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离子色谱法 Ionchromatography IC IC的背景资料 HPLC可分离离子或离子型化合物 但一些常见的无机离子在可见 紫外区无吸收或吸收很弱 UV检测器不适用 IEC的洗脱液为电解质 电导率高 故也难以用电导检测器进行检测 离子分离时采用高浓度的酸或碱作为洗脱液 对管路及柱子腐蚀较大 由于上述原因 无机物的色谱分离一直发展缓慢 二十世纪七十年代IC的出现才很好地解决了无机离子的分离分析 IC分类 抑制型离子色谱法 开发最早 应用最广的离子色谱法 1975年Small等发表IC的第一篇论文 首先提出在分离柱和检测器之间串连一抑制柱 消除洗脱液本底电导的影响 从而可以用电导检测器测定无机离子 故称为抑制型离子色谱法 用于化学抑制的典型淋洗液 分析阴离子时 以Na2CO3 NaHCO3或NaOH稀溶液为洗脱液 分离柱为低交换容量的阴离子交换树脂 抑制柱为高交换容量的阳离子交换树脂 分离柱中 交换反应R OH NaXR X NaOH洗脱反应R X NaOHR OH NaX抑制柱中 对洗脱液的反应R H NaOHR Na H2O对阴离子的反应R H NaXR Na HX通过抑制柱后 洗脱液成为水或含碳酸的水 消除了本底电导 被测离子X 成为游离酸 具有较大的电导 抑制型IC的缺点 抑制柱的交换容量有限 随着使用时间增加 逐渐失效 需定期再生 恢复其抑制能力 采用高交换容量的抑制树脂 使谱带展宽 填充抑制柱中存在Donnan排斥效应 致使弱电解质的分离结果不好 各离子当量电导 抑制是通过弱酸和弱碱盐的离子交换中和作用 抑制的结果是 1 降低流动相的背景电导值 2 增加被测物的响应值 化学抑制的结果是改善被测物的灵敏度和检测限 例如 在常见阴离子分析中 以Na2CO3 NaHCO3为淋洗液 Cl 以盐的形式存在 NaCl的总的电导是126 S 50uS cmNa 76uS cmCl 在抑制器中 盐经过离子交换后 待测离子Cl 变为强酸 其电导值为426 S 350 S cmH 76 S cmCl 纤维抑制柱 自动再生抑制器 利用水的电化学反应产生氢和氢氧根离子 因此不再需要再生液 在自动再生抑制器中 阴极和阳极之间施加一个直流电流 在施加电场下 在阳极水被氧化产生H 和氧气 同时在阴极水被还原为OH 和氢气 抑制器产生的氢离子和氢氧根离子用于抑制背景电导 自动再生抑制器 自动再生抑制器 连续抑制较非连续抑制具有以下几处优点 l无需周期性再生l稳定的基线l易于操作l适于常规梯度分析可与高容量的柱子相匹配 非抑制型离子色谱法 1979年Fritz等提出用交换容量更低的离子交换树脂作为分离柱 并使用浓度更低 电导率也更低的洗脱液 样品离子经分离柱后直接进入电导检测器 单柱法的本底电导直接由洗脱液的电导水平决定 一般使用0 1 1mmol L的苯甲酸 邻苯二甲酸或它们的盐溶液 检测方式 1 电化学A 电导检测B 安培检测2 光度法A 吸收光度法B 发射光度法 检测方式 电导检测法电导率是在阴极和阳极之间的离子化溶液传导电流的能力 溶液中的离子越多 在两电极间通过的电流越大 在低浓度时 电导率直接与溶液中导电物质的浓度成正比 检测方式 安培检测安培检测用于测定在一个施加电位下能够进行电化学反应的电活性物质 在单电位安培法中 一个固定电位连续施加到电化学检测池上 测量样品物质在工作电极表面的氧化或还原作用所产生的电流 产生电流的大小与进行电化学反应的被测物浓度成正比 电化学检测器测定的组分 检测方式 吸收光谱法发射光谱法 常用荧光法 常见无机阴离子的紫外线吸收波长 分离方式和检测器的选择 阴离子 分离方式和检测器的选择 阳离子 IC的应用 无机离子可离解的有机化合物 国际现行的离子色谱标准分析方法 环境与高纯水分析 国际现行的离子色谱标准分析方法 环境与高纯水分析 中国国家标准 GB 中的离子色谱法 离子色谱在无机阴 阳离子分析中的应用 阴离子分析阴离子交换 抑制电导 氟 氯 亚硝酸根 硝酸根 磷酸根 硫酸根阴离子交换 抑制电导 磷酸 多聚磷酸阴离子交换 紫外检测 亚硝酸根 硝酸根离子排斥 脉冲安培检测 