离子色谱的发展历史及基本原理
离子色谱法基本原理
离子色谱法基本原理
离子色谱法（Ion Chromatography, IC）是一种利用离子交换
树脂对离子进行分离和分析的方法。
它是一种高效、灵敏、选择性
好的分离和分析技术，广泛应用于环境监测、食品安全、生物医药
等领域。
离子色谱法的基本原理是利用离子交换树脂对离子进行选择性
分离，然后通过对分离后的离子进行检测和定量分析。
离子交换树
脂是一种具有交换作用的高分子化合物，它能够与待分离的离子发
生交换反应，实现离子的分离和富集。
在离子色谱法中，样品首先通过进样系统被引入色谱柱，色谱
柱中填充有离子交换树脂。
不同离子在色谱柱中的迁移速率不同，
根据它们与离子交换树脂的亲和力不同而发生分离。
经过色谱柱后，离子被逐一分离开来，然后通过检测器进行检测和定量分析。
离子色谱法的检测器主要有电导检测器、折射率检测器、荧光
检测器等。
其中，电导检测器是离子色谱法最常用的检测器之一，
它能够对离子进行高灵敏度的检测，适用于大多数离子的分析。
离子色谱法的应用范围非常广泛，可以用于分析无机离子、有机酸、氨基酸、葡萄糖等各种离子物质。
在环境监测领域，离子色谱法可以用于水质和大气中离子成分的分析；在食品安全领域，离子色谱法可以用于食品中添加剂、重金属离子等有害物质的检测；在生物医药领域，离子色谱法可以用于药物中杂质的检测和分析。
总之，离子色谱法作为一种高效、灵敏、选择性好的分离和分析技术，对于各种离子物质的分析具有重要意义，为环境监测、食品安全、生物医药等领域的科研工作提供了重要的技术支持。
随着科学技术的不断发展，离子色谱法在分析领域的应用前景将会更加广阔。
离子色谱法原理、优点和应用领域
离子色谱法原理、优点和应用领域从一九七五年离子色谱法(Ion Chromatography)产生到现在，快速的历经了四十多年发展，离子色谱法凭借其独特的优势逐渐成为离子型物质、有机酸与糖类分析的常用方法。
随着国家对环境的日益重视以及离子色谱相关技术的不断改进，以后离子色谱在环境、食品、制药、生物医学等领域的应用前景可期。
现在从离子色谱法的原理、优点和应用领域开始，给大家介绍离子色谱法的炫彩。
离子色谱的原理各位深知的色谱技术是利用待分离混合物中物理化学性质的差别，使得各组分以不同程度分配在固定相和流动相中，因各组分随流动相前进速度不同，从而有效分离各组分（即俗称的过柱子）。
而离子色谱作为一种特殊的高效液相色谱，也是基于物理分离方法。
离子色谱可以分为三种类型：离子交换色谱、离子排斥色谱和离子对色谱，其中应用非常广泛的就是离子交换色谱（即高效离子交换色谱）。
离子交换色谱柱主要填料类型为有机离子交换树脂。
填料以苯乙烯与二乙烯苯的交联共聚体为骨架，在苯环上引入磺酸基，形成强酸型阳离子交换树脂，或引入叔胺基而成季胺型强碱性阴离子交换树脂。
此交换树脂具有大孔、薄壳型或多孔表面层型的物理结构，以便于快速达到交换平衡。
离子交换树脂的优点是耐酸碱，可在任何pH范围内使用，易再生处理、使用寿命长，缺点是机械强度差、易溶易胀、受有机物污染。
以离子交换树脂为固定相的离子色谱通常以酸性或碱性水溶液为流动相，依据不同待测离子与固定相的离子交换能力的差异最终实现分离。
各待测组分与离子交换剂之间的亲和力与离子半径，电荷，离子的存在形式等相关。
亲和力越大，待测物在固定相中的保留时间越长。
随着技术的不断进步，不可溶不可电离的物质也可通过前处理（诸如燃烧、高温水解、化学转化溶解等）转化成可检测的形态（离子态）。
离子色谱的优点①同时分析多种离子离子色谱法可单独测定某一种离子，分析方法简单快捷。
此外，离子色谱的可一次进样、无需分别操作即可分析多种离子。
离子色谱基本原理
离子色谱基本原理第一章离子色谱简介1.1 色谱的发展历史色谱(chromatography)是一种分离的技术,随着现代化学技术的发展应运而生20 世纪初在俄国的波兰植物化学家茨维特(Twseet)首先将植物提取物放入装有碳酸钙的玻璃管中植物提取液由于在碳酸钙中的流速不同分布不同因此在玻璃管中呈现出不同的颜色这样就可以对各种不同的植物提取液进行有效的成分分离到19 07 年茨维特的论文用俄文公开发表他把这种方法命名为chromatography,即中文的色谱这就是现代色谱这一名词的来源但由于茨维特当时没有知名度而且能看懂俄文的人也不多加之很快爆发了第一次世界大战茨维特的分离方法一直被束之高阁20 世纪20 年代许多植物化学家开始采用色谱方法对植物提取物进行分离色谱方法才被广泛地应用自20 世纪40 年代以来以Martin 