页，共106页20p 离子对色谱机理离子对色谱机理现在学习的是第20页，共106页21固定相：非极性键合相（C8和C18）流动相：甲醇（乙腈）-水+离子对试剂p 离子对色谱固定相和流动相离子对色谱固定相和流动相现在学习的是第21页，共106页22五、离子交换色谱法基本概念：基本概念：是基于离子交换树脂可解离的离子与流动相中具有相同电荷的溶质离子进行可逆交换。根据这些离子对交换剂具有不同的亲和力而将它们分离的色谱分析法。分离机制：分离机制：组分在固定相发生的反复离子交换反应，组分与离子交换剂之间亲和力不同而被分离；现在学习的是第22页，共106页23固定相：固定相：阳离子交换树脂：强酸性和弱酸性阳离子交换树脂：强酸性和弱酸性阴离子交换树脂：强碱性和弱碱性阴离子交换树脂：强碱性和弱碱性现在学习的是第23页，共106页24流动相：流动相：应用：应用：现在学习的是第24页，共106页25p离子交换色谱法油田水质中的阴离子分析固定相：薄壳型阴离子交换树脂(3250mm)流动相：0.003molL-1NaHCO3/0.0024molL-1Na2CO3 六、离子色谱法详见十二章详见十二章现在学习的是第25页，共106页26HPLC的仪器组成的仪器组成色色谱泵自自动进样器器色色谱柱及柱温箱柱及柱温箱检测器器数据数据处理系理系统流流动相相11.5高效液相色谱的流程及主要部件现在学习的是第26页，共106页27HPLC仪器结构图注射器进样器高压泵混合室溶剂预柱接头色谱柱检测器数据系统现在学习的是第27页，共106页28一、主要部件1.高压输液泵2.进样器3.色谱柱4.检测器5.数据记录和处理系统此外，根据需要配置流动相在线脱气装置、梯度淋洗装置、自动进样系统、柱后反应系统等现在学习的是第28页，共106页29液相液相色谱的基本流程图色谱的基本流程图流动相 泵泵色色谱谱柱柱检测检测器器AEGBCDF进样阀进样阀泵泵输输液液分离分离 检测检测 记录记录进样进样现在学习的是第29页，共106页301高压输液系统 由于高效液相色谱所用固定相颗粒极细，因此对流动相阻力很大，为使流动相较快流动，必须配备有高压输液系统。它是高效液相色谱仪的是核心部件。(a)功能:驱动流动相和样品通过色谱分离柱和检测系统(b)特性：应具有压力平稳、脉冲小、流量稳定可调、耐腐蚀。(c)分类:常用的输液泵分为恒流泵（常用）和恒压泵两种。现在学习的是第30页，共106页312.梯度淋洗装置 梯度淋洗装置：在一定分析周期内不断变换流动相的种类和比例即不断改变其极性（两个泵）梯度洗脱的实质：是通过不断地变化流动相的浓度配比，来调整混合样品中各组分的K值，使所有谱带都以最佳平均K值通过色谱柱。梯度洗脱与程序升温：在梯度洗脱中溶质K值的变化是通过溶剂的极性、pH值和离子强度来实现的，用于分离组分性质差别较大的复杂样品；而程序升温是借改变温度来影响溶质的K值，用于分离宽沸程的混合样品。现在学习的是第31页，共106页32 分类：根据溶剂混合时所受的压力分为两种类型 低压梯度（外梯度）高压梯度（内梯度）梯度洗脱的实现依赖于泵系统现在学习的是第32页，共106页33外梯度外梯度:不同极性的溶剂在常压下按一定的比例混合，利用1台高压输液泵至入色谱柱。常压下先混合后进泵，故称为外梯度（低压梯度）内梯度内梯度:2台高压泵,每台泵输送一种溶剂，配比由设定的程序控制。多种溶剂混合前分别由泵增压入梯度混合室，混合后进入柱系统。