（分析化学专业论文）离子色谱法在食品和卫生检测中的应用研究.pdf

鼻 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 第一部分综述1 1 序言1 2 离子色谱概述。1 2 1 离子色谱发展简史1 2 2 离子色谱的分类及离子色谱仪2 2 3 离子交换色谱原理4 2 4 离子色谱的优点5 2 5 离子色谱的应用：5 2 5 1 在环境监测的应用6 2 5 2 在生物医药的应用6 2 5 3 在油田地质中的应用6 3 离子色谱分离方式和检测方式的选择。7 3 1 分离方式7 3 2 检测方式7 4 离子色谱的样品预处理方法8 4 1 预浓缩法8 4 2 膜处理法8 4 3 固相萃取法9 4 4 分解处理法9 4 5 特定样品的预处理法。1 0 5 离子色谱在食品和卫生检测中的应用1 0 5 1 应用概述1 0 5 2 食品中无机离子的分析1 1 5 2 1 无机阴离子1 1 5 2 - 2 无机阳离子1 2 5 3 有机化合物。1 2 5 3 1 有机酸。1 2 5 3 2 糖类化合物和氨基酸1 3 5 3 3 其他有机化合物1 3 第二部分研究报告1 5 一、离子色谱法检测蜂蜜和葡萄酒中的蔗糖、葡萄糖和果糖1 5 l 实验部分1 5 2 结果和讨论1 6 3 结论2 2 二、一次性筷子中二氧化硫离子色谱法测定2 3 1 实验部分2 3 2 结果与讨论2 5 3 结论2 8 三、离子色谱法测定苦瓜茶中的半乳糖、葡萄糖、甘露糖和果糖2 9 1 实验部分2 9 2 结果与讨论3 0 3 结论3 4 参考文献3 5 硕士期间发表的论文题录4 5 致谢4 7 - 摘要 离子色谱法在食品和卫生检测中 的应用研究 分析化学专业硕士余娜 指导教师周光明 摘要 离子色谱法是高效液相色谱法的一种，是以分析离子为主的一种液相色谱方 法。离子色谱作为一门新的分析技术，自1 9 7 5 年问世以来发展很快。离子色谱最 初主要用于常见无机阴离子的分析，此后的研究丰富和发展了离子色谱的应用范 围。运用不同的预处理办法、分离柱和检测器，离子色谱已经可以测定糖类、有 机酸、有机碱、重金属以及其他常见阳离子等。离子色谱分析具有快速简便、高 灵敏度、选择性好的特点，目前已经广泛应用于环境监测、生化、食品、半导体、 医疗卫生、石油化工等行业。近年来，离子色谱法以快速高效的突出优点使食品 分析向标准化、简便化和快速化方向发展，离子色谱法对具有营养学、卫生学意 义的食品成分研究有着重大的意义，已作为食品卫生检测的重要方法得到了广泛 的应用研究。 本文由两个部分组成。第一部分是综述，这部分评述了离子色谱检测技术近 年来的发展和在糖类检测、阴离子检测方面的应用研究。第二部分是研究报告， 首先是离子色谱法在食品成分分析方面的应用。利用阴离子交换分离一脉冲安培检 测法测定了蜂蜜和葡萄酒中的蔗糖、葡萄糖和果糖含量，通过对实验条件的优化， 实现了对三种单糖的同时高效分离。将此法应用于冲泡药材领域，测定了苦瓜茶 中的半乳糖、葡萄糖、甘露糖和果糖含量，得到了满意的实验结果。利用阴离子 交换一抑制电导检测器建立了一次性筷子中的二氧化硫含量的间接测定法，结果满 意。 1 、离子色谱法测定蜂蜜和葡萄酒中的蔗糖、葡萄糖和果糖 建立并优化了离子色谱法同时测定食品中糖类的分析方法。用m e t r o s e p c a r b1 ( 1 5 0 x 4 0n u n ) 阴离子交换分离柱和脉冲安培检测器，对淋洗分离条件进 行优化。选择了1 0m m o l ln a o h 为淋洗液，在1 0m l m i n 的淋洗液流速下，在 2 5m i n 内实现了对三种单糖的分离。峰高的相对标准偏差为3 1 2 1 0 5 6 ，保留 西南大学硕士学位论文 时间的相对标准偏差为2 3 6 3 2 5 ，样品测定的回收率为9 0 0 9 9 5 。蔗糖、 葡萄糖、果糖的检出限分别为0 0 8 5m g l 、o 1 2 6m g l 、1 0 7 2m g l 。该法具有样 品前处理简单、快速高效等优点，得到了满意的实验结果。 2 、苦瓜茶中的四种单糖的离子色谱法测定 建立了离子色谱法同时分离测定苦瓜茶中的半乳糖、葡萄糖、甘露糖和果糖 的分析方法。m e t r o s e pc a r bl ( 1 5 0 x 4 0m m ) 阴离子交换分离柱和脉冲安培 检测器，用8m m o l ln a o h 为淋洗液在1 0m l m i n 的流速下高效分离了4 种单糖， 总分析时间为2 5r a i n 。峰高的相对标准偏差为2 1 2 5 4 3 ，保留时间的相对标准偏差 为2 0 6 - - 3 2 8 。样品测定的回收率为9 4 2 - - 9 9 8 。半乳糖、葡萄糖、甘露糖 和果糖的检出限分别为o 1 0 5m g l 、0 1 2 6m g l 、0 1 5 2m g l 、0 5 8 7m g l 。