戴安离子色谱基础知识

DIONEX 离子色谱基础培训离子色谱基础培训 戴安中国技术服务中心 请访问实验室社区 () 之 离子论坛 DIONEX 15157 DIONEX w离子色谱基本原理及概述 离子色谱的基本构成 分离与检测的基本原理和特征 分离柱、抑制器 w 离子色谱的使用要点 DIONEX 离子色谱基本原理及概述离子色谱基本原理及概述 DIONEX 什么是离子色谱什么是离子色谱 ? w 利用色谱技术测定离子型物质的方法 色 谱 : 用于分析的一种分离技 术 离子型物 质 : 在水溶液中 电 离，具有 + 或 电 荷的 元素 阴离子 ： ，2 ， ， 阳离子 ： ， ， ， DIONEX 色谱色谱 w 气相色谱 (气固分离，流动相为载气 ) w 液相色谱 (液固分离，流动相为液体 ) (主要分离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主要分离极性和部分弱极性的化合物 ) DIONEX 慢 中等 快 色谱分离色谱分离 Temporal course 淋洗液 DIONEX 离子色谱离子色谱 (IC) 是是 w1975 由 H.Small 等人 .（Dow chemical)首次提出 用于 测 定 氯 离子和硫酸根 w 许 多国家将离子色 谱 法作 为标 准方法 中国 ： GB 饮 用天然 矿 泉水水 检试 方法 , ； 工 业 循 环 冷却水中阴、阳离子的 测试 方 法 等 。 美国 ： USEPA （US Env. Protect Agency）， ASTM （America Society for Testing and Materials）， （International Organization for Standardization） DIONEX 电 力 冷却水 / HPW 锅 炉蒸汽中的 杂质 食品 / 饮 料 酒 / 饮 料 / 糖果 饮 料中有机酸 造 纸 . /纸浆 纸浆 液 处 理水 张纸 和液体中的离子 农业 肥料 /土壤 / 植物 /等 土壤中离子 医学 血液 / 尿 尿中草酸 化 妆 品 化 妆 品 / 清 洁剂 / 洗 发 液 化 妆 品液体中的阴离子 制 药 化学 / 液体 化学品中的重金属 应用领域应用领域 领 域 环 境 . / 污 染 雨水 /河水 / 大气 / 污 水 雨水中离子 城市用水 自来水 / 水源 自来水中消毒副 产 物 样 品 应 用 化学品 设备 提取物 / 聚合物 环 氧 类 粘合 剂 中的阴离子 电 子 / 半 导 体 高 纯 水 晶片冲洗水 高 纯 水中的离子型 杂质 金属 / 钢 材 表面 处 理液 镀 槽 冷却水 电镀 槽中的抗坏血酸 DIONEX 离子色谱的基本流程图离子色谱的基本流程图 淋洗液 泵 色 谱 柱 检测 器 泵 液 分离 检测 记录 F- NO3- SO42- Cl- NO2- Br- HPO42- 进样阀 抑制器 检测 池 进样 DIONEX 离子色谱的特点离子色谱的特点 (戴安产品戴安产品 ) w 不同的操作者都可得到好的样品分析重现性 w 经过稀释、过滤后可以测定多种样品 w 多价态可氧化元素 （ NO2- approximation: linear method: c:peaknetmethodas14.met; renewal: 97/05/23 10:24:26 Correlation coefficient = 1.000000 Concentration = 8.731e-006 response + 0 Quantification method: external standard Quantification standard:area 0.00 5.00 10.0 15.0 20.0 浓 度（ ppm) 0.00 5.00e+5 1.00e+6 1.50e+6 2.00e+6 2.50e+6 响 应 样 品响 应值 Conc. of sample DIONEX 操作步骤操作步骤 (3) w 文件 日期 操作者 采 样 , 预处 理 , 设备 的 设 定 结 果 定量 值 , 数据可靠性的有关信息 DIONEX 如何如何 获获 得可靠的分析得可靠的分析 结结 果果 w 了解可能影响色 谱 分析 结 果的各种干 扰 因素 w 配制淋洗液、 标 准液所使用水和 试剂 的 纯 度 w 了解所使用的 预处 理方法的 优 /缺点 w 仪 器 应进 行例行保养 DIONEX w 色谱柱、淋洗液的温度 w 淋洗液的浓度与组成 w 淋洗液的流速 w 淋洗液中的杂质 影响色谱分析的各种条件影响色谱分析的各种条件 DIONEX 一价离子 快速洗脱 二价离子 较 慢洗脱 w 温度增加 0 2 4 6 8 10 12 14 20 25 30 35 40 45 Temp. ） Retention time (min) F- Cl- NO2- Br- NO3- HPO42- SO42- 色谱柱、淋洗液的温度 DIONEX 淋洗液浓度淋洗液浓度 vs. 