亚硫酸根阴离子交换 安培检测 溴酸根碱金属 铵和碱土金属分析可以实现一价 二价离子同时分析过渡金属分析不同价态的离子同时分析 色谱柱 IonPac AS12AandAG12A淋洗液 2 7mM碳酸钠0 3mM碳酸氢钠流速 1 5mL min进样体积 10 L进样管峰 1 氟离子2 碳酸根3 氯离子4 溴离子5 硝酸根6 磷酸根7 硫酸根 采用IonPacAS12A和AG12A色谱柱不同地区饮用水分析 10046 1 Minutes 7 0 5 1 3 5 6 0 5 1 75 S S UnionCity Sunnyvale 2 5 10 0 5 10 UnionCity Sunnyvale 5 1 2 7 5 5 4 3 2 Minutes EPA方法317 0分析自来水 15695 色谱柱 IonPac AG9 HC AS9 HC淋洗液 9 0mM碳酸钠流速 1 3mL min进样量 225 L检测器 A 抑制电导 ASRS ULTRA 外加水B 吸光度 450nm柱后试剂 o 联茴香胺柱后流速 0 7mL min柱后加热 60 C色谱峰 3 溴离子99 1mg L ppb 4 氯酸根92 1 A B 3 1 20 0 0 5 10 15 20 25 6 0 x10 3 0 0 5 10 15 20 25 Minutes AU mS 4 A EPA方法317 0分析瓶装水 色谱柱 IonPac AG9 HC AS9 HC淋洗液 9 0mM碳酸钠流速 1 3mL min进样量 225 L检测器 A 抑制电导 ASRS ULTRA 外加水B 吸光度 450nm柱后试剂 o 联茴香胺柱后流速 0 7mL min柱后加热器 60 C色谱峰 3 溴离子24 41mg L ppb 5 溴酸根 UV1 72 15697 A B 11352 用离子色谱比较不同啤酒中的阳离子 色谱柱 CS12 CG12 阳离子捕获柱淋洗液1 去离子水淋洗液2 100mM甲磺酸流速 1 0mL min进样体积 25 L检测器 抑制电导色谱峰 1 钠离子2 铵离子3 钾离子4 镁离子5 钙离子 葡萄酒的阳离子 10747 Minutes 0 2 4 6 8 10 12 0 10 S 1 2 3 4 5 离子色谱测定有机酸 阴离子交换 抑制电导甲酸 乙酸 乙醇酸 丙醇酸 乳酸等一元有机酸丙二酸 丁二酸 草酸 酒石酸等二元有机酸柠檬酸 糖精等强保留阴离子对山梨酸 苯甲酸等防腐剂分析离子排斥 抑制电导可以与无机强酸阴离子很好分离 保留值与pKa值大小相关 橙汁有机酸的优化分离 8508A 02 1 100稀释 Minutes 5 S 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 18 0 5 10 15 Peaks 1 喹咛酸1 0mg L2 乳酸0 43 乙酸0 14 乙醇酸0 15 甲酸0 256 d 半乳糖醛酸0 37 氯离子0 68 硝酸根0 259 戌二酸1 010 琥珀酸0 211 苹果酸10 012 硫酸0 813 草酸2 014 磷酸2 015 柠檬酸8 016 异柠檬酸1 517 顺乌头酸0 518 反乌头酸0 5 色谱柱 IonPac AS11淋洗液1 去离子水淋洗液2 1 0mM氢氧化钠淋洗液3 100mM氢氧化钠淋洗液4 100 甲醇l流速 2 0mL min 检测器 抑制电导 化学抑制模式 时间 min E1 E2 E3 E40702001057020010150354520 17 不同果汁中有机酸总体情况 8509 01 色谱柱 IonPac AS11淋洗液 氢氧化物 甲醇梯度tPeaks 1 喹咛酸2 乳酸3 乙酸4 乙醇酸5 甲酸6 d 半乳糖醛酸7 氯离子8 硝酸根9 戌二酸10 琥珀酸11 苹果酸12 丙二酸13 酒石酸14 硫酸根15 草酸16 磷酸根17 柠檬酸18 异柠檬酸19 顺乌头酸20 反乌头酸 色谱柱 IonPacAS11 AG11guard流动相 氢氧化钠 甲醇梯度流速 2mL min 进样体积 25 L检测器 抑制电导色谱峰 1 氟离子2 乳酸3 乙酸4 甲酸5 未知6 丙酮酸7 氯离子8 未知9 未知10 琥珀酸11 苹果酸12 硫酸13 