现在学习的是第33页，共106页34现在学习的是第34页，共106页35p手动进样手动进样3进样系统现在学习的是第35页，共106页36自动进样器进样自动进样器进样自动进样的样品量可连续调节，进样重复性高，适合做大量样品分析。现在学习的是第36页，共106页374.分离系统色谱柱色谱柱是液相色谱的色谱柱是液相色谱的心脏部件心脏部件，它包括柱管与固定相两部分，它包括柱管与固定相两部分。功能：分离样品中的各个物质一般用直型柱一般用直型柱 柱长为1010100 cm100 cm，分析型柱内径25mm，制备型内径较大为610mm柱效性能评价：柱效性能评价：H、n、fs、k和的重复性，或R发展趋势是减小填料粒度和柱径以提高柱效。发展趋势是减小填料粒度和柱径以提高柱效。现在学习的是第37页，共106页38现在学习的是第38页，共106页39 六溴环十二烷（hexabromocylcododecane,HBCD）是一种用于建筑业，纺织业和电子产业的溴代阻燃剂HBCD有多个手性中心，六种立体异构体，但在化工产品中，-HBCD.环糊精手性柱氨基醇类药物：替考拉宁手性柱现在学习的是第39页，共106页405检测系统 （1 1）检测器）检测器(detector)(detector)的主要性能要求：的主要性能要求：灵敏度（灵敏度（sensitivitysensitivity）高（检测限低）高（检测限低）噪音（噪音（noisenoise）低）低 线性范围（线性范围（linear rangelinear range）宽）宽 重复性（重复性（repeatabilityrepeatability）好）好 适用范围广（通用型、专属型）适用范围广（通用型、专属型）（2 2）主要分类）主要分类 紫外光度检测器：适用吸收紫外光的吸收紫外光度检测器：适用吸收紫外光的吸收 荧光检测器：只能分析自身发光的物质，灵敏度高；荧光检测器：只能分析自身发光的物质，灵敏度高；示差折光检测器：利用折光率的差别示差折光检测器：利用折光率的差别现在学习的是第40页，共106页41紫外检测器(ultraviolet-visible detector，UVD)p检测原理：基于被分析样品组分对特定波长紫外光的选择性吸收，组分浓度与吸光度的关系遵守朗伯比尔(Lambert-Beer)定律。响应信号（吸光度）与浓度成正比A=I0/I=bcI0 为入射光强度；I 为透射光强度；摩尔吸光系数，b为检测器光程长度；c为组分摩尔浓度现在学习的是第41页，共106页42 应用应用 使用范围广，有键和孤对电子的物质，如烯烃、芳烃以及含有 C=O、C=S、N=O、N=N基团的化合物。特点：特点：灵敏度高；线形范围高；流通池可做的很小（1mm 10 mm，容积 8 L）；对流动相的流速和温度变化不敏感；波长可选，易于操作；可用于梯度洗脱。现在学习的是第42页，共106页43荧光检测器荧光检测器（fluorescence detector）在紫外光的激发下能发荧光的化合物或能用衍生法制成荧光衍生物的物质均可进行荧光检测。特点：高灵敏度 比紫外检测器检测限高10-10g/ml 高选择性；对多环芳烃，维生素B、黄曲霉素、卟啉类化合物、农药、药物、氨基酸、甾类化合物等有响应；激发波长(ex)和发射波长(em)的选择；如菲、芘和苯并a芘的激发波长：280、333 和365 nm；发射波长350、390和410 nm 