该法灵 敏度高、分析时间较短，实验结果令人满意。 3 、离子色谱法间接测定一次性筷子中的二氧化硫 建立了离子色谱间接测定一次性筷子中的二氧化硫的分析方法。先通过实验 验证，样品中本底硫酸根在本实验条件下可以忽略不计。实验采用三种不同的前 处理方法将样品中的二氧化硫氧化成硫酸根，通过对硫酸根含量的测定从而间接 测定了一次性筷子中的二氧化硫含量。用m e t r o s e p a s u p p 4 2 5 0 ( 2 5 0 x 4m m ) 阴离 子分离柱和电导检测器，选择4 0m m o l ln a 2 c 0 3 + 1 7m m o l ln a h c 0 3 为淋洗液， 淋洗液流速为0 8m l m i n ，总分析时间为1 2m i n 。峰面积的相对标准偏差为2 0 2 ，样 品测定回收率为9 1 7 - - 1 0 1 0 ，方法的检出限是0 7 6m g k g 。该方法有较高的回 收率，准确率和精密度好，结果满意。 关键词：离子色谱食品卫生检测糖阴离子 a t s t r a c t a p p l i c a t i o ns t u d i e st ot h ed e t e r m i n a t i o no f f o o da n ds a n i t a t i o ni n s p e c t i o nb y i o n c h r o m a t o g r a p h y s p e c i a l i t y ：a n a l y t i c a lc h e m i s t r y p o s t g r a d u a t e ：y un a m e n t o r ：p r o f z h o ug u a n g m i n g a b s t r a c t i o nc h r o m a t o g r a p h yi sak i n do fh i 曲p e r f o r m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p h y , i t sa l i q u i dc h r o m a t o g r a p h ym e t h o df o rt h ed e t e r m i n a t i o no ft h ei o n s a san e wa n a l y t i c a l t e c h n i q u e ，i ch a sb e e nd e v e l o p e dr a p i d l ys i n c ei n v e n t e di n19 7 5 i ci su s e dt od e t e c t c o m m o ni n o r g a n i ca n i o n sa tf i r s t ，t h e r e a f t e r , a b u n d a n c er e s e a r c h e se n r i c ht h er a n g eo f i c u s e i n gd i f f e r e n tp r e t r e a t m e n tm e t h o d s ，s e p a r a t i o nc o l u m n , d e t e c t o r , i cc a nd e t e c t s a c c h a r i d e ，o r g a n i ca c i d ，o r g a n i cb a s e ，h e a v ym e t a l ，c o a l m o nc a t i o na n ds oo n i ch a s s i m p l i c i t y , r a p i d i t y , h i g hs e n s i t i v i t y , g o o ds e l e c t i v i t ya n di sw i d e i yu s e di ns p h e r e so f e n v i r o n m e n tm o n i t o r , b i o c h e m i s t r y , f o o d ，s e m i c o n d u c t o r , m e d i c a la n dh e a l t h , p e t r o l e u ma n ds oo n b e c a u s eo fr a p i d l ya n dh i 班e f f i c i e n to fi c ，d e v e l o p m e n t d i r e c t i o no ff o o da n a l y s i si st e n dt os t a n d a r d i z a t i o n , c o