为首的化学家建立了一整套色谱的基础理论使色谱分析方法从传统的经验方法总结归纳为一种理论方法马丁等人还建立了气相色谱仪器使色谱技术从分离方法转化为分析方法20 世纪50 年代以后由于战后重建和经济发展的需要化学工业特别是石油化工得到广泛的发展亟需建立快速方便有效的石化成分分析而石化成分十分复杂结构十分相似且多数成分熔点又比较低气相色谱正好吻合石化成分分析的要求效果十分明显有效同样石化工业的发展也使色谱技术特别是气相色谱得到广泛的应用气相色谱的仪器也不断得到改进和完善气相色谱逐渐成为一种工业分析必不可少的手段和工具20 世纪60 年代气相色谱分析法逐渐趋于成熟但20 世纪60 年代以来生物技术飞速发展生物成分复杂相对分子质量大而且熔点沸点高在高温条件下易分解因此用气相色谱作为分析方法已经不能满足对生物成分分析测试的要求于是人们就重新考虑采用液相色谱并进一步提高传统的液相色谱的分离效率因此液相色谱成为一种分析工具即高效液相色谱(HPLC) 与传统液相色谱不同的是高效液相色谱采用了高压泵及填有很细的颗粒高效色谱柱可以对许多成分进行高效分离和分析由于高效液相色谱通常采用紫外可见光度检测而大多数有机化合物均有紫外可见吸收因此高效液相色谱可以对大量有机化合物进行分析它在生物科学中得到广泛的应用特别是对高沸点高熔点易分解物质的分析具有气相色谱不可替代的作用20 世纪70 年代以后国际上不论是气相色谱还是高效液相色谱均成为各行各业必不可少的分析工具广泛应用于各个生产研究领域20 世纪80 年代以后我国也大规模采用气相色谱和高效液相色谱随着环境科学的发展不仅需要对大量有机物质进行分离和检测而且也要求对大量无机离子进行分离和分析1975 年美国Dow 化学公司的H.Small 等人首先提出了离子交换分离抑制电导检测分析思维即提出了离子色谱这一概念离子色谱概念一经提出便立即被商品化产业化由Dow 公司组建的Dionex 公司最早生产离子色谱并申请了专利我国从20世纪80 年代开始引进离子色谱仪器在我国八五九五科技攻关项目中均列有离子色谱国产化的项目对其进行了重点技术攻关对离子色谱技术的高度重视使离子色谱目前有了中国产品20 世纪80 年代以后一种新型的色谱技术毛细管电泳技术随之出现毛细管电泳分离效率高取样量少与传统的色谱分析相比更为优越这些优点使毛细管电泳的研究成为色谱技术又一新的热点而20 世纪90 年代以来以毛细管电泳基础的微分析芯片又将分析科学带入一个全新的领域色谱技术作为一种成熟的分析方法广泛应用于世界各国的生产研究领域当前在国外不论是气相色谱还是高效液相色谱离子色谱毛细管电泳均是各行各业分析测试的首选工具特别是作为科学研究中的色谱技术更是一种必不可少的分析方法我国这几年的色谱技术也有了长足的进展但由于经费仪器设备等问题的制约色谱在我国还没有像发达国家那样得到广泛应用(除了气色谱技术之外) 因此在我国色谱技术还有进一步开发利用的广阔前景1.2 色谱的分类色谱的分类有多种主要按两相的状态及应用领域的不同可分为两大类1.按应用领域不同分类制备色谱、半制备色谱、色谱分析2.以流动相和固定相的状态分类气相色谱气固色谱气液色谱、液相色谱液固色谱液液色谱、超临界色谱、毛细管电泳而许多分类均是兼顾色谱类型和色谱仪器应用的广泛性而言的如Journal ofChromatography Science 它每年列出全世界主要色谱仪器和供应商各类仪器的特点和组成等从上述各类分类情况看离子色谱本身是液相色谱的一个大类但由于离子色谱的广泛应用已逐渐成为一个独立的大类尽管离子色谱1975 年才诞生但国际上一些主要的文献如美国化学文摘(CA) 英国分析化学文摘(AA)等从20 世纪80 年代开始均将离子色谱单独分类成为与高效液相色谱气相色谱和毛细管电泳并列的色谱类型这说明在色谱领域中离子色谱具有重要的地位1.3 离子色谱的诞生我们很早就知道离子交换色谱可以对许多物质进行分离如阳离子交换树脂可以分离阳离子而阴离子交换树脂可以分离阴离子离子交换色谱是高效液相色谱分离的一种方法但传统的高效液相色谱分析方法主要采用紫外及可见光检测器大多数有机化合物有足够的共轭双键具备一定的紫外吸收因此高效液相色谱可以对大多数有机化合物进行分析对于大多数无机离子虽然可以用离子交换色谱分离但是由于没有紫外吸收和合适的检测手段使之无法用高效液相色谱(HPLC)进行分析前面已经提到离子色谱最早是在1975 年由美国Dow 化学公司的H.Small 等人首先提出的离子色谱与传统的HPLC 方法不同点在于检测原理我们知道对于大多数电离物质在溶液中电离产生电导通过对它们的电导检测就可以对它的电离程度进行分析由于在稀溶液中大多数电离物质完全电离因此可以通过电导检测被测物质的含量所以电导率的测定已经成为一种十分有用的水溶液分析工具能否采用电导作为色谱检测的工具呢?