离子色谱方法及应用讲义

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1、“离子色谱方法及应用”讲义张筑元2007年11月1方法原理1.1离子色谱的创立离子色谱（以下简称IC）是高效液相色谱的一种，是分析离子的一种液相色谱方法。液相色谱法（1906年，俄国植物学家Tswett）：1906年色谱的发明者，俄国植物学家M.S.Tswett，在研究植物色素的过程中，将植物叶子的萃取物倒入填有碳酸钙的直立玻璃管内，然后加入石油醚使其自由流下，结果色素中各组分互相分离并形成各种不同颜色的谱带。这种方法因此得名为色谱法。纸色谱法：20世纪40年代至50年代初，先后出现了纸色谱（paperchroma

2、tography,PC）和薄膜色谱法(thin-layerchromatography,TLC)。特点：较经典色谱法简单、分离时间短，样品量要求小。气相色谱法（1952年）：1952年，James和Martin提出了气相色谱法（gaschromatography,GC)。特点：以气体作为流动相。应用范围广泛受到人们重视。但对不易气化和热不稳定性差的化合物难以分离。高效液相色谱法：20世纪60年代后期由于新型色谱柱填料、高压输液泵和高灵敏度的检测器的出现，发展出了高效液相色谱（Highperformanceliqui

3、dchromatograghy,HPLC）。高效液相色谱法的广泛应用始于70年代，经过三十几年的发展，在基础理论、仪器装置和色谱柱等方面的研究已趋于成熟。其应用范围十分广泛，几乎能够分析所有的有机、高分子、生物样品。据估计，目前已知的化合物中，有80%的化合物需要用高效液相色谱进行分离分析。离子色谱法（1975年，SmallH）：现代离子色谱开始于SmallH及其合作者的工作，他们于1975年发表了第一篇IC论文，同年商品仪器问世。1.2色谱法实质与目的实质：分离。目的：定性分析或定量分析。1.3色谱法分类101.

4、3.1按两相分子的聚集状态分：类别流动相固定相类型液相色谱液体固体液-固色谱液体液体液-液色谱气相色谱气体固体气-固色谱气体液体气-液色谱1.3.2按固定相的固定方式分：柱色谱：包括填充柱色谱、毛细管柱色谱；平面色谱：包括纸色谱、薄层色谱、高分子薄膜色谱；1.3.3按分离机制分：分配色谱，利用分配系数的不同；吸附色谱，利用物理吸附性能的差异；离子交换色谱，利用离子交换原理；空间排阻色谱，利用排阻作用力的不同。1.3.4色谱法简单分类（按流动相）色谱法气相色谱法填充柱色谱法毛细管色谱法液相色谱法柱色谱法经典液相柱色谱

5、法高效液相色谱法（包括离子色谱）平板色谱法纸色谱法薄层色谱法超临界流体色谱法电色谱法1.4液相色谱分类按分离机理分为：10类型分离机理分析对象或应用领域吸附色谱吸附能，氢键异构体分离、族分离，制备分配色谱疏水作用各种有机物分析与制备凝胶色谱溶质分子大小高分子分子量及其分布测定离子色谱离子性物质的分析手性色谱立体效应手性异构体分离，药物纯化亲和色谱生化特异亲和力蛋白、酶、抗体盐析色谱溶剂化作用蛋白质、非电解质分析1.5离子色谱分类分离模式分离机理分析对象或应用领域离子交换库仑力无机和有机离子分析离子排斥Donnan平

6、衡有机酸、氨基酸、醇、醛离子对疏水作用离子性物质分析离子抑制疏水作用有机弱酸弱碱分析离子分配疏水作用生物大分子金属配合物疏水、螯合金属离子1.6不同分离模式所利用的溶质性质分离模式所利用的物质的性质差异离子交换电荷与离子体积离子排斥解离常数与疏水性离子对(RP)与离子对试剂之间的亲和力，离子对化合物的疏水性离子抑制(RP)在一定pH值下的疏水性反相分配(RP)有机离子本身的疏水性1.7离子色谱分析的对象物质10离子类别主要离子种类无机阴离子卤素及简单阴离子、酸根阴离子、阳离子的配阴离子无机阳离子碱金属、铵离子、碱土

7、金属、过渡金属、稀土元素有机阴离子有机酸、烷基硫酸、烷基磺酸、磷酸、多聚磷酸有机阳离子胺、醇胺、铵盐、吡啶、生物碱、锍盐天然有机物糖、醇、酚、醛、维生素生物物质有机磷化合物、氨基酸、肽、核酸、核甙酸、蛋白质、碱基、抗生素1.8离子色谱法的优点无机阴离子分析的绝对优势。同时测定多种阴离子的快速、灵敏而准确的分析手段当首推离子色谱法。分析速度快。通常几分钟至十几分钟。对7种常见阴离子（F-、Cl-、Br-、NO2-、SO42-、PO43-）和6种阳离子（Li+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+）的平均分析时间分别小于1

8、0分钟。用高效快速分离柱对上述7种最重要的常见阴离子的分离只需3分钟。检测灵敏度高。离子色谱分析的浓度范围为μg/L~mg/L。直接进样50μL，对常见阴离子的检出限小于1050μL。选择性好。非离子性物质无保留。多离子同时分析。离子色谱柱的稳定性高，使用寿命长。1.9离子交换色谱基本原理离子交换色谱分离机理主要是离子交换,是基于离子交换树脂上可离解的离子与