n v e n t i e n t ，r a p i d i t y i cp l a ya v e r ys i g n i f i c a n tr o l ei nt h eh y g i e n ea n dn u t r i t i o no ff o o di n g r e d i e n t sr e s e a r c h a sa i m p o r t a n tm e t h o di nt h ef o o da n a l t s i s ，i ch a sb e e nu s e da n dr e s e a r c h e dw i d e l y t h i st h e s i sc o n t a i n st w os e c t i o n s o n ei sr e v i e wr e l a t e dt od e v e l o p m e n to fi c d e t e c t i o ni nr e c e n ty e a r sa n ds o m er e s e a r c h e si nt h ea p p l i c a t i o no fs a c c h a r i d ea n d a n i o nd e t e c t i o n t h eo t h e ri sr e s e a r c hr e p o r tw h i c hi sc o m p o s e do ft h r e ec o m p o n e n t s a sf o l l o w s f i r s t ，i cm e t h o di nt h ea p p l i c a t i o no ff o o di n g r e d i e n t sr e s e a r c h am e t h o d w a sd e v e l o p e df o rt h ed e t e r m i n a t i o no fs u c r o s e ，g l u c o s ea n df r u c t o s ei nh o n e ya n d w i n eb yh i 班p e r f o r m a n c ea n i o ne x c h a n g ew i t hp u l s e da m p e r o m e t r i cd e t e c t i o n , w e d e t e c tt h r e em o n o s a c c h a r ie f f i c i e n t l yi nt h eo p t i m a lc o n d i t i o n t h e nw ea p p l yt h i s m e t h o di nt h eh e r b a lp r o d u c t i o na n a l y s i s ，g a l a c t o s e ，g l u c o s e ，m a n n o s ea n df r u c t o s ei n i l l 西南大学硕士学位论文 m o m o r d i c ac h a r a n t i ah a sb e e nd e t e c t e db yi c ，t h er e s u l t so fr e s e a r c hi ss a t i s f a c t o r y a t l a s t , am e t h o df o rt h ed e t e r m i n a t i o no fs u l f u rd i o x i d ei nd i s p o s a b l ec h o p s t i c k i n d i r e c t l yb yh i 曲p e r f o r m a n c ea n i o ne x c h a n g ew i t hs u p p r e s s e dc o n d u c t a n c ed e t e c t i o n i se s t a b l i s h e d ，a n dt h er e s u l t so ft h ed e t e r m i n a t i o nw e r es a t i s f i e d 1 d e t e r m i n a t i o no fs u c r o s e ，g l u c o s ea n df r u c t o s ei nh o n e ya n dw i n eb yi o n - c h r o m a t o g r a p h y am e t h o dw a sd e v e l o p e df o rt h ed e t e r m i n a t i o no fs a c c h a r i d e