现在学习的是第43页，共106页44在食品研究中的分析应用在食品研究中的分析应用在食品研究中的分析应用在食品研究中的分析应用食品中的天然成分食品中的天然成分碳水化合物碳水化合物类脂化合物、甘油三酸脂化合物、甘油三酸酯、胆固醇、胆固醇脂肪酸和有机酸脂肪酸和有机酸蛋白、蛋白、肽、氨基酸、氨基酸食品添加食品添加剂酸味酸味剂、甜味甜味剂、香精、乳化、香精、乳化剂抗氧化抗氧化剂、防腐、防腐剂颜料和染料（色素料和染料（色素 维生素生素污染物染物霉菌（黄曲霉毒素霉菌（黄曲霉毒素 农药和和兽药残留残留多多环芳芳烃（PAHsPAHs 和和亚硝酸硝酸11.6高效液相色谱的应用现在学习的是第44页，共106页45在兽药研究中分析应用在兽药研究中分析应用在兽药研究中分析应用在兽药研究中分析应用在医药研究中分析应用在医药研究中分析应用 l常用药物研究中的应用：解热镇痛药、镇静药、安定药、心血管药、磺胺类消常用药物研究中的应用：解热镇痛药、镇静药、安定药、心血管药、磺胺类消炎药等。炎药等。l甾体药物研究中的应用：肾上腺皮质激素、雄性激素、雌性激素和孕甾体药物研究中的应用：肾上腺皮质激素、雄性激素、雌性激素和孕激素等。激素等。l抗菌素类药物研究中的应用：青霉素、头孢菌素、庆大毒素、四环素、抗菌素类药物研究中的应用：青霉素、头孢菌素、庆大毒素、四环素、氯霉素、诺氟沙星等。氯霉素、诺氟沙星等。l中草药研究中的应用：生物碱、甙类中草药研究中的应用：生物碱、甙类(皂甙、强心甙、黄酮甙等皂甙、强心甙、黄酮甙等)、萜类、萜类l手性药物手性药物研究中的应用：光学异构体的拆分研究中的应用：光学异构体的拆分(如解毒剂如解毒剂D-D-青霉胺毒性青霉胺毒性小，小，L-L-异构体毒性很强异构体毒性很强)l医疗药物的检测、新药研究、药物代谢、药代动力学研究。医疗药物的检测、新药研究、药物代谢、药代动力学研究。11.6高效液相色谱的应用现在学习的是第45页，共106页46在生物化学和生物工程中的应用在生物化学和生物工程中的应用在生物化学和生物工程中的应用在生物化学和生物工程中的应用氨基酸、多肽和蛋白质的分析研究核碱、核苷、核苷酸和核酸的分析研究生物胺的分析研究（儿茶酚胺类)在精细化工分析中的应用在精细化工分析中的应用在精细化工分析中的应用在精细化工分析中的应用醇、醛和酮、醚的分离分析酸和酯的分离分析表面活性剂的分析聚合物的分析研究药物、农药、染料、炸药等工业产品在无机离子分析中应用在无机离子分析中应用在无机离子分析中应用在无机离子分析中应用饮用水、酸雨、土壤中阴离子和阳离子分析 11.6高效液相色谱的应用现在学习的是第46页，共106页47 化学结构 极性和稳定程度 水中和有机溶剂中溶解度 相对分子质量的大小 熟悉各种色谱类型主要特点应用范围一、尽可能多的了解样品性质11.7高效液相色谱分析方法的建立现在学习的是第47页，共106页48色谱分离类型选择现在学习的是第48页，共106页4911.7高效液相色谱分析方法的建立二、色谱柱的选择现在学习的是第49页，共106页50三、流动相、配比、流量、梯度洗脱的选择 采用梯度洗脱时，柱在重复使用前，用泵把几倍于柱体积的起始溶剂压经柱子，重新建立起始的平衡来得到柱的再生。现在学习的是第50页，共106页51四、样品组分保留值与容量因子的选择现在学习的是第51页，共106页52四、流动相及样品的制备现在学习的是第52页，共106页53 流动相（1）分类：按流动相组成分：单组分和多组分；按极性分：极性、弱极性、非极性；按使用方式分：等度淋洗和梯度淋洗。常用溶剂：己烷、四氯化碳、甲苯、乙酸乙酯、乙醇、乙腈、水。采用二元或多元组合溶剂作为流动相可以灵活调节流动相的极性或增加选择性，以改进分离或调整出峰时间。