草酸14 磷酸15 柠檬酸 美国啤酒中的阴离子和有机酸 10746 8 9 10 11 12 13 14 0 3 S 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0 10 S Minutes 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 15 14 12 13 8 9 10 11 12 13 防腐剂的离子色谱分析 色谱柱 HPIC AG6两根淋洗液 1 5mM碳酸钠 1 5mM碳酸氢钠检测器 抑制电导色谱峰1 苯甲酸2 山梨酸样品处理稀释50倍 0 45um滤膜过滤朱岩 分析化学 1991 19 3 313 316 离子色谱测定有机胺 阳离子交换 抑制电导可以分析低分子量胺类化合物阳离子交换 紫外检测可以检测含双键和共轭双键的胺类化合物阳离子交换 安培检测可以对苯胺类化合物检测阳离子交换 脉冲安培检测可以对脂肪醇胺类化合物检测流动相离子色谱 抑制电导检测可以对阳离子表面活性剂分析 色谱柱 IonPac CS10 IonPac CG10guard淋洗液A 乙腈 水90 10 v v 淋洗液B 高氯酸0 5M淋洗液C 高氯酸钠1M淋洗液tD 水流动相 时间 min A B C D0 051060251 0510602510 051085025 051085026 05106025流速 1 0mL min检测器 积分分培色谱柱 A 罐装青鱼1 腐胺16 g g2 组氨酸1033 尸胺1874 组胺1725 亚精胺 坏的罐装青鱼中的生物胺 10758 01 Minutes 0 5 3 10 20 15 C 1 0 3 C 0 2 3 4 5 1 2 3 4 A 罐装青鱼 B 样品中加入300 g g各类胺 R Draissciet al ChromatographiaVol 35 No 9 584 590 风味添加剂 色谱柱 OmniPac PAX 500淋洗液t 盐酸 高氯酸 乙腈梯度流速 1 0mL min检测器 UV254nm流动相 HCl KCl 乙腈梯度色谱峰 1 可可碱2 茶碱3 咖啡因4 吗啡5 秋水仙碱6 士的宁7 罂粟碱8 烟碱9 弱金鸡纳碱10 奎宁 7023 03 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Au 0 5 10 离子色谱在醇类和糖类分析应用 阴离子交换 脉冲安培检测可用于常见的糖类化合物分析可用于寡聚糖分析可用于糖醇分析可用于醇醛类甜味剂的分析离子排斥 脉冲安培检测可以醇类 聚醇化合物的分析 橙汁中的糖分 色谱柱 CarboPac PA1淋洗液 100mM氢氧化钠流速 1mL min检测器 脉冲安培检测 Au电极Peaks 1 葡萄糖1 7mg L2 果糖1 53 蔗糖3 2 0 0 2 4 6 8 10 12 40 Minutes 1 2 3 nC 11400 色谱柱 CarboPac MA1淋洗液 500mM氢氧化钠流速 0 4mL min检测器 脉冲安培检测器温度 室温色谱峰 1 山梨醇2 葡萄糖3 果糖4 蔗糖 8588 03 0 30 60 Minutes 1 2 3 4 苹果汁中的糖类和山梨醇 20 10 50 40 等淋洗分离庶糖中痕量葡萄糖和果糖 色谱柱 CarboPac PA1 4x250mm 和CarboPacPA1保护柱淋洗液 160mM氢氧化钠流速 1 0mL min检测器 脉冲安培 PAD 2 金 色谱峰 1 葡萄糖2 果糖3 蔗糖 7660 色谱柱 CarboPacPA1和保护柱淋洗液 150mMNaOH流速 1 0mL min进样体积 50mL检测器 脉冲安培色谱峰 1 葡萄糖4 39 2 果糖6 673 乳糖 内标 4 庶糖30 8 离子色谱 脉冲安培检测测定甘庶中糖类 10930 2 4 6 8 Minutes 2 1 3 4 mA 3 8 0 色谱柱 1 新海藻糖2 葡萄糖3 果糖5 异麦芽糖 Matulose6 蔗糖7 曲二糖8 松二糖 Genitobiose9 Palatinose10 松三糖11 麦芽二糖12 黑曲霉糖13 麦芽糖 1 庶果三糖14 