si nf o o d i s i m u l t a n e o u s l yb yi o nc h r o m a t o g r a p h y 1 1 1 eo p t i m a lc h r o m a t o g r a p h i cs e p a r a t i o n c o n d i t i o n sw e r ei n v e s t i g a t e do nm e t r o s e pc a r b1 ( 15 0x4 0m m ) a n i o ne x c h a n g e c o l u m nw i mp u l s e da m p e r o m e t r i cd e t e c t i o n 10 0m m o l ln a o hi st h ee l u e n ta t1 0 m l m i n ，t h r e em o n o s a c c h a r i sw e r ed e t e c t e di n2 5m i n t h er s d so fp e a kh e i g h tf o r t h ee i g h tc o n s e c u t i v ed e t e r m i n a t i o n sa l e3 1 2 0 旷1 0 5 6 a n dt h er s d so fr e t e n t i o n t i m ea r e2 3 6 3 2 5 ，mr e c o v e r yo ft h es a m p l ed e t e c t i o na r e9 0 0 9 9 5 t h e d e t e c t i o nl i m i t so f s u c r o s e ，g l u c o s e ，f r u c t o s ea l e0 0 8 5m g l 、o 1 2 6m e g l 、1 0 7 2m e g l 1 1 1 i sm e t h o di ss og o o dt h a th a ss i m p l ep r e t r e a t m e n t , r a p i d i t y , h i g he f f i c i e n t ，a n dt h e r e s u l t so ft h ed e t e r m i n a t i o nw e r es a t i s f i e d 2 s t u d yo nd e t e r m i n a t i o no ft h r e em o n o s a c c h a r i si nm o m o r d i e ac h a r a n t i ab yi o n c h r o m a t o g r a p h y a ni o nc h r o m a t o g r a mm e t h o di sd e v e l o p e df o r t h ed e t e r m i n a t i o no fg a l a c t o s e ， g l u c o s e ，m a r m o s ea n df r u c t o s ei nm o m o r d i c ac h a r a n t i a t h eo p t i m a lc h r o m a t o g r a p h i c s e p a r a t i o nc o n d i t i o n sw e r ei n v e s t i g a t e d o nm e t r o s e pc a r b1 ( 15 0 4 0i n n l ) a n i o ne x c h a n g ec o l u m nw i t hp u l s e da m p e r o m e t r i cd e t e c t i o n n 圮f o u rm o n o s a c c h a r i s w e r ed e t e c t e d 丽t l l8m m o l ln a o h ，t h ef l o wr a t eo fe l u e n tw a s1 0m l m i n , n l et o t a l a n a l y s i st i m e i s2 5r a i n mr s d so fp e a kh e i g h tf o r t h ee i g h tc o n s e c u t i v e d e t e r m i n a t i o n sa l e2 1 2 0 o , - , 5 4 3 ，a n dt h er s d so fr e t e n t i o nt i m ea r e2 0 6 3 2 8 t h er e c o v e r yo ft h