第四章 离子对色谱法

全氟羧酸
戊烷磺酸 乙烷磺酸 庚烷磺酸钠
2、离子对试剂的相对分子量大小
相对分子质量较小的离子对试剂比相对分
子质量大的离子对试剂得到的分离好。
原因：用小的离子对试剂时，被分离离子的结构和 性质对离子对试剂与被分析离子所形成的复合物的 影响较大。
浓度的影响 ：
柱子的有效容量主要由离子对试剂决定，在一定范围内，当 离子对试剂的浓度增加时，被分离化合物的保留也增加。
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 min
Ion-interaction chromatogram of a standard mixture of seven anions
Peak identification: 1. Cl- ( 5 mg/L)； 2. NO2- ( 5 mg/L)；3. Br- ( 5 mg/L)； 4. NO3- ( 5 mg/L)；5. ClO3- ( 5 mg/L)；6. SO42- ( 5 mg/L)；7. I- ( 5 mg/L)； sp. system peak.Chromatographic conditions: column is Chromolith Speed ROD RP-18e (4.6 mm×50 mm) ；mobile phase is 1.5 mmol/L TBA-OH and 1.1 mmol/L phthalate (pH 5.5)；flow rate is 6 mL/min；column temperature is 30℃；inject volume is 20 μL；direct conductivity detection.
当 用 HPIC 分 离 时 ， NO3和 ClO3- 共 淋 洗 ， 而 用 TBAOH 作 离 子 对 试 剂 ， 在 MPIC 中 ， 由 于 NO3- 和 ClO3-疏水性不同，得到很 好的分离。
4.4.2 无机阳离子
将金属离子转变成带电荷的配离子，即配阳离子或螯合阳 离子，用反相离子对色谱进行分析。
（1） 阴离子表面活性剂分析
阴离子表面活性剂：
芳磺酸 芳磺酸盐（如甲苯 ﹑二甲苯和异丙基苯的磺酸盐） 烷烃和烯烃的磺酸盐 脂肪醇醚磺酸盐
烷基苯磺酸盐
离子对试剂：NH4OH LiOH
检测：电导, 紫外
（2）阳离子表面活性剂分析
阳离子表面活性剂： 季铵盐化合物 吡啶 吡咯烷 哌啶季盐 锍盐 磷盐 铵盐 井盐 离子对试剂： 盐酸 检测： 电导
第四章 离子对色谱法 (MPIC)
1 2 概述 保留机理
3
4 5
影响保留的主要参数
无机离子的分析 有机离子性化合物的分析
4.1 离子对色谱概述
离子对色谱 将一种（或多种）与溶质离子电荷相反的离子 （对离子或反离子）加到流动相中使其与溶质离 子结合形成疏水性离子对化合物，使其能够在两 相之间进行分配。 固定相为非极性的疏水固定相（C18或C8柱）, 流动相为含有对离子Y+的甲醇-水或乙腈-水，试 样离子X-进入流动相后，生成疏水性离子对Y+X后，在两相间分配。
4.8 手性对映体分离
离子对试剂： 手性离子对试剂 两性离子对试剂
1章总结
1. 仪器分析方法分类。 2. 离子色谱是用来检测离子型物质的一 种液相色谱法。 3. 离子色谱仪的基本构成。 4. 离子色谱仪的分类。 5. 离子色谱仪的应用。 6. 离子色谱方法的优点。
3章总结
1. 2. 3. 4. 5. 6. HPIEC的分离机理 HPIEC 所用的固定相和流动相 HPIEC 的突出优点 影响保留的因素 有机酸在HPIEC 的洗脱规律 HPIEC的应用
对以给定的分离体系，有机改进剂的浓度取决于离子对试剂的疏水性。 被测组分的疏水性越强，所需有机改进剂的浓度越高，离子对试剂的疏 水性越强，所需有机改进剂的浓度越高