四、流动相及样品的制备现在学习的是第53页，共106页54a.反相色谱最常用的流动相及其冲洗强度如下：H2O甲醇乙腈乙醇丙醇异丙醇四氢呋喃最常用的流动相组成是：“甲醇H2O”和“乙腈H2O”，由于乙腈的剧毒性，通常优先考虑“甲醇H2O”流动相。b.正相色谱常用的流动相及其冲洗强度的顺序是：正己烷乙醚乙酸乙酯异丙醇最常用的是正已烷，虽然其价格较贵，但80的顺、反和邻位、对位异构体仍然要用正相色谱来进行分离。在选择溶剂时，在选择溶剂时，溶剂的极性溶剂的极性是选择的重要依据。是选择的重要依据。（2）对流动相选择注意的问题及要求现在学习的是第54页，共106页55水：去离子水自动纯水仪纯净水商品瓶装水配置流动相水应为新鲜水，水质要求越高放置时间越短溶剂：色谱纯（甲醇、乙醇、乙腈、丙酮、异丙醇）试剂：分析纯在选择溶剂时，选择在选择溶剂时，选择高纯度、低粘度溶剂，高纯度、低粘度溶剂，防止微量杂质防止微量杂质长期累积损坏色谱柱和使检测器噪声增加长期累积损坏色谱柱和使检测器噪声增加现在学习的是第55页，共106页56避免流动相与固定相发生作用，使柱效下降或损坏柱子。如使固定液溶解流失；酸性溶剂破坏氧化铝固定相等。试样在流动相中应有适宜的溶解度，防止产生沉淀并在柱中沉积。能溶解样品，但不能与样品发生反应。与与所用检测器相匹配。例如利用紫外 检测器时，溶剂要不吸收紫外光。容易精制、纯化、毒性小，不易着火、价格尽量便宜等现在学习的是第56页，共106页57现在学习的是第57页，共106页58四、流动相及样品的制备现在学习的是第58页，共106页59流动相前处理流动相前处理脱气脱气气泡对测定的影响：气泡对测定的影响：泵中气泡使液流波动，改变保留时间和峰面积；柱中气泡使流动相绕流，峰变形；检测器中得气泡产生基线波动现在学习的是第59页，共106页60（3）流动相的保存现在学习的是第60页，共106页61五、分析测定方法的设定现在学习的是第61页，共106页62六、样品的分析现在学习的是第62页，共106页1.HPLC的日常操作条件温度1030;相对湿度80；最好是恒温、恒湿，远离高电干扰、高振动设备。11.8 高效液相色谱仪的维护和保养2.进样器的保养每次分析结束后，要反复冲洗进样口，防止样品的交叉污染。现在学习的是第63页，共106页642.泵的保养流动相一般应该先脱气，避免泵内堵塞或有气泡防止固体微粒进入泵体防止溶剂瓶内的流动相被用完流动相不应含有腐蚀性物质不超过规定的最高压力进液处的沙芯过滤头要经常清洗现在学习的是第64页，共106页4.柱的保养（1）柱子在任何情况下不能碰撞、弯曲或强烈震动；（2）当柱子和色谱仪联结时，阀件或管路一定要清洗干净；（3）要注意流动相的脱气；（4）避免使用高粘度溶剂作为流动相；（5）进样样品要提纯；（6）严格控制进样量；（7）每天分析结束后，要清洗进样阀中残留的样品；（8）每天分析结束后，都要用适当的溶剂来清洗柱；（9）若分析柱长期不使用，应用适当有机溶剂保存并封闭；现在学习的是第65页，共106页66色谱柱清洗与保存现在学习的是第66页，共106页5.检测器(UV)的保养（1）紫外灯的保养：在分析前、柱平衡的差不多时，打开检测器；在分析完成后，马上关闭检测器。（2）样品池要保养。现在学习的是第67页，共106页686.其它部件维护与保养现在学习的是第68页，共106页69现在学习的是第69页，共106页7011.9 高效液相色谱分析方法高效液相色谱分析方法 定性分析方法定量分析方法：外标法、内标法 同GC现在学习的是第70页，共106页711.