es a m p l ed e t e c t i o na r e9 4 2 9 9 8 硼1 es e n s i t i v i t yi sh i g hf o r d e t e r m i n a t i o n , t h ea n a l y s i s t i m ei s s h o r t , a n dt h e r e s u l t sf o rd e t e r m i n a t i o no f m o m o r d i c ac h a r a n t i aw a ss a t i s f a c t o r y 3 d e t e r m i n a t i o no fs u l f u rd i o x i d ei nd i s p o s a b l ec h o p s t i c ki n d i r e c t l yb y i o n c h r o m a t o g r a p h y am e t h o dw a sd e v e l o p e df o rt h ed e t e r m i n a t i o no fs u j f i l rd i o x i d ei nd i s p o s a b l e c h o p s t i c ki n d i r e c t l yb yi o nc h r o m a t o g r a p h y ，n l es u l f a t ec a nb ei g n o r e d i n t h i s e x p e r i m e n tb yd o i n gr e s e a r c h s a m p l ew a sp r e t r e a t e di nt h r e ed i f f e r e n tm e t h o d s ，s u l f u r d i o x i d ei ns a m p l ew a so x i d i z e di n t os u l f a t e ，t h es u l f u rd i o x i d ei nd i s p o s a b l ec h o p s t i c k t v a b s t r a c t c a l lb ed e t e r m i n a t e di n d i r e c t l yb yd e t e r m i n a t i o no fs u l f a t e m e t r o s e pa s u p p 4 2 5 0 ( 2 5 0 x 4m m ) w a ss e l e c t e d 嬲t h es e p a r a t i o nc o l u m n ，s u p p r e s s e dc o n d u c t i v i t yd e t e c t i o n w a ss e l e c t e d 嬲d e t e c t o r , 4 01 1 3 1 1 1 0 i ln a 2 c 0 3 + 1 7m m o l ln a h c 0 3w e r eu s e d 弱t h e e l u e n t t h ef l o wr a t ei s0 8m l m i n , t h et o t a la n a l y s i st i m ei s1 2m i l l t 1 1 er s d so f p e a k f o rt h ee i g h tc o n s e c u t i v ed e t e r m i n a t i o n sa r e2 0 2 1 1 1 e r e c o v e r yp e r c e n t a g e so f t h e s a m p l ed e t e c t i o na r e91 7 101 o ，t h ed e t e c t i o nl i m i t so ft h i sm e t h o di s0 7 6m g k g sm e t h o dp r e s e n t sas a t i s f a c t o r yr e c o v e r yr a t e ，a c c u r a c ya n dp r e c i s i o n , a n dt h e r e s u l t so ft h ed e t e r m i n a t i o nw e l es a r i s 矗e d k e y w o r d ：i o nc h r o m a t o g r a p h y f o o da n ds a n i t a t i o ni n s p e c t i o ns a c c h a r i d e a n i o n v i 一 一 第一部分综述 1 序言 第一部分综述 离子色谱是2 0 世纪7 0 年代中期发展起来的一项新的液相色谱技术，主要用 于离子型化合物的分析。