现代离子色谱分析技术及进展.ppt

现代离子色谱分析技术及进展二 实验技术与应用 离子色谱实验技术 样品导入部分 在线样品预处理技术 in line 英蓝 自动进样 在线预浓缩分离部分 固定相制备技术 梯度洗脱技术 阴阳离子同时分析技术 柱切换技术 多维色谱 检测部分 抑制技术 衍生化技术 间接检测数据处理 自动控制 远程控制 智能色谱 离子色谱固定相 分离的核心 不同分离模式所采用的固定相不同 最常用固定相是离子交换剂 树酯 离子交换树酯与离子交换剂的区别 阴离子交换剂与阳离子交换剂 载体 基质 与功能基团 固定离子与可交换离子 阴 阳离子交换剂 阴离子交换剂强碱型 季胺基 N CH3 3OH 弱碱型 伯 仲 叔胺基 阳离子交换剂强酸型 磺酸基 SO3H 中强酸型 PO OH 2弱酸型 COOH 其它类型固定相 两性离子交换剂螯合树酯氧化还原树酯 固定相制备技术 球形 均匀的基质颗粒 分析填料 3 7um 制备填料 20 40um功能修饰 键合与包覆 附聚 柱尺寸 微柱 1mm 半微柱 1 3mm 新技术 整体柱柱填充技术 高压 匀降 阴离子交换剂 附聚型 m 阳离子交换树酯 接枝型 抑制型电导检测阴离子交换色谱常用流动相 淋洗剂Na2B4O7NaOHNaHCO3NaHCO3 Na2CO3H2NCH R COOH NaOHRNHCH R SO3H NaOHNa2CO3 抑制产物H3BO3H2OCO2 H2OCO2 H2OH3N CH R COO RNH2 CH R SO3 CO2 H2O 淋洗强度很弱弱弱中等强度中等强度中等强度强 淋洗剂 淋洗剂 非抑制型电导检测阴离子交换色谱常用流动相 羧酸烟酸苯甲酸丁二酸柠檬酸富马酸水杨酸 pK14 874 194 163 143 032 97 离解度 112225586263 淋洗强度弱强弱弱弱强 混合淋洗剂 淋洗液中添加有机溶剂 疏水性离子的吸附 分配 强淋洗剂 弱淋洗剂 淋洗强度的准确调节 淋洗剂中有目的地添加特殊试剂 如 酒石酸 冠醚 用于钾钠分离 调节淋洗液强度和极性 梯度洗脱 为什么要进行梯度洗脱常用流动相强度 组成 梯度高压梯度与低压梯度线性梯度 阶梯梯度常规分析中不必采用梯度洗脱 抑制技术 目的 提高灵敏度 效果 灵敏度提高1 2个数量级 原理 后述 抑制器类型 柱抑制器 微膜抑制器 抑制剂 再生液 的提供 外加 在线电解 抑制器的作用 废液 抑制反应 溶质电导增强 H 的电导率最大 Na Cl H Cl 降低流动相背景电导Na HCO3 H2CO3 Na OH H2O 常见离子的当量电导率 Totalconductivity unit S mequivalent 电极 电极 离子交换膜 离子交换膜 流动相屏 再生液屏 再生液屏 微膜抑制器结构 柱流出物 至检测池 废液 再生液 抑制原理 阴离子分析 X AnioninthesampleY Cationinthesample H2O H2O OH H2ONa Y X Na CO32 sample eluent Electrode Electrode PurewaterorFluidfromDetector Cationexchangemembrane Cationexchangemembrane H2O H2O Waste Exhaust Waste H2OSO42 Y X H MSA sample eluent H 抑制原理 阳离子分析 X AnioninthesampleY Cationinthesample Electrode Electrode Anionexchangemembrane Anionexchangemembrane PurewaterorFluidfromDetector 微膜抑制器的优缺点 优点 可以连续再生交换容量高死体积小 50 L以下 缺点 基体物质和溶剂对膜可能带来损害工作曲线线性范围受离子交换膜的影响 柱抑制器 填充带相反电荷离子交换剂的柱管状抑制器柱抑制器的优点 交换容量高 制备容易早期柱抑制器的缺点 不能连续再生死体积大 色谱峰展宽 新型连续自动再生柱抑制器克服了上述缺点 新型连续自动再生柱抑制器 三根高容量 长寿命和易操作的微填充抑制柱 一根在流路工作一根用硫酸再生一根用水冲洗 Na H H2SO4 H2O 工作 再生 待用 清洗 新型连续自动再生柱抑制器 洗脱液 泵 柱 废液 废液 外加水电解产生抑制剂的抑制器 纯水 电源 加压 进样阀 抑制器 检测池 反压管 洗脱液 泵 柱 废液 废液 再生液 外加化学抑制剂连续再生模式流程图 进样阀 抑制器 检测池 洗脱液 泵 柱 废液 废液 再生液 外加化学抑制剂再生模式流程图 进样阀 抑制器 检测池 蠕动泵 高纯水 淋洗液 泵 进样阀 柱 抑制器 检测池 废液 反压管 电源 流出物循环在线再生模式流程图 衍生化 将被测物转变为易于检测的形式柱前衍生 柱后衍生紫外衍生 荧光衍生 光度衍生 衍生化是不得已而为之 含柱后衍生装置的分析系统 输液 分离 检测 进样 泵 进样阀 色谱柱 流动相 衍生试剂 反应环 废液 UV VIS检测器 记录 阴阳离子同时分离技术 采用双流路系统阳离子转变成配阴离子后与无机阴离子一起分析采用两性离子交换剂做固定相采用阴阳离子混合床固定相采用含阴阳离子基团的有机分子包覆固定相柱切换技术 阴阳离子交换柱并联 阴阳离子交换柱串联 1 环境领域2 食品领域3 其他领域 离子色谱的应用 IC在环境领域的应用 主要物质 无机阴阳离子 小分子羧酸主要分离模式 离子交换 离子排斥主要样品 水样 江 河 湖泊 饮用水 地下水 废水 雨水 电厂循环水 大气 大气颗粒物土壤 植物电子制造环境 饮用水和废水分析标准 EPA方法EPA218 6Cr6 的测定EPA300 0MethodA 标准阴离子 F Cl NO2 Br NO3 HPO42 orPO43 SO42 MethodB 阴离子副产物或卤素氧化物 ClO2 BrO3 ClO3 饮用水和废水分析标准 EPA300 1MethodA 常见阴离子测定 F Cl NO2 Br NO3 HPO42 orPO43 SO42 MethodB 消毒副产物测定 Br ClO2 BrO3 ClO3 EPA314ppb级ClO4 测定 致癌 损伤甲状腺功能 无机阴离子分析 EPAMethod300 0A 无机阴离子分析 EPAMethod300 1A 消毒副产物 EPAMethod300 0B 消毒副产物 EPAMethod300 1B 1ppm ClO4 的测定 EPAMethod314 0 25 g LinReagentWater Cr 6的测定 EPA218 6 Instrument MetrohmModularICwith753SuppressorModuleforPostColumnDeliveryBischoffLambda1010UV VisDetectorEluent 250mMAmmoniumSulfate100mMAmmoniumHydroxidePumpFlow 1 5mL minColumn CetacICSepAN1ColumnwithGuard DiscTechnologyPCR 2mMDPC 10 Methanol 1NSulfuricAcid DPC 1 5Diphenylcarbazide Cr 61 89ppb 离子色谱在食品领域的应用 主要物质无机阴 阳离子有机酸 氨基酸 糖 有机胺食品添加剂主要分离模式 离子交换 离子排斥 反相主要样品饮料 粮食 酒 水果 蔬菜 生鲜食品 牛奶中阴离子 牛奶中阳离子 果汁中阳离子 麦芽糖 麦芽三糖 甜菜蜜中的蔗糖 离子色谱在其他领域的应用 农业 化工 石油 电子 地质 医药 生物 能源 肥料中Cr 6 农业 热稳定性盐类 化工 Eluent 3 5mMNa2CO3 1mMNaHCO3 10 Acetone 1mMp cyanophenol 无机阴离子 无机盐与有机酸 Eluent 4 0mMCarb 1 0mMBicarb 1 3mMp cyanophenol 乙醇胺 一价和二价阳离子 EluentConcentration 4mMTartaric 0 45mMPDCA 0 05mM18 crown 6 Cations ppm Eluent 2mMHNO3 3 Acetone 水样中ppt级阴离子测定 预浓缩技术 标准溶液 F Cl NO2 Br NO3 SO42 1 g Leach水样 300ng LCl 7ng LNO3 80ng LSO4 水样体积 10mL 离子排斥柱上阴阳