外标法（一）定量分析方法现在学习的是第71页，共106页72以待测组分和内标物的峰高比或峰面积比求算试样含量的方法。（1 1）内标校正曲线法：）内标校正曲线法：2.内标法内标法现在学习的是第72页，共106页73（2 2）内标对比法）内标对比法（3 3）校正因子法）校正因子法现在学习的是第73页，共106页74 (ms)样品样品溶液中内标物的含量；(ms)对照对照品溶液中内标物的含量；w平均片重(或丸重)；m取样量；(Ai/As)样品样品溶液中，待测物A/内标物A；(Ai/As)对照对照品溶液中，待测物A/内标物A。现在学习的是第74页，共106页75例：用内标法测定复方乙酰水杨酸片(APC)中阿司匹林A、非那西汀P、咖啡因C三组分的质量分数，扑热息痛S作内标物。实验条件：流动相：甲醇/三乙醇胺=1/500，流量1mL/min；UV273nm检测。实验结果如下表。样品溶液：称取1片量的药品粉末0.5005g经多次萃取后配制成100mL溶液。wA、wP、wC为样品中三组分的未知质量(g/片)，0.5005g为加入内标物的质量。试用内标对比法求：每片中A、P和C的含量；每片中A、P和C的质量分数。定量分析方法定量分析方法实例实例现在学习的是第75页，共106页76定量分析方法实例PASC图10-17APC的分析被测溶液所含组分阿司匹林A内标物S非那西汀P咖啡因C相对保留时间/min0.531.001.452.50对照溶液c0.2200.0350.1500.035A154856171222692272372221样品溶液cwA0.035wPwCA178024202694820968407792单位：c:g/100mL，A:Vs现在学习的是第76页，共106页77定量分析方法PASC图18-17APC的分析现在学习的是第77页，共106页78定量分析方法PASC图10-17APC的分析每片中A、P和C的质量分数i：现在学习的是第78页，共106页79第十二章离子色谱法Chapter12.ionhromatograph,IC现在学习的是第79页，共106页8012.1 离子色谱法12.2 离子色谱法原理12.3 离子色谱仪特点12.4 离子色谱仪组成及应用12.5 离子色谱仪与高效液相色谱区别12.6 离子色谱的操作与保养现在学习的是第80页，共106页8112.1 离子色谱的定义与类型p定义：狭义而言，离子色谱法是以低交换容量的离子交换树脂为固定相对离子性物质进行分离，用电导检测器连续检测流出物电导变化的一种色谱方法。p简单的说，离子色谱法就是利用被测物的离子性进行分离和检测的液相色谱法现在学习的是第81页，共106页82凡是在溶液中能够电离的物质，通常都可以用离子交换色谱法进行分离.气相色谱(气固分离，流动相为载气)液相色谱(液固分离，流动相为液体)(主要分离弱极性和非极性的有机化合物)(主要分离极性和部分弱极性的化合物)p 固定相：离子交换树脂流动相：电解质溶液检测器：电导检测器现在学习的是第82页，共106页83阳离子交换：阴离子交换：离子交换树脂上可以离解的离子和流动相中具有相同电荷的溶质离子之间进行的可逆交换，根据这些离子对交换剂有不同的亲和力而被分离。12.2 12.2 离子色谱法原理离子色谱法原理 现在学习的是第83页，共106页8412.2 12.2 离子色谱法原理离子色谱法原理 离子色谱中发生的基本过程就是离子交换，因此，离子色谱本质上就是离子交换色谱。