离子色谱以其灵敏度高、精密度好、简单高效等优点发 展迅速，目前已经广泛应用于环境、能源、食品、医药等领域【i 。2 1 。食品与人民生 活息息相关，离子色谱在食品和卫生检测方面的应用研究越来越受到重视。i c 主 要用于检测食品及相关产品中的常见阴、阳离子、有机酸、糖类、氨基酸等。1 9 9 5 年以来，国际公职分析化学家联合会( a o a c ) 先后批准了3 项利用i c 测定食品 中糖类化合物的标准方法【3 l 。近年来，i c 在食品和卫生检测中的应用不断发展， 样品前处理方法不断改进，分离和检测手段不断丰富，对传统分析物的研究进一 步深入，标准分析法逐步的建立，使i c 在食品分析中发挥越来越重要的作用，也 越来越受到人们的关注和研究【4 - 5 。 2 离子色谱概述 2 1 离子色谱发展简史 色谱( c h r o m a t o g r p h y ) 是由俄国植物学家茨维特于1 9 0 3 年提出的 6 1 。经过很 多年的发展，色谱技术已经应用于许多的技术领域。离子色谱( i c ) 是高效液相 色谱( 玎p l c ) 的一种，是一种能够同时测定多种并存的痕量分析离子及离子型化 合物的一种液相色谱技术。 1 9 7 5 年，美国d o w 化学公司h s m a l l 等人首先提出了离子交换分离一电导检测分 析思路 7 1 ，成功的解决了电导检测器连续检测分离柱流出物的难题，即首次提出了 离子色谱( i c ) 这一概念。h s s m a l l 及其合作者于同年发表了第一篇i c 论文，采 用第二根柱一抑制柱来提高分析的灵敏度。离子色谱概念一提出便立即被商品化产 业化。美国戴安于1 9 7 5 年生产了第一台离子色谱仪并申请了专利。1 9 7 9 年，f r i t z 等人提出了另一种分离分析无机阴离子的方法，即不采用抑制柱的非抑制型离子 色谱法【8 】。抑制型离子色谱和非抑制型离子色谱两者所用填料和淋洗液各不相同， 各有其优缺点。 离子色谱发展到现在，各种技术也有了很大的改进。在检测器方面，离子色 西南大学硕士学位论文 i 萱i 葺i i 萱葺i i i 置i 皇i 置i i i i i i | i 萱i i i i i i i 萱i i i i i i 宣i i i i i i i i 萱i 叠i i i i i 葺i i 盲萱i i 萱r - 谱仪最初的检测器是电导检测器，随着应用范围的扩大，现在可选择的检测器有 电导检测器、脉冲安培检测器、脉冲电化学检测器、可变波长检测器、荧光检测 器等；在抑制器方面，最初是填充柱式，现在为膜抑制器；在淋洗方式上，从等 浓度淋洗到四元梯度淋洗；在测量范围上，最初的离子色谱仅能测量简单的无机 阴、阳离子，现在采用梯度淋洗和相应的分离柱，一次进样可以同时测量几十种 阴、阳离子，还可以测量糖、蛋白质、有机酸、重金属等【9 d 引。 尽管离子色谱是高效液相色谱的一个分支，但是由于其在各个技术领域的广 泛应用已逐渐成为了一个独立的理论体系，国际上一些重要的文献杂志，如：美 国化学文摘( c a ) 、英国分析化学文摘( 从) 等从2 0 世纪8 0 年代就开始将离子色 谱单独分为一类，成为与气相色谱、高效液相色谱、毛细管电泳并列的色谱类型， 这些充分说明离子色谱已经在色谱领域具有重要的地位。几年来，新型的高效离 子色谱分离柱，灵敏的光学和电化学检测器，梯度淋洗泵，微处理控制系统，耐 腐蚀的全塑系统，以及智能系统使离子色谱发展到了比较完善的地步【2 0 。2 。离子 色谱分析速度快、分析范围广，自问世以来一直是分析化学领域发展最快的技术 之一，以后必将在各个应用领域发挥更重要的作用。 2 2 离子色谱的分类及离子色谱仪 离子色谱主要有三种分离方式 ( 1 ) 离子交换色谱( h p i c ) ：离子交换色谱是目前使用最为普遍的化学抑制型离 子色谱，主要用于无机和有机阴离子、阳离子的分离，通过在线自动连续检测， 引入电导作为主要的检测器。 ( 2 ) 离子排斥色谱( h p c ) ：离子排斥色谱主要用于无机弱酸和有机酸的分离， 也用于醛类、醇类、氨基酸和糖类的分离，它有一个特别的优点是可用于有机酸 和弱的无机酸与在高的酸性介质中完全离解得强酸的分离。 ( 3 ) 离子对色谱( m p i c ) ：离子对色谱主要用于具有表面活性的阴离子和阳离子 以及金属配合物的分离。离子对色谱的检测器主要包括紫外分光检测器和电导检 测器。 离子色谱仪由输液系统、进样系统、分离系统和检测系统构成。 ( 1 ) 输液系统 离子色谱的输液系统主要包括储液罐、脱气装置、高压输液泵和梯度洗脱装 置等。 ( 2 ) 脱气装置 流动相得脱气是离子色谱分析的一个重要步骤。