以前也有人进行了大量的尝试但问题尚未得到最后解决传统的水溶液中阴离子和阳离子的定性和定量分析往往对不同离子需要采用不同的方法而样品基体对测定会产生干扰影响测定因此痕量的性质相似的离子测定往往是十分困难的在分离离子态物质时可以采用离子交换树脂例如用树脂去除离子态的不纯将其浓缩成一种或多种物质并催化化学反应和分离不同离子对于离子的分离有大量的离子交换树脂分离方案但却没有出现相关的商品化仪器仪器在线的检测器可以提供快速重复性的分析这在离子色谱诞生前就已经出现而液相色谱中采用的检测器对离子色谱却不太适合如光度检测器是高效液相色谱中最常用的检测器它可以测定在一定波长有吸收的物质而采用的淋洗液必须是在此波长下没有任何吸收但大多数常见离子只有在低波长条件下才能吸收将这些物质转化为有光度吸收的物质需要一定的试剂反应条件和特定的分析波长这方面典型的例子就是氨基酸分析采用茚三酮(ninhydri n)和邻苯二醛(o-phthaldehyde)发色后进行吸光光度或荧光检测折光指数检测器难以对痕量离子进行高灵敏的检测而电化学检测需要离子态物质具有易氧化或还原性质它只有在特定的情况下才可以采用由于在溶液中不同离子都不同程度地表现出一定的电导所以离子色谱通用检测器可以电导检测器为基础但关键问题是不仅被测离子具有电导而且一般淋洗液本身是一种电离物质具有很强的电离度因此采用电导检测时被测离子的电导会被湮没在淋洗液电导之中以致无法对低含量被测离子进行检测为了减少高背景电导问题当时在Dow 公司的W.Bauman 博士提出了很关键的设想在分离柱后串联第二种树脂以减少背景电导即在一根色谱柱中一大半填入低交换容量含有磺酸基的苯乙烯二乙烯苯聚合物作为分离树脂而小部分大交换容量的季铵盐的苯乙烯二乙烯苯聚合物树脂填入色谱柱的下半部分作为抑制树脂它可以很好地分离钠离子和钾离子这一系统的关键是将高电导的HCl 转化成低电导的水当色谱柱的抑制树脂中的氢离子逐步转化成氯离子后这种双功能色谱柱就不再有抑制HCl 的功能而且抑制树脂从氯离子型再生成氢离子型也比较困难H.Sm all 和T.S.Stevens 采用这一原理制成了第一台离子色谱仪在分离用的离子交换柱后端加入不同极性的离子交换树脂填料该树脂填料呈氢型或氢氧根型如阴离子交换柱后端加入氢型的阳离子交换树脂填料阳离子交换柱后端加入氢氧根型的阴离子交换树脂填料当由分离柱流出的携带待测离子的洗脱液在检测前发生两个简单而重要的化学反应一个是将淋洗液转变成低电导组分以降低来自淋洗液的背景电导另一个是将样品离子转变成其相应的酸或碱以增加其电导这种在分离柱和检测器之间降低背景电导值而提高检测灵敏度的装置后来组成独立组件称为抑制柱(或抑制器) 通过这种方式使电导检测的应用范围扩大了在H.Small 等人提议下称这种液相色谱为离子色谱离子色谱一经诞生就立即商品化美国从20 世纪70 年代中期就生产了离子色谱仪并获得有关的专利Dow 化学公司组建Dionex 公司专门生产和研制离子色谱仪由于H.Small 等人研制的抑制型离子色谱仪是专利产品只有Dionex 公司可以生产和销售人们设想采用其他途径研制离子色谱仪这其中最为成功的是在美国依阿华州立大学J.S.Fritz 等人提出非抑制型离子色谱即采用低交换容量的离子交换树脂制成色谱柱采用弱酸及其盐类作为淋洗液对不同离子进行淋洗在控制一定pH 值的条件下背景电导比较低可以不加抑制器直接电导检测该方法称为非抑制电导离子色谱由于非抑制型离子色谱只采用了分离柱人们通常称之为单柱型离子色谱而对应的称为抑制型离子色谱由于采用分离柱和抑制器又称为双柱型离子色谱20 世纪80 年代初离子色谱已经广泛地被人们所认同接受离子色谱的销售量每年以15%以上的速度递增美国化学文摘及英国的分析化学文摘专门将离子色谱分成独立的一类而Journal of Chromato graphy Science 每年在介绍色谱仪器时将其分为液相色谱气相色谱离子色谱和毛细管电泳4 大类型国际上每年都召开国际离子色谱学术会议至今已经召开了十四届而国内目前也每两年召开一次全国性离子色谱会议和一些区域性的离子色谱协作会议由此可见离子色谱学科以飞快的速度向前发展1.4。
离子色谱法基本原理
离子色谱法基本原理
离子色谱法是一种用于分离和分析离子和极性化合物的分析技术。
它基于样品中离子与色谱柱填料表面上离子交换基团之间的相互作用。