离子色谱目标物离子型物质离子型物质 :在水溶液中电离，具有在水溶液中电离，具有 正正 或或 负负 电荷的电荷的 元素元素。阴离子：阴离子：，2，阳离子：阳离子：，现在学习的是第84页，共106页8512.3离子色离子色谱仪谱仪特点特点1.与传统离子交换的不同：与传统离子交换的不同：采用交换容量非常低的特制离子交换树脂为固定相；细颗粒柱填料，高柱效；采用高压输液泵；2.低浓度淋洗液或本底电导抑制3.可采用电导检测器，快速分离分析微量无机离子混合物。传统离子交换色谱存在着两个难于解决的问题：传统离子交换色谱存在着两个难于解决的问题：(1)需要高浓度淋洗液洗脱且洗脱时间很长；(2)洗脱后的组分缺乏灵敏、快速的在线检测方法。现在学习的是第85页，共106页864.4.分析速度快分析速度快 可在数分钟内完成一个试样分析；5.5.经过稀释、过滤后可以测定多种样品经过稀释、过滤后可以测定多种样品例：使用双柱法，在十几分钟内，可使七种阴离子完全分离。6.离子色谱的泵体则采用全塑系统，对酸、碱、盐有抗污染的性能。离子色谱与高效液相色谱区别详见12.5多价态可氧化元素（多价态可氧化元素（NO2-&NO3-,SO32-&SO42-etc.NO2-&NO3-,SO32-&SO42-etc.）不同价态离子（不同价态离子（Fe3+&Fe2+,Fe3+&Fe2+,Cr3+&Cr6+etc.Cr3+&Cr6+etc.）现在学习的是第86页，共106页8712.4 离子色谱仪组成现在学习的是第87页，共106页881、离子色谱仪组成现在学习的是第88页，共106页89淋洗液 泵色谱柱检测器 输输液系液系统统分离分离检测记录F-NO3-SO42-Cl-NO2-Br-HPO42-进样阀抑制器检测池进样2.2.离子色谱法组成离子色谱法组成现在学习的是第89页，共106页90（1）流动相输运系统p离子色谱仪器的输液系统包括贮液罐、高压输液泵、梯度淋洗装置等，与高效液相色谱的输液系统基本相似。（a）储液罐:存储流动相离子的流动相一般是酸、碱、盐或络合物的水溶液，因此贮液系统一般是以玻璃或聚四氟乙烯为材料；溶剂使用前必须脱气。（b）高压输液泵高效液相色谱采用不锈钢或钦合金材料，与高效液相色谱相比，离子色谱的泵体则采用全塑系统，从而对酸、碱、盐有抗污染的性能，并保证了对金属离子测定的准确性。(c)梯度淋洗装置类似气相色谱中的程序升温。分为：低压梯度和高压梯度。现在学习的是第90页，共106页91（2）进样系统p类似HPLC（3）分离系统离子色谱是一种液-固色谱，为高效液相色谱的一种，但柱填料和分离机理有其自身特点：离子色谱柱填料的粒度一般在5 525 m25 m之间，比高效液相色谱的柱填料略大，因此其压力比高效液相色谱的要小；柱填料一般为：高分子聚合物和硅胶型离子色谱填料 一般分析柱内径为4 mm，长度为100250 mm，柱子两头采用紧固螺丝。高档仪器特别是阳离子色谱柱一般采用聚四氟乙烯材料。现在学习的是第91页，共106页92（4）抑制系统抑制器作用：抑制器作用：安装在电导池之前降低背景电导(淋洗液)被测物的浓度小于流动相电解质的浓度,这样难以测量由于样品离子的存在而产生微弱电导的变化。