溶液中的小气泡会产生很多 2 第一部分综述 尖锐的噪声峰，较大的气泡还有可能引起输液泵流速的变化，因此必须对流动相 要进行脱气处理。流动相脱气的方法主要有在线脱气法、超声波震荡脱气法、直 接脱气法等。其中后三种方法属一次性脱气，脱气后很难避免空气再次溶解进入 流动相，而且可能导致流动相被污染，所以，目前比较先进的离子色谱仪都采用 在线脱气系统。 ( 3 ) 高压输液泵 输液泵的作用是使流动相以相对稳定的压力或流量通过分析系统。压力或流 量的稳定性将直接影响基线的稳定和分析结果的重现性。通常，输液泵要求压力 能够达n 3 0 m p a ，能否耐高压是衡量离子色谱性能的一个重要指标。现代离子色谱 仪的耐高压性能越来越好。离子色谱经常使用强的酸碱作为流动相，所以其输液 系统材料必须能够耐酸碱腐蚀。目前常使用的材料有不锈钢、氟塑料、聚乙烯、 陶瓷和聚醚醚酮( p e e k ) ，不锈钢泵会溶解出金属离子，须在进样阀前安装一个 很高容量的阳离子交换柱。目前国外离子色谱仪普遍采用p e e k 材料的全塑泵，国 内厂家也逐步在采用。 ( 4 ) 进样器 离子色谱的进样器需耐高压、耐腐蚀、重复性好、操作方便。进样器的主要 种类有：六通进样阀、气动进样阀和自动进样器。目前最常用的是六通进样阀， 它的特点是进样量重复性非常好。气动进样阀是一种较先进的进样法，采用一定 的压力的氮气作为进样动力，有效减少了手动进样带来的误差。自动进样器是一 种自动化程度较高的系统，但价格较昂贵。 ( 5 ) 分离柱 分离柱是离子色谱仪的核心组成部件。离子交换是离子色谱的主要分离机理， 基于离子交换树脂上的可离解离子与流动相中具有相同电荷的溶质离子之间进行 可逆交换，由于离子与交换剂的亲和力不同而被分离，离子色谱的选择性主要是 通过采用不同的固定相实现的。 ( 6 ) 检测器 离子色谱的检测器主要有：电导检测器，紫外可见光检测器，安培检测器， 荧光检测器等。其中电导检测器是目前离子分析中最常用的检测器；安培检测器 主要检测能发生电化学反应的物质；紫外可见光检测器可作为电导检测器的补充； 荧光检测器的灵敏度比紫外吸收检测器高出2 - 3 个数量级，但在离子色谱上的应 用比较少。 离子色谱仪的连续工作过程为：高压输液系统将流动相以稳定的压力或流速 输送至分离体系，流动相将进样器导入的样品带入色谱柱，由于各离子对固定相 的亲和力不同，样品在分离柱上分离成不连续谱带并依次被流动相洗脱出来进入 西南大学硕士学位论文 检测器。抑制型离子色谱则是在进入检测器前先进入抑制柱，抑制柱的作用是将 无选择性电导检测器转变成选择性电导检测器，并增加了待测离子的检查灵敏度。 2 3 离子交换色谱原理 1 , 2 2 - 2 4 离子色谱的分离原理是基于离子型化合物与固定相表面离子型功能集团之间 电荷的相互作用来实现离子型化合物分离的色谱技术。 离子交换色谱( h p i c ) ：离子交换色谱的原理是基于流动相与固定相上的离子 交换基团之间发生离子交换，离子交换功能基为季胺基的树脂被用作阴离子分离， 离子交换功能基为羧酸基和磺酸基的树脂被用作阳离子分离。 。阴离子分离示意图： w ”。毛一咿飞 8 。2 4 “，4 ：。”9 3 ”e e 0 2 够j 鼹jy j 一矽j1 “j 1 + r ? 一”。l ； 嵫徽哕善 _ 瓣多。醺僦皑， 胖豫剖拶； ； 敞扣咚： ，一嫩l 手a 砖a 劳- 腿孑刚。i ； ? k 徘产倒p 峨爹哓 l 一缀饼泼拶 卜毗够盏 一冁手嗲 滕多删 f 冁 一蠛锄 一蠛爹c f 彩徽，瞳 ； ； 隰多谢她 腿。划盯善 蠛哕矗州 ； ，：7 阳离子分离示意图： 群一”吧哪! ”? 谳j j l 铹? 。”。? 。j “i ? j 歹 一蚝旷舻 蜮瞅萨 r 链渺暾謦妒 ， ； 躐旷瞅 p 嘁驴 卜嗡，酽 ； - ；- s o , ；谚渺? ! 巴酽 l - 噙旷矿 一蟋 _ 曦眇缈 ；o 一孵暾 - 蹦- 蹲驴桫一蹴沙 ； _ 蜮旷 旷 - 罐泸 _ 蜮0l； l! ，。，i 。时 & 离子排斥色谱( h p i e c ) ：离子排斥色谱的分离机理包括：d o r i a n 排斥、空间 排阻以及吸附过程。h + 离子型固定相表面形成非极性d o n a n 膜，通过d o n a n 排 斥，完全离解的酸则不被固定相保留，在死体积处被洗脱，未离解的化合物不受 d o n a i l 排斥，进入树脂的内微孔，即非极性和非离解的分子可以进入该膜。离解 的离子受到固定相d o n n a n 膜的排斥。依据分子的离解常数不同进行分离。h p i e c 4 第一部分综述 的分离柱较大，柱中填充的是粒度均匀高容量的总体磺化的聚苯乙烯一二乙烯基 苯阳离子交换树脂。 离子对色谱( m p i c ) ：离子对色谱的主要分离机理是吸附，通过加入亲脂性对 离子，阳离子和阴离子与非离子分子反应。分离生成的非极性分子在反相模式中 得以分离。