离子色谱法的基本原理是在色谱柱中填充有离子交换基团，这些基团能与溶液中的离子发生相互作用。
当样品溶液通过色谱柱时，溶液中的离子与离子交换基团之间发生竞争吸附和解吸附过程。
不同离子与离子交换基团的亲和性不同，因此会在柱中停留的时间长度也不同。
在离子色谱分析中，通常使用阳离子交换柱或阴离子交换柱。
阳离子交换柱上的离子交换基团为负离子基团，能吸附和分离阳离子；而阴离子交换柱上的离子交换基团为正离子基团，能吸附和分离阴离子。
根据样品中所含离子的性质，选择适当的色谱柱进行分离。
离子色谱法的分析步骤通常包括样品预处理、样品注入、溶液流动、柱后检测等过程。
检测器可以根据离子的特性选择不同的检测方式，常见的有电导检测器、紫外检测器和荧光检测器等。
离子色谱法广泛应用于环境分析、食品安全、制药等领域，可用于分析水、食品、药物等中的离子污染物和有机酸等离子化合物。
它具有分离效果好、分析速度快、操作简便等优点，是一种重要的分析方法。
离子色谱基本原理
离子色谱法基本原理Dionex 中国有限公司应用研究中心2002年4月15日目录第一章引言 (1)1. 什么是色谱？ (1)2. 色谱的发展 (1)3. 液相色谱 (1)第二章色谱柱理论 (3)1. 分离度 (3)2. 柱效 (4)3. 传质影响 (5)4. 纵向扩散 (5)5. 溶质传递动力学 (5)6. 选择性 (6)7. 保留特性 (6)8. 总结 (7)第三章离子色谱的优点 (7)第四章分离模式 (8)1. 离子交换 (8)2. 离子排阻色谱法（ICE） (10)3. 反相色谱法 (10)4. 离子对 (11)5. 离子抑制 (11)第五章检测方法 (11)1. 电化学检测 (12)2. 分光光度检测法 (14)第六章抑制作用 (16)第七章分离方式和检测方式的选择 (20)1. 分离度的改善 (23)附录 (30)表1. 电化学检测器测定的组分 (30)表2. 用于化学抑制的典型淋洗液 (31)表3. 常见电化学活性化合物的施加电压 (32)表4. 常见无机阴离子的紫外线吸收波长 (33)表5. 国际现行的离子色谱标准分析方法（环境与高纯水分析） (34)表6. 离子色谱法中的中国国家标准（GB） (36)第一章引言本文讲述有关离子色谱法的基本知识和分离和检测方面的理论。
1. 什么是色谱？色谱法是一种物理化学分析方法。
它利用混合物中组分在两相间分配系数的差别，当溶质在两相间作相对移动时，各组分在两相间进行多次分配，从而使各组分得到分离。
2. 色谱的发展色谱这一概念是由俄国植物学家Tswett（茨维特）1903提出的，他在一根细长的玻璃管中装入碳酸钙粉末，然后将植物绿叶的石油醚萃取液倒入管中，萃取液的色素就被吸附在管上部的碳酸钙上，再用纯净的石油醚洗脱这些被吸附的色素，于是在碳酸钙上形成了一圈一圈的色带，这些色带被称为色谱。
经过许多年的发展，“色谱”一词已涵盖许多技术领域。
新型固定相的发展和气体、液体以及超临界流体作为可动相的使用，色谱逐渐成为最为有效的分离分析手段。
离子色谱法原理
离子色谱法原理
离子色谱法（Ion Chromatography，IC）是一种利用离子交换树脂对
带电离子进行分离、测量和定量的分析技术。
该方法起源于20世纪50年代，现已广泛应用于水质分析、食品、医药、环境、电子、化工等领域。
该方法的原理是利用离子交换树脂和离子对间的作用，将带电离子分
离出来。
实验中，将要测量的样品通过柱子内的离子交换树脂，在外加电
场的作用下，带电离子在树脂上进行吸附和解离，然后根据这些离子的特
性来进行分离。
基本的离子交换树脂分为硬质树脂和软质树脂。
硬质树脂通常用于阳
离子的分离测量，因为硬质树脂受到更强的离子对吸附的影响，可以更好
地分离带电阳离子。
相反，软质树脂更适合分离带负电离子，因为它可以
更好地承受电解质的浓度和振荡程度。
该技术的使用还需要注意以下方面：
1.树脂选择：选择合适的树脂对样品进行分离和测量，不同的树脂适
用于不同的离子，发挥最佳效果。
2.样品准备：样品需要准备成适当的形式，以便通过柱子的离子交换
树脂。
这可能需要pH调节或添加离子交换剂。
3.标准曲线的建立：在使用离子色谱测量定量时，需要建立标准曲线，以确定测量值和浓度之间的关系。
离子色谱法基本原理
离子色谱法基本原理
1.基本原理
离子色谱法，以离子交换树脂作为固定相填充于色谱分离柱中，以淋洗液作为流动相进行淋洗，当样品从柱的一端随淋洗液经过色谱分离柱时，因各待测组分与离子交换树脂的亲和力不同，在色谱柱上移动的速度快慢不一，并随淋洗液从柱的另一端依次流出，达到组分分离的目的。