提高待测离子的电导率和灵敏度现在学习的是第92页，共106页93抑制器的作用抑制器的作用废液Back Ground：Na2CO3/NaHCO3(700S)NaF,NaCl,NaNO3Na2HPO4,Na2SO4Retention timeConductivityNaFNaClNaNO3Na2HPO4Na2SO4Back Ground：Na2CO3/NaHCO3(700S)Retention timeConductivityHFHClHNO3H3PO4H2SO4Retention timeBack Ground：H2CO3(15S)Conductivity现在学习的是第93页，共106页94（5）电导检测器电导检测器测定溶液流过电导池电极时的电导率测定溶液流过电导池电极时的电导率 可检测大部分离子型化合物可检测大部分离子型化合物溶液溶液至检测池至检测池电极电极 检测池检测池离子色谱常用检测器离子色谱常用检测器电导检测器；紫外电导检测器；紫外可见光光度检测器；荧光光度检测器；安培可见光光度检测器；荧光光度检测器；安培检测器。检测器。现在学习的是第94页，共106页952.2.离子色谱的应用离子色谱的应用电电力力 冷却水冷却水/HPW 锅炉蒸汽中的杂质食品食品/饮饮料料 酒酒/饮饮料料/糖果糖果 饮料中有机酸造造纸纸./纸浆纸浆 纸浆纸浆液液处处理水理水 张纸和液体中的离子农业农业 肥料肥料/土壤土壤/植物植物/等等 土壤中离子医学医学 血液血液/尿尿 尿中草酸化化妆妆品品 化化妆妆品品/清清洁剂洁剂/洗洗发发液液 化妆品液体中的阴离子制制药药 化学化学/液体液体 化学品中的重金属领领域域环环境境./污污染染 雨水雨水/河水河水/大气大气/污污水水 雨水中离子城市用水城市用水 自来水自来水/水源水源 自来水中消毒副产物样样品品应应用用化学品化学品 设备设备提取物提取物/聚合物聚合物 环氧类粘合剂中的阴离子电电子子/半半导导体体 高高纯水水 晶片冲洗水晶片冲洗水 高纯水中的离子型杂质金属金属/钢钢材材 表面表面处处理液理液镀 槽槽 冷却水冷却水 电镀 槽中的抗坏血酸 现在学习的是第95页，共106页962.2.离子色谱的应用离子色谱的应用 阴离子分析阴离子分析:双柱；薄壳型阴离子交换树脂分离柱(3250mm),流动相：0.003molL-1 NaHCO3/0.0024 molL-1 Na2CO3，流量138 mL/hr。七种阴离子在20分钟内基本上得到完全分离，各组分含量在350 ppm。现在学习的是第96页，共106页9712.5 离子色谱与液相色谱区别离子色谱 液相色谱 气路系统 对用NaOH流动相，用于保护流动相以免同空气接触。一般无流路系统 全peek材料，耐强酸强碱特殊金属材料为主，耐有机溶剂，不耐强酸强碱 流动相 以强酸强碱为主以有机溶剂为主，可以和其它盐或水联用试剂要求 对去离子水要求极高，大于17.8 m,成本很高。有机试剂也要考虑离子杂质，至少HPLC级。水要求相对较低，大于10 m，成本不高。要求HPLC级试剂。色谱柱 通用性较差，样品对柱子有很强的选择性，品牌少选择余地小通用性强，品牌多选择余地大，价格相对较低。抑制器 有二种：单柱法（无）和双柱法，灵敏度高 用电导时，测定阴离子可以需要。检测器 以电导为主以紫外和荧光为主分析对象 分析无机、有机阴阳离子化合物为主，也可分析极性的有机物，糖及生物大分子等。以有机物为主，选择不同的柱子可以分子各种大小分子。分析对象范围大。现在学习的是第97页，共106页981.1.样品处理样品处理过滤样品中除去颗粒物用0.45m 或0.22m 滤膜用高纯水冲洗滤膜，以减少沾污稀释待测物浓度较高时，应预先稀释.降低干扰物的浓度.去除干扰物预处理柱，超滤固相萃取液相萃取离心盐析在线柱处理12.6 离子色谱的分离操作现在学习的是第98页，共106页992.2.