保留时间保留时间 0 4 8 12 16 20 8mM 9mM 10mM 11mM 12mM 13mM 浓 度（） Retention time (min) Na + NH4+ K+ Mg2+ Ca2+ DIONEX 淋洗液的淋洗液的 组组 成成 vs. 保留保留 时间时间 0 4 8 12 16 20 0 0.11 0.22 0.33 Comp. ratio (NaHCO3/Na2CO3) Retention time (min) F- Cl- NO2- Br- NO3- HPO42- SO42- DIONEX 10 0 S 0% ACN 20% ACN 50% ACN 1 2 3 4 5 6 7 1 23 4 5 6 7 0 10Retention time (min) 1 2,3 45 6 7 10 10 0 0 S S 1. F- 2. Cl- 3. NO2- 4. Br- 5. NO3- 6. HPO42- 7. SO42- 淋洗液中有机溶剂的影响 Ex) AS4A-SC column DIONEX 淋洗液的流速淋洗液的流速 (面积面积 ) 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 0.5 1 1.5 2 Flow rate（ mL/min） Area F- Cl- NO2- Br- NO3- HPO42- SO42- w 流速增加 各 组 份的峰面 积 减少 DIONEX 淋洗液中杂质的影响淋洗液中杂质的影响 正常淋洗液 淋洗液被 Cl 沾 污 -1 5 uS Cl - : 0.5g/ml 背景 电导 ： 13S 0.00 5.00 10.00 -4 2 uS Retention time (min) 背景 电导 ： 56S DIONEX 离子色谱使用的水与试剂离子色谱使用的水与试剂 w纯 度尽可能高 高 纯 水 ： 电 阻率 17M 、 0.22m 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 DIONEX 淋洗液的配制与保存淋洗液的配制与保存 w 阴离子淋洗液的配制 碳酸 盐 (AS4A, AS12A, AS14 等 .） 配 100x 浓 度的淋洗液作 为储备 液， 使用 时 用高 纯 水稀 释 氢 氧化 钠 (AS10, AS11， AS15， 16 等 .) 配制 50%(w/w) NaOH 储备 溶液 .使用 时 用高 纯 水稀 释 w 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 ) w 保存保存 使用聚丙 烯 (PP)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 DIONEX 标准的配制与保存标准的配制与保存 w 配制 1000 mg/L储备标 准溶液 阴离子 标 准取 钠盐 , 阳离子 标 准取 氯 化物，称取适量，用高 纯 水稀 释 储备 液 (g) 100 ml： 0.1 x(盐 的分子量 )/(离子的分子量 ） w 配制混合 标 准溶液 汲取适量的 储备 液，用高 纯 水稀 释 至刻度， 摇 匀 w 保存 使用聚丙 烯 (PP)瓶，保存在暗 处 及 4 左右 . （ 通常可以保存 6个月） ppm浓 度的混合 标 准不能 长 期保存， 应经 常配制 . ppb浓 度的混合 标 准 应 在使用前 临时 配制 DIONEX 样品处理样品处理 w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 w 稀 释 待 测 物 浓 度 较 高 时 ， 应预 先稀 释 . 降低干 扰 物的 浓 度 . w 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 DIONEX 颗粒直径颗粒直径 (m) vs. 