具有分离柱和抑制柱的离子色谱法叫作双柱法，也叫化学抑制型离子色谱法。
没有抑制柱的称单柱法，也叫非抑制型离子色谱法。
化学抑制型离子色谱柱又分为高效离子色谱法（HPIC）、离子排斥色谱法（HPIEC）、流动相离子色谱法（MPIC）。
其中HPIC的分离机制主要是离子交换，用于氟离子、氯离子、碳酸根离子、硫酸根离子、钠离子、铵根离子、钾离子、镁离子、钙离子、铁离子、锌离子等无机阴阳离子的分离测定。
HPIEC是利用离子排斥原理，用于有机酸和氨基酸等的分离测定。
MPIC是利用吸附和离子对的形成，主要用于疏水性阴阳离子以及金属络合物的分离测定。
2.离子色谱法的优点
（1）操作简便、快速
（2）灵敏度高
离子色谱法的测定范围通常为1~100000ug/L。
电导检测器对常见阴离子的检出限是＜10ug/L，灵敏度更高地可达pg/L级。
（3）选择性好
（4）可多组分测定
现在能测定的无机阴阳离子及有机化合物等物质有200多种，且可同时测定多种离子化合物。
离子色谱法基本基本原理
根据分离机理可分为
高效离子交换色谱(HPIC)
离子对色谱(MPIC) 离子排斥色谱(HPIEC)
根据是否含有抑制器
抑制型离子色谱 非抑制型离子色谱(HPIEC)
离子色谱法基本基本原理
1. 离子色谱法的基本原理
➢分离原理
离子色谱主要是利用离子交换基团之间的交换，即 利用离子之间对离子交换树脂的亲和力差异而进行分离。
ＣＯ３２－
＋ ＳＯ４２－ ＋ ＋ ＨＣＯ３－
ＣＯ３２－
＋ ＋
ＣＯ３２－
＋ ＨＣＯ３－
ＨＣＯ３－
＋ Ｃｌ－
＋ ＋
ＨＣＯ３－
＋ ＣＯ３２－
ＨＣＯ３－
＋ ＨＣＯ３－
ＣＯ３２－
＋ ＳＯ４２－ ＋ ＋ ＨＣＯ３－
ＣＯ３２－
＋ ＋
ＣＯ３２－
＋ ＨＣＯ３－
ＨＣＯ３－
＋ ＨＣＣｌＯ－ ３－
＋ ＋ＨＣＯ３－Fra bibliotekＣｌ－
＋ ＣＯ３２－
离子色谱法
离子色谱法基本基本原理
1 离子色谱法的基本原理 2 离子色谱仪 3 离子色谱的应用
离子色谱法基本基本原理
1. 离子色谱法的基本原理
离子色谱法基本基本原理
1. 离子色谱法的基本原理
离子色谱法 (ion chromatography, IC) ，是高效液 相色谱法的一种，是分析离子的一种液相色谱法。
阳离子交换树脂 (接枝型)
ＣＯＯ－ ＨＰＯ３－ ＣＯＯ－ ＣＯＯ－
ＨＰＯ３－
ＣＯＯ－
ＣＯＯ－ ＨＰＯ３－
ＣＯＯ－ ＨＰＯ３－
ＣＯＯ－ ＨＰＯ３－
ＨＰＯ３－ ＣＯＯ－ ＣＯＯ－ ＨＰＯ３－
离子色谱的发展与应用
离子色谱的发展及应用摘要：自1975 年第一台商品化的离子色谱仪问世以来，离子色谱的仪器有了长足发展，离子色谱的应用领域也由最初的无机阴阳离子分析拓展到更宽的范围。
本文对离子色谱的发展进行总结，并对离子色谱的几个热点应用进行了介绍。
关键词：离子色谱，发展，应用。
1 离子色谱的发展1.1 离子色谱的历史发展早在20世纪40年代，离子交换树脂就己开始被应用于分离离子性物质，但那时的填料物颗粒的粒径较大且很不均勾，主要被装填于玻璃柱管中，而且流动相主要是靠重力自然流下，只能做些比较简单的分离，不能对柱流出物进行连续的检测，并且分离效果很差、耗时也长。
到了60年代后期，离子交换树脂的性能有了很大地改进，并且流动相的输送采用高压泵，显著地提高了离子交换树脂的分离性能和分析速度。
然而，所使用的流动相都是强电解质溶液，背景电导值非常高，导致被测离子洗脱到流动相中引起的电导值变化比较小，故无法直接用电导检测器区分流动相中待测离子和淋洗离子；而紫外或可见分光光度检测器的适用范围有限,又只能对少数离子性物质进行检测。
到了1975年，Small等人利用低交换容量的阴离子或阳离子交换柱为分离柱，串联一根称为抑制柱的与分离柱填料相反的离子交换树脂柱，以强电解质作为流动相分离无机离子，成功地解决了用电导检测器连续检测柱流出物的难题。
1979年，Fritz等人以弱电解质作为流动相，提出了非抑制型的电导检测离子色谱技术。
从此，有了真正意义上的离子色谱法（IC），也因此作为一门重要的色谱分离技术从液相色谱法中独立出来[1]。
人们将使用抑制柱的离子色谱法称作双柱离子色谱法或抑制型离子色谱法，把不使用抑制柱的离子色谱法称作单柱离子色谱法或非抑制型离子色谱法。
20世纪80年代初，IC已经开始广泛地被人们所认同、接受，离子色谱仪的销售量以每年15%以上的速度递增。
在新型离子色谱系统中，以纯水作为“Pumped phase”，在线产生高纯度的淋洗液。
离子色谱仪介绍与发展现状
离子色谱仪介绍与发展现状
离子色谱仪是一种分析仪器，主要用于分离和测量溶液中的离子化合物。