离子色谱使用的水与试剂离子色谱使用的水与试剂纯度尽可能高高纯水 ：电阻率 17M、0.22 m 滤膜过滤 ：JIS K0557(Water used for industrial water and wastewater analysis)：淋洗液脱气（真空和搅动）试剂：尽可能使用优级纯：配标准的试剂应预先干燥现在学习的是第99页，共106页100u 淋洗液的组成淋洗液的组成样品离子和淋洗离子必须有相近的亲和力,以便于分离和洗脱。在双柱离子色谱中，常用的淋洗液是氢氧化物,碳酸盐等.用不同的淋洗液有不同的选择性。3.淋洗液的配制与保存阴离子淋洗液的配制阴离子淋洗液的配制碳酸盐 (AS4A,AS12A,AS14 等.）配 100 x 浓度的淋洗液作为储备液，使用时用高纯水稀释氢氧化钠 配制50%(w/w)NaOH 储备溶液.使用时用高纯水稀释阳离子淋洗液的配制阳离子淋洗液的配制甲烷磺酸(MSA)取一定浓度的MSA配成储备液(可以配制为1M的储备液)保存保存 使用聚丙烯聚丙烯(PP)PP)瓶瓶，保存在暗处及 4 左右.（通常可以保存6个月）淋洗液要经常更换现在学习的是第100页，共106页1014.影响离子洗脱顺序的因素影响离子洗脱顺序的因素 离子电荷离子电荷:离子的价数越高，对离子交换树脂的亲和力越大。离子半径离子半径:电荷数相同的离子，离子半径越大(越易极化)，对离子交换树脂的亲和力也越大.树脂的种类树脂的种类:亲水性树脂,疏水性树脂对离子的洗脱顺序有影响.淋洗液的浓度淋洗液的浓度：当浓度提高时,所有被测离子的保留时间都缩短.pHpH值值：pH值变化时将影响多价离子的离子价态,从而影响多价离子的洗脱顺序.淋洗液的改进剂：淋洗液的改进剂：淋洗液改进剂是用来改善选择性的,它一般是非离子型改进剂,如甲醇,乙腈,对氰酚等.改进剂影响疏水离子对离子交换剂的亲和能力。如，在淋洗液中加入甲醇或乙腈可以占据树脂的疏水位置,减少疏水性离子在树脂上的吸附,从而缩短这些组分的保留时间并改善峰形的不对称性.现在学习的是第101页，共106页102分离阴离子0246810121416Retentiontime(min)08mSF-NO3-SO42-Cl-NO2-Br-HPO42-离子电荷越大，出峰越慢离子电荷越大，出峰越慢现在学习的是第102页，共106页103分离阳离子02468101214Retentiontime(min)01234Na+NH4+K+Mg2+Ca2+SS离子半径越大，出峰越慢离子半径越大，出峰越慢现在学习的是第103页，共106页1045.5.例行保养例行保养(1)(1)检查是否有气体泄漏 检查是否有液体泄漏记录使用的色谱条件日期,操作者,色谱柱类型,流速系统压力,背景电导理论塔板数,分离度清洗色谱柱最好分别清洗保护柱与分离柱如要同时清洗，应将分离柱置于保护柱之前溶液流动方向:保持方向现在学习的是第104页，共106页1055.5.例行保养例行保养(2 2)清洗抑制器清洗 ELUENT 和 REGEN 两部分清洗时应先关闭抑制器电源清洗后要向抑制器内泵10分钟高纯水，以便于平衡系统CleaningsolutionPumpWasteREGEN OUTREGEN OUTELUENT OUTELUENT OUTREGEN INREGEN INELUENT INELUENT INDIONEX现在学习的是第105页，共106页感谢大家观看现在学习的是第106页，共106页