离子对分离的选择性主要是由流动相决定，流动相水溶液包含有机试 剂和离子对试剂，改变有机试剂和离子对试剂的类型和浓度可以达到不同的分离 要求。目前离子对色谱保留机理尚未完全弄清楚，目前研究认为主要由三种理论， 即离子对形成、动态离子交换、离子相互作用。 2 4 离子色谱的优点 离子色谱是阴离子和有机酸分析的首选方法。由于很多化合物没有吸光基团， 不能用紫外检测器检测，如果采用高效液相检测，则需要进行柱前和柱后衍生后 才能进行紫外检测，另外有些化合物也没有适合的衍生试剂使其具备吸光基团， 如果这些化合物的极性和水溶性都强，这时离子色谱因其独特优点就能够解决此 类问题。 在离子色谱出现以前，对于常见无机阳离子的分析主要有原子吸收法( a a s ) 、 x 射线荧光分析法、电感耦合等离子体发射光谱法( i c p a e s ) 等，这些方法都 是较快速和灵敏的方法。对于阴离子的分析主要有重量分析法、容量分析法、光 度分析法等【2 5 。2 8 1 ，这些方法需用多种化学试剂，干扰多且步骤冗长，灵敏度较低。 离子色谱的出现是对阴离子分析方法的一个突破，离子色谱法能够同时分析多种 阴离子，且方法灵敏度高，精密度和选择性好，方便快速，已经成为检测样品中 阴离子的首选方法。离子色谱最初主要用于无机阴离子的测定，随着离子色谱技 术的发展，离子色谱现在也能方便快速的测定阳离子、有机酸、糖类、氨基酸等， 已在石油化工、食品、卫生、医药等行业得到广泛的应用。 概括离子色谱的主要优点有：分析速度快，操作方便，检测灵敏度高、选择 性好且可同时分析多种离子等 2 5 离子色谱的应用 随着离子色谱技术的发展和分析检测的客观需要，离子色谱的应用范围也越 来越广泛。作为近年来发展最快的分析技术之一，离子色谱已广泛应用于能源、 农业、生物医药、环境监测、食品卫生、自来水工业、油田地质【2 9 。3 8 1 等总多领域 的检测和科学研究，分析范围从阴离子、阳离子发展到有机酸、氨基酸、糖类化 合物、重金属及其不同氧化态、水溶性极性有机化合物等。 5 西南大学硕士学位论文 2 5 1 在环境监测的应用 从环境监测应用方面来看，早期的离子色谱技术，主要用于测定氯、硫酸根、 硝酸根、氟、钠、钾、镁、钙和铵等常规阴、阳离子。随着色谱柱、淋洗液和检 测器等技术的发展，碳酸根、卤族元素的含氧酸根离子、低分子有机酸离子以及 碘离子等都可以用离子色谱技术进行分析检测。刘勇【3 9 】建等采用离子色谱法，配 梯度淋洗泵和电化学检测器测定水源水中的消毒副产品，有致癌危险性的溴酸根 离子和有甲状腺毒性的固体燃料推进剂高氯酸根。方法灵敏度高、结果满意。苏 宇亮 4 0 l 等采用阴离子分离柱，n a 。c 0 。溶液为淋洗液，电导检测器检测，建立了离子 色谱法检测饮用水中的f 一、c 1 0 。一、m c 从、b r 0 。一、c 1 一、d c a a 、c 1 0 3 一、n 0 3 一、s 0 4 、t c 从， 方法简便、快速、灵敏度高。肖慧英【4 1 】采用n a 2 c 0 。和n a 。h c 0 。混合溶液作为淋洗液， 电导检测器，建立了炼油、化肥外排废水中的f - 、c 1 一、n o ；、n 0 3 一、s 0 4 2 - 等阴离子含 量的测定。 2 5 2 在生物医药的应用 从生物医药应用方面来看，离子色谱主要用于测定药物中的某些有效化学有 机成分及农药残留等，所建立的方法简单高效，有着传统方法不可比的优点。周 姣1 4 2 1 等建立了离子色谱法分析布洛芬片中布洛芬含量的分析方法，实验以n a 2 c 0 3 和n a 2 h c 0 3 混合溶液作为淋洗液，并以此淋洗液作为提取液，提取了布洛芬片剂 中的布洛芬，并用紫外检测器检测，方法回收率高，简单快速，结果满意。宣栋 梁 4 3 1 等采用甲烷磺酸溶液为淋洗液，建立了离子色谱法同时分析中药丹参中的碱 金属和碱土金属的方法，结果满意。 2 5 3 在油田地质中的应用 油田地质钻探泥浆浸取液，是一种比油田水更加复杂的液相体系。在地质勘 探野外作业条件下，传统化学方法测定泥浆中各种无机离子虽然较简单，但工作 量大，操作步骤繁多，分析速度也不够快。近年来，离子色谱法已经普遍应用于 测定各种水性溶液中的无机阴离子。利用离子色谱法能够方便快捷的对油田地质 钻探泥浆中各种无机离子进行现场分析。林雅琦【3 0 l 等建立了离子色谱测定地质钻 探泥浆中的无机阴离子的方法，实验采用n a 2 c 0 3 和n a 2 h c 0 3 混合溶液作淋洗液， 电导检测器检测，实验结果满意。杨丽华m 1 等采用n a 2 c 0 3 和n a 2 h c 0 3 混合溶液 作淋洗液，建立了离子色谱法测定土壤中的硝酸盐氮。 6 - 第一部分综述 3 离子色谱分离方式和检测方式的选择 3 1 分离方式 离子色谱主要由三种分离方式，数十种分离柱，要对样品中待测组分进行检 测必须先将待测组分处理成离子状态，然后考虑选