它通过离子交换柱将样品溶液中的离子分离出来，然后使用检测器进行测量。
离子色谱仪的发展可以追溯到20世纪60年代，当时主要用于环境、水质和生物样品的分析。
随着技术的进步，离子色谱仪不断改进和完善，广泛应用于各个领域。
离子色谱仪的操作原理是利用柱上的固定相材料与溶液中的离子发生作用。
通过改变移动相或调节柱温等条件，可以实现不同离子的分离。
离子色谱仪的检测器主要包括电化学检测器、电导检测器和阳光式检测器等，根据需要选择适合的检测器进行分析。
随着科学研究和工业应用的不断发展，离子色谱仪发展了很多新的技术和应用。
例如，高效离子色谱技术使用更小的颗粒和更长的柱子，提高了分辨率和分离效果。
离子色谱仪也逐渐与质谱仪相结合，形成了离子色谱-质谱联用技术，可以实现更
高灵敏度和更复杂样品的分析。
离子色谱仪在环境监测、食品安全、药物分析和生化分析等领域发挥着重要作用。
它可以快速、准确地分离和测量各种离子化合物，为科学研究和生产提供了有效的工具。
总而言之，离子色谱仪是一种重要的分析仪器，随着科技的进步和需求的增加，它的发展前景广阔。
通过不断的改进和创新，
离子色谱仪将能够满足更加复杂的分析需求，并在更多领域中发挥重要作用。
离子色谱基本原理
H+ + OH-
Y+ + OH-
H2O Y+OH-
废液
阴离子交换膜
H2O, H2
电极 （－）
OH− OH−
H2 + OH−
H2O
H2O
至检测器
H2O
淋洗液发生器（选配部件）
进样系统的流路
分离机理
离子交换 离子排斥 离子对 (RP)
反相
： 离子价态和疏水性吸附
： 离解常数 和疏水性 ： 对离子对试剂的亲和力
离子对化合物的疏水性 ： 疏水性
离子交换分离机理
临时过程
ＣＯ３２－
＋ ＨＣＯ３－
＋＋ＣＯ３２－
＋ ＨＣＯ３－ ＣＯ３２－
离子色谱基本原理
离子色谱的发展史
1975年在Dow Chemical的H.Small等人发表的第一篇离 子色谱方面的论文在美国分析化学上
第一台商品化的离子色谱仪诞生 第一家离子色谱公司诞生——戴安公司（Dow Ion
Exchange） 79年在美国衣阿华州大学的J.S.Fritz等人，建立了单
Na+, Cl-
H+, Cl-
降低背景电导 (淋洗液) : 减少噪音
Na+, HCO3-
H2CO3
Na+, OH-
H2O
微膜抑制器的结构
自分离 柱
排放
再生液格网 离子交换膜 淋洗液格网 离子交换膜
再生液格网
再生液 至检 测 池
抑制器的结构
排放
再生液格网 离子交换膜 淋洗液格网 离子交换膜
自分离 柱
Main Lines: IC and HPLC—Common Chemistry and Software
离子色谱基本原理
早在20世纪40年代，离子交换树脂就己用于离子性物质的分离，不过 那时只能进行一些简单的分离，不能对柱流出物进行连续的检测，而 且分离效果差、耗时长。 60年代末，离子交换树脂性能有所改进，加上高压泵输送流动相，使 分离的效果和速度都有大大的提高。1975年，Small等人成功地解决 了用电导检测器连续检测柱流出物的难题，从此，有了真正意义上的 离子色谱法。20世纪80年代初，离子色谱已经广泛地被人们所认同、 接受，离子色谱的销售量每年以15%以上的速度递增。 当前，在国外不论是气相色谱还是高效液相色谱、离子色谱、毛细管 电泳均是各行各业分析测试的首选工具，特别是作为科学研究中的色 谱技术更是一种必不可少的分析方法。我国这几年的色谱技术也有了 长足的进展，但由于经费、仪器设备等问题的制约，色谱在我国还没 有像发达国家那样，得到广泛应用，因此，在我国色谱技术还有进一 步开发利用的广阔前景。
离子色谱法的分析对象与应用领域
IC不仅灵敏度高，分析速度快，能进行多种离子的同时分离， 而且还能将一些非离子性物质变成离子性物质后测定，所以 在环境化学、食品化学、化工、电子、生物医药、新材料等 许多领域都得到广泛的应用。 分析对象物质： 无机阴离子：卤素及简单阴离子、酸根、阳离子的配阴离子 无机阳离子：碱金属、碱土金属、过渡金属、稀土无素 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、核苷酸、 蛋白质、碱基、抗生素
选择性的控制困难；检测方法受限制；难以用 于日常分析。
离子色谱的现状与发展趋势
比较内容
离子色谱原理及应用课件
测定食品中的矿物质、微量元素等，了解食品的营养价值。
在医药行业的应用
1 2
药品质量控制
检测药品中含有的阴、阳离子，确保药品质量和 安全。
生物样品分析