过滤方法过滤方法 6 4 1 Precipitated Air Dust Floating Air Dust Bacterium Virus Pollen Carbon Black Mist Smoke Ferment Protein Bacillus Pyrogen Enzyme Macro Filtration Micro Filtration Ultra Filtration Reverse Osmosis Mean MW (x 10,000) 100 40 20 0.8 0.4 0.1 0.06 0.04 0.01 0.008 0.004 0.002 0.001 0.0005 10,000 1,000 100 10 1 0.1 DIONEX 过滤器沾污过滤器沾污 w 评 估的方法 用高 纯 水冲洗 过滤 器 汲取高 纯 水每 1ml一次 按 st, rd, th 的 顺 序 测 定水中的 离子 浓 度 DIONEX 1ml Hydrophilic 1ml 1ml Hydrophilic Polysulfon 1ml Polysulfon 1ml Cellulose nitrate 1ml 3ml 3ml 3ml 3ml 3ml 3ml 5ml 5ml 5ml 5ml 5ml 0 200 400 600 800 1000 5ml SO4 HPO42 NO3 NO2 Cl ppb 1200 过滤过滤 器沾器沾 污污 (测测 定定 结结 果果 ) DIONEX 预处理柱预处理柱 w On Guard Ag :Ag 型阳离子交 换树 脂 除 卤 素 Cl- w On Guard H :H 型阳离子交 换树 脂 除阳离子 w On Guard A :HCO3 型阴离子交 换树 脂 除阴离子 w On Guard RP : 二乙 烯 基苯聚合物 去除疏水性物 质 如表面活性 剂 w On Guard P :聚乙 烯 吡硌 烷酮 聚合物 去除苯酚、染料 w On Guard Ba :Ba 型 阳离子交 换树 脂 去除硫酸根 DIONEX 准 备 进样 萃取 萃取 固相萃取固相萃取 DIONEX 0 2 4 6 8 10 12 14 Retention time (min) 0 10 mS 0 2 4 6 8 10 12 14 Retention time (min) 0 10 mS 处 理前 预处理柱预处理柱 OnGuard-Ag 处 理后1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. DIONEX 采 样泵 停止 开 始 测 定 采 样泵 富集 样 品富集 废 液 浓缩 柱 采 样泵 开始 淋洗液 至分离柱 冲洗采 样 管 预浓缩进样预浓缩进样 进样阀 DIONEX 预富集浓缩进样测定预富集浓缩进样测定 Separate column ： IonPac AS4A,AG4A Eluent ： 1.8mM Na2CO3/1.7mM NaHCO3 Flow rate ： 1.5 mL/min Conc. column： TAC-2 Injection volume： 10 mL Detection ： Conductivity (suppressor type) 0.00 5.00 10.00 -1 5 uS Retention time (min) 1 2 3 4 5 6 1. Cl- 2. NO2- 3. Br- 4. NO3- 5. HPO42- 6. SO42- 4 ng/mL(ppb) 10 10 15 25 20 DIONEX 例行保养例行保养 (1) w检查 是否有气体泄漏 w检查 是否有液体泄漏 w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 w 清洗色 谱 柱 DIONEX 例行保养例行保养 (2) Cleaning solution Pump Waste w 色 谱 柱清洗 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 DIONEX 例行保养例行保养 (3) w 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 Cleaning solution Pump Waste REGEN OUT ELUENT OUT REGEN INELUENT IN DIONEX DIONEX 例行保养例行保养 (4) w 激活抑制器 （0.2 N NaOH) 初次安装 时 有液体泄漏 时 进 行清洗之后 灵敏度下降后 Waste Pure water Active liquid REGEN OUT ELUENT IN ELUENT