Theanderose17 吡喃葡糖基庶糖18 潘糖19 麦芽三糖 离子色谱 脉冲安培检测分析蜂蜜中糖类 8704 01 HPLCchromatogramofthecarbohydratesinAlsikeHoney Swallow K W andLow N H 1990 J Agric FoodChem 38 828 832 Minutes 0 30 1 60 2 3 18 5 6 7 8 9 10 11 13 12 14 17 19 啤酒和黄酒中糖类和有机酸 色谱柱 DionexAS6淋洗液 0 080mol LNaOH流速 1ml min检测器 脉冲安培和抑制电导串联色谱峰 1 甘露醇7 鼠李糖2 阿拉伯糖8 麦芽糖3 葡萄糖9 乙酸4 果糖10 乙醇酸5 乳糖11 甲酸6 庶糖朱岩 张兴德 钮渭钧 Mikrochim Acta 1997 127 189 194 色谱柱 CarboPac MA1淋洗液 500mMNaOH流速 0 4mL min检测器 脉冲安培色谱峰 1 甘油2 山梨醇3 甘露醇4 葡萄糖 口香糖的糖类 8850 01 0 5 20 30 40 Minutes 10 15 25 35 1 2 3 4 色谱柱 CarboPac MA1淋洗液 500mMNaOH流速 0 4ml min进样体积 10 L检测器 脉冲安培色谱峰 1 肌糖2 Glycerol3 i 赤藻糖醇4 木糖醇5 阿拉伯糖醇6 山梨醇7 已六醇8 甘露醇9 葡萄糖10 果糖11 庶糖 离子色谱分析糖类和糖酒精 10744 蔗果三糖和相关糖类的分离 色谱柱 CarboPac PA1淋洗液 100mMNaOH 20mMNaOAc流速 1 0mL min检测器 PAD 金电极量程范围 1mA色谱峰 1 半乳糖2 庶糖3 1 蔗果三糖4 6 庶果三糖5 新 庶果三糖6 霉赤藓醛糖 4941 Minutes 0 6 14 1 2 3 4 5 6 2 4 8 12 10 mA 1 离子色谱在氨基酸分析应用 阳离子交换 柱后衍生紫外或荧光检测阴离子交换 柱后衍生紫外或荧光检测阴离子交换 积分脉冲安培检测可用于常见的氨基酸分析灵敏度大大提高 检测下限降低2个数量级 直接检测氨基酸分析 在新的薄壳型阴离子交换剂上阴离子交换分离用积分脉冲安培检测器 IPAD 检测 氨基酸分析的新的色谱条件 AAA 直接TM 分离柱 AminoPacPA10带保护柱 乳胶型阴离子交换柱 柱尺寸 2x250mm 2x50mm 柱容量 60 eq 12 eq 淋洗液 NaOH NaOAc梯度流速 0 25mL min进样体积 1 25 L溶剂稳定性 100 pH稳定性 0 14 典型的梯度条件 19 18 14 11 8 17 13 9 1 2 3 4 5 6 7 10 12 15 16 6MHCl 4MMSA 4 2MNaOH 5 MStandard 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Minutes nC OHPro 大豆粉的水解产物 Peaks 1 Arginine2 Lysine3 Alanine4 Threonine5 Glycine6 Valine7 Serine8 Proline9 Isosoleucine10 Leucine11 Methionine12 Norleucine13 Histidine14 Phenylalanine15 Glutamate16 Aspartate17 Cystine18 Tyrosine19 Tryptophan 14883 胎球蛋白水解产物 0 400 nC 5 10 15 20 25 30 35 Arg OHLys Lys GalN GlcN Ala Thr Gly Val OHPro Ser Pro Ile Leu Met NLeu His Phe Glu Asp Cys 2 Tyr A 200pmolStandard 0 B FetuinHydrolysate 0 300 GalN GlcN Arg Lys Ala Thr Val Ser Pro Ile Leu NLeu His Phe Glu Asp Tyr Cys 2 Gly Min