测定生物样品中的无机离子，了解生物体内离子 平衡状况。
3
医疗器械清洗效果评价
检测医疗器械清洗后残留的离子，评价清洗效果 。
04
离子色谱的优缺点
05
实际操作中的问题及解决方案
常见问题及解决方法
谱图异常问题
解决方法：检查样品是否含有杂质或受到污染，确保进样量准确，检查色谱柱是 否正常。
常见问题及解决方法
基线漂移问题
解决方法：检查流动相是否纯净，检查仪器是否漏液，检查检测器是否正常工作。
常见问题及解决方法
峰形异常问题
解决方法：调整流动相的组成和浓度，检查进样量是否过大或过小，检查色谱柱是否受损或堵塞。
背景和发展
随着离子色谱技术的不断完善， 其在环境、食品、医药等领域的 应用逐渐广泛，成为一种重要的 分离分析方法。
离子色谱的基本原理
01
02
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离子交换
离子色谱利用离子交换原 理，通过固定相和流动相 之间的离子交换实现离子 的分离。
分离过程
在分离过程中，不同离子 的结合能力和结合速度不 同，从而实现分离。
总结词
高盐度、复杂基质、准确测定
详细描述
在海水中阳离子的测定中，离子色谱法能够 克服高盐度和复杂基质的干扰，实现准确测 定。通过对海水中常见的阳离子（如钠离子 、钾离子、钙离子等）进行高效分离，可以 获得准确的测定结果，为海洋环境监测和研 究提供有力支持。
实际应用案例三：土壤中重金属离子的测定
离子色谱基础知识详解
离子色谱基础知识详解离子色谱(Ion Chromatography)是高效液相色谱（HPLC）的一种，是分析阴离子和阳离子的一种液相色谱方法。
离子色谱法在上世纪70年代逐步发展起来的一种微量离子分析技术，在分析测定阴、阳离子、离子型化合物方面具有灵敏、快速、准确度高、选择多样等优点，获得很多研究人员及技术人员的青睐，随后离子色谱仪被广泛应用于环境监测、石油化工、农药、食品生产等行业。
1、离子色谱的概念离子色谱（Ion Chromatography）是高效液相色谱（HPLC）的一种，是分析阴离子和阳离子的一种液相色谱方法。
它是以低交换容量的离子交换树脂为固定相对离子性物质进行分离，用电导检测器连续检测流出物质电导变化的一种色谱方法。
色谱技术：化学分析常用的一种分离技术离子型物质：在水溶液中电离,，具有正或负电荷的元素或者基团阴离子（7种）：F-、Cl-、Br-、NO2-、NO3-、SO42-、PO43-阳离子（6种）：Li+、Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+有机化合物：有机酸，氨基酸类，有机胺类，糖类，表面活性剂等。
离子色谱的检测对象：阴离子：75%、阳离子：15%、其他化合物及其有机酸占10%。
2、离子色谱的原理在色谱分离过程中，样品中的离子与流动相中对应离子进行交换，在一个短的时间，样品离子会附着在固定相中的固定电荷上。
由于各种样品待测离子和固定相树脂间的亲和力不同，吸附在固定相上的离子和流动相的离子发生竞争交换反应，各种离子按先后顺序被洗脱出来。
3、离子色谱的类型（1）离子交换色谱高效离子交换色谱应用离子交换的原理，采用低交换容量的离子交换树脂来分离离子，它在离子色谱中应用最广泛，其主要填料类型为有机离子交换树脂，主要用于有机和无机阴、阳离子的分离。
（2）离子对色谱离子对色谱的固定相为疏水型的中性填料，用于阴离子分离的对离子是烷基胺类，如氢氧化四丁基铵、氢氧化十六烷基三甲烷等；用于阳离子分离的对离子是烷基磺酸类，如己烷磺酸钠、庚烷磺酸钠等。
离子色谱基本理论和应用
17
离子排斥法分离机理
ＳＯ３－ Ｈ＋ ＳＯ３ Ｈ
－ ＋
Ｈ２ Ｏ Ｈ２ Ｏ
Ｈ２ Ｏ Ｈ Ｃｌ
＋ －
流动相
ＣＯＯ－ Ｈ＋
固定相
ＳＯ３－ Ｈ＋ ＣＯＯ－ Ｈ＋
Ｈ２ Ｏ （ＣＯＯＨ）２
２Ｈ＋（ＣＯＯ－）２
ＳＯ３－ Ｈ２Ｏ ＳＯ３－ Ｈ＋ Ｈ２Ｏ ＣＯＯ－ Ｈ＋ ＳＯ３－ Ｈ＋
ＣＨ３ＣＯＯＨ
Ｈ＋ ＣＨ３ＣＯＯ－
极性有色 化合物
传统的 IC
电化学 l 检测
极性无色 化合物
脉冲 安培 检测
光学 检测
传统的 HPLC
反相 分离
3726-01 37267
离子色谱系统构成
淋洗淮贮 存罐 淋洗液输 送 泵 电导池 样品注射
抑制器装置 抑制电导 检测
保护柱 离子交换 分离 色谱工作站 分析柱
数据采集和仪 器控制
8
11811-02 11811-
+ Na Y + +
H
+
H+ H+ + CO32H+ + X-
H2CO3 H+X-
至检测器
阳离子交换膜
