離子色譜(IonChromatography)是高效液相色譜(HPLC)的一�,是分析陰離子和�(yáng)離子的一種液相色譜方法�
狹義而言,離子色譜法是以低交換容量的離子交換樹脂為固定相對(duì)離子性物�(zhì)�(jìn)行分�,用電�(dǎo)檢測(cè)器連續(xù)檢測(cè)流出物電�(dǎo)變化的一種色譜方�?!峨x子色譜原理與�(yīng)用》中�(duì)離子色譜法的定義是:利用被測(cè)物質(zhì)的離子性�(jìn)行分離和檢測(cè)的液相色譜法�
1975�,Small等人成功地解決了用電�(dǎo)檢測(cè)器連續(xù)檢測(cè)柱流出物的難�,即采用低交換容量的陰離子或陽(yáng)離子交換�,以強(qiáng)電解�(zhì)作流�(dòng)相分離無(wú)�(jī)離子,流出物通過(guò)一根稱為抑制柱的與分離柱填料帶相反電荷的離子交換樹脂柱。這樣,將流�(dòng)相中被測(cè)離子的反離子除去,使流�(dòng)相背景電�(dǎo)降低,從而獲得高的檢�(cè)靈敏�。從�,有了真正意義上的離子色譜�(ionchromatography,IC),IC也從此作為一門色譜分離技�(shù)從液相色譜法中獨(dú)立出�(lái)�1979�,Gjerde等用弱電解質(zhì)作流�(dòng)�。因流動(dòng)相本身的電導(dǎo)率較�,不必用抑制柱就可以用電導(dǎo)檢測(cè)器直接檢�(cè)。人們把使用抑制柱的離子色譜法稱作雙柱離子色譜法(doublecolumnIC)或抑制型離子色譜�(suppressedIC),把不使用抑制柱的離子色譜法稱作單柱離子色譜法(singlecolumnIC)或非抑制型離子色譜法(nonsuppressedIC)�
離子色譜的分離機(jī)理主要是離子交換,有3種分離方�,它們是高效離子交換色譜(HPIC�、離子排斥色譜(HPIEC)和離子�(duì)色譜(MPIC�。用�3種分離方式的柱填料的樹脂骨架基本都是苯乙�-二乙烯基苯的共聚�,但樹脂的離子交換功能基和容量各不相�。HPIC用低容量的離子交換樹�,HPIEC用高容量的樹�,MPIC用不含離子交換基�(tuán)的多孔樹��3種分離方式各基于不同分離�(jī)�。HPIC的分離機(jī)理主要是離子交換,HPIEC主要為離子排斥,而MPIC則是主要基于吸附和離子對(duì)的形��
離子交換色譜
高效離子交換色譜,應(yīng)用離子交換的原理,采用低交換容量的離子交換樹脂來(lái)分離離子,這在離子色譜中應(yīng)用最廣泛,其主要填料類型為有�(jī)離子交換樹脂,以苯乙烯二乙烯苯共聚體為骨�,在苯環(huán)上引入磺酸基,形成強(qiáng)酸型�(yáng)離子交換樹脂,引入叔胺基而成季胺型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂,此交換樹脂具有大孔或薄殼型或多孔表面層型的物理�(jié)�(gòu),以便于快速達(dá)到交換平衡,離子交換樹脂耐酸堿可在任何pH范圍�(nèi)使用,易再生處理、使用壽命長(zhǎng),缺�(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度差、易溶易�、受有機(jī)物污��
硅質(zhì)鍵合離子交換劑以硅膠為載體,將有離子交換基的有機(jī)硅烷與基表面的硅醇基反應(yīng),形成化�(xué)鍵合型離子交換劑,其特點(diǎn)是柱效高、交換平衡快、機(jī)械強(qiáng)度高,缺�(diǎn)是不耐酸堿、只宜在pH2-8范圍�(nèi)使用�
離子交換色譜是最常用的離子色��
離子排斥色譜
它主要根�(jù)Donnon膜排斥效�(yīng),電離組分受排斥不被保留,而弱酸則有一定保留的原理,制成離子排斥色譜主要用于分離有�(jī)酸以及無(wú)�(jī)含氧酸根,如硼酸根碳酸根和硫酸根有機(jī)酸等。它主要采用高交換容量的磺化H型陽(yáng)離子交換樹脂為填料以稀鹽酸為淋洗液�
離子�(duì)色譜
離子�(duì)色譜的固定相為疏水型的中性填�,可用苯乙烯二乙烯苯樹脂或十八烷基硅�(ODS),也有用C8硅膠或CN,固定相流動(dòng)相由含有所謂對(duì)離子試劑和含適量有機(jī)溶劑的水溶液組成,對(duì)離子是指其電荷與待測(cè)離子相反,并能與之生成疏水性離�,對(duì)化合物的表面活性劑離子,用于陰離子分離的對(duì)離子是烷基胺類如氫氧化四丁基銨氫氧化十六烷基三甲烷等,用于陽(yáng)離子分離的對(duì)離子是烷基磺酸類,如己烷磺酸�,庚烷磺酸鈉等對(duì)離子的非極性端親脂極性端親水,其CH2鍵越�(zhǎng)則離子對(duì)化合物在固定相的保留越強(qiáng),在極性流�(dòng)相中,往往加入一些有�(jī)溶劑,以加快淋洗速度,此法主要用于疏水性陰離子以及金屬�(luò)合物的分離,至于其分離機(jī)理則�3種不同的假說(shuō),反相離子對(duì)分配離子交換以及離子相互作用�
IC系統(tǒng)的構(gòu)成與HPLC相同,儀器由流動(dòng)相傳送部�、分離柱、檢�(cè)器和�(shù)�(jù)處理4�(gè)部分組成,在需要抑制背景電�(dǎo)的情況下通常還配有MSM或類似抑制器。其主要不同之處是IC的流�(dòng)相要求耐酸堿腐蝕以及在可與水互溶的有機(jī)溶劑(如乙腈、甲醇和丙酮等)中不溶脹的系�(tǒng)。因�,凡是流�(dòng)相通過(guò)的管�、閥門、泵、柱子及接頭等均不宜用不銹鋼材料,而是用耐酸堿腐蝕的PEEK材料的全塑IC系統(tǒng)。離子色譜的最重要的部件是分離柱。柱管材料應(yīng)是惰性的,一般均在室溫下使用。高效柱和特殊性能分離柱的研制成功,是離子色譜迅速發(fā)展的�(guān)��
檢測(cè)方法
離子色譜的檢�(cè)器分為兩大類,即電化�(xué)檢測(cè)器和光學(xué)檢測(cè)�。電化學(xué)檢測(cè)器包括電�(dǎo)、直流安�、脈沖安培和積分安培;光化學(xué)檢測(cè)器包括紫�-可見和熒��
隨著離子色譜的廣泛應(yīng)�,離子色譜的檢測(cè)技�(shù)已由單一的化�(xué)抑制型電�(dǎo)法發(fā)展為包括電化�(xué)光化�(xué)和與其他多種分析儀器聯(lián)用的方法�1、抑制電�(dǎo)檢測(cè)法;2、直接電�(dǎo)檢測(cè)法;3、紫外吸收光度法�4、柱后衍生光度法�5、電化學(xué)��6、與元素選擇性檢�(cè)器聯(lián)用法�
�(yīng)用范�
�(wú)�(jī)陰離子的檢測(cè)
�(wú)�(jī)陰離子是�(fā)展最�,也是目前最成熟的離子色譜檢�(cè)方法,包括水相樣品中的氟、氯、溴等鹵素陰離子、硫酸根、硫代硫酸根、氰根等陰離�,可廣泛�(yīng)用于飲用水水�(zhì)檢測(cè)、啤�、飲料等食品的安�、廢水排放達(dá)�(biāo)檢測(cè)、冶金工藝水樣、石油工�(yè)樣品等工�(yè)制品的質(zhì)量控�。特別由于鹵素離子在電子工業(yè)中的殘留受到越來(lái)越嚴(yán)格的限制,因此離子色譜被廣泛的應(yīng)用到�(wú)鹵素分析等重要工藝控制部門�
�(wú)�(jī)陰離子交換柱通常采用帶有季胺功能�(tuán)的交�(lián)樹脂或其他具有類似性質(zhì)的物�(zhì),常見的陰離子交換柱如MetrosepAsupp4-150,Asupp5-250等。常用的淋洗液為Na2CO3和NaHCO3按一定比例配置成的稀溶液,改變淋洗液的組成比例和濃度,可控制不同陰離子的保留�(shí)間和出峰順序�
�(wú)�(jī)�(yáng)離子的檢�(cè)
�(wú)�(jī)�(yáng)離子的檢�(cè)和陰離子檢測(cè)的原理類似,所不同的是采用了磺酸基�(yáng)離子交換�,如MetrosepC1,C2-150等,常用的淋洗液系統(tǒng)如酒石酸/二甲基吡啶酸系統(tǒng),可有效分析水相樣品中的Li,Na,NH4+,K,Ca,Mg等離��
有機(jī)陰離子和�(yáng)離子分析
隨著離子色譜技�(shù)的發(fā)展,新的分析�(shè)備和分離手段不斷出現(xiàn),逐漸�(fā)展到分析生物樣品中的某些�(fù)雜的離子,目較成熟的�(yīng)用包括:
1)生物胺的檢�(cè)
MetrosepC1分離��2.5mM硝酸/10%丙酮淋洗�;3µL�(jìn)樣,可有效分析腐�、組�、尸胺等成分,已�(jīng)成為刑事偵查系統(tǒng)和法�(yī)�(xué)的重要檢�(cè)手段�
2)有�(jī)酸的檢測(cè)
MetrosepOrganicAcids分離�,MSM抑制��0.5mMH2SO4作為淋洗�,可有效分析包括乳酸、甲�、乙酸、丙�、丁酸、異丁酸、戊酸、異戊酸、蘋果酸、檸檬酸等各種有�(jī)酸成分,在微生物�(fā)酵工�(yè)、食品工�(yè)都是�(jiǎn)便有效的分離方法�
3)糖類分�
�(xiàn)已經(jīng)開發(fā)出各種糖類的分析手段,包括葡萄糖、乳�、木�、阿拉伯�、蔗糖等多種糖類分析方法。在食品工業(yè)中的�(yīng)用尤其廣��
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