废液 Y OH , H2
+ −
Y+
H_ + SO4
−
H2SO4
31
电化学抑制器的工作原理 (阴离子)
废液/气体
X-: 样品中的阴离子 Y+: 样品中的阳离子
纯水或来自检 测器的流体
Байду номын сангаас电极 （＋）
H2O , O2 H
(700μS)
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离子色谱(Ion Chromatography)是高效液相色谱（HPLC）的一种，是分析阴离子和阳离子的一种液相色谱方法。
狭义而言, 离子色谱法是以低交换容量的离子交换树脂为固定相对离子性物质进行分离, 用电导检测器连续检测流出物电导变化的一种色谱方法。
《离子色谱原理与应用》 [1] 中对离子色谱法的定义是：利用被测物质的离子性进行分离和检测的液相色谱法。
发展历史
1975 年, Small 等人 [2] 成功地解决了用电导检测器连续检测柱流出物的难题, 即采用低交换容量的阴离子或阳离子交换柱, 以强电解质作流动相分离无机离子, 流出物通过一根称为抑制柱的与分离柱填料带相反电荷的离子交换树脂柱。
这样, 将流动相中被测离子的反离子除去, 使流动相背景电导降低, 从而获得高的检测灵敏度。
从此, 有了真正意义上的离子色谱法( ion chromat ography, IC) , IC 也从此作为一门色谱分离技术从液相色谱法中独立出来。
1979 年, Gjerde 等 [3] 用弱电解质作流动相。
因流动相本身的电导率较低, 不必用抑制柱就可以用电导检测器直接检测。
人们把使用抑制柱的离子色谱法称作双柱离子色谱法( double column IC) 或抑制型离子色谱法( suppress ed IC) , 把不使用抑制柱的离子色谱法称作单柱离子色谱法( s ingle column IC) 或非抑制型离子色谱法( nonsuppressed IC) 。
基本原理
离子色谱的分离机理主要是离子交换，有3种分离方式，它们是高效离子交换色谱（HPIC）、离子排斥色谱（HPIEC）和离子对色谱（MPIC）。
用于3种分离方式的柱填料的树脂骨架基本都是苯乙烯-二乙烯基苯的共聚物，但树脂的离子交换功能基和容量各不相同。
HPIC用低容
量的离子交换树脂，HPIEC用高容量的树脂，MPIC用不含离子交换基团的多孔树脂。
3种分离方式各基于不同分离机理。
HPIC的分离机理主要是离子交换，HPIEC主要为离子排斥，而MPIC 则是主要基于吸附和离子对的形成。
离子交换色谱
高效离子交换色谱 [4] ，应用离子交换的原理，采用低交换容量的离子交换树脂来分离离子，这在离子色谱中应用最广泛，其主要填料类型为有机离子交换树脂，以苯乙烯二乙烯苯共聚体为骨架，在苯环上引入磺酸基，形成强酸型阳离子交换树脂，引入叔胺基而成季胺型强碱性阴离子交换树脂，此交换树脂具有大孔或薄壳型或多孔表面层型的物理结构，以便于快速达到交换平衡，离子交换树脂耐酸碱可在任何pH范围内使用，易再生处理、使用寿命长，缺点是机械强度差、易溶易胀、受有机物污染。
硅质键合离子交换剂以硅胶为载体，将有离子交换基的有机硅烷与基表面的硅醇基反应，形成化学键合型离子交换剂，其特点是柱效高、交换平衡快、机械强度高，缺点是不耐酸碱、只宜在pH2-8范围内使用。
离子交换色谱是最常用的离子色谱。
离子排斥色谱
它主要根据Donnon膜排斥效应，电离组分受排斥不被保留，而弱酸则有一定保留的原理，制成离子排斥色谱主要用于分离有机酸以及无机含氧酸根，如硼酸根碳酸根和硫酸根有机酸等。
它主要采用高交换容量的磺化H型阳离子交换树脂为填料以稀盐酸为淋洗液。
离子对色谱
离子对色谱的固定相为疏水型的中性填料，可用苯乙烯二乙烯苯树脂或十八烷基硅胶
(ODS)，也有用C8硅胶或CN，固定相流动相由含有所谓对离子试剂和含适量有机溶剂的水溶液组成，对离子是指其电荷与待测离子相反，并能与之生成疏水性离子，对化合物的表面活性剂离子，用于阴离子分离的对离子是烷基胺类如氢氧化四丁基铵氢氧化十六烷基三甲烷等，用于阳离子分离的对离子是烷基磺酸类，如己烷磺酸钠，庚烷磺酸钠等对离子的非极性端亲脂极性端亲水，其CH2键越长则离子对化合物在固定相的保留越强，在极性流动相中，往往加入一些有机溶剂，以加快淋洗速度，此法主要用于疏水性阴离子以及金属络合物的分离，至于其分离机理则有3种不同的假说，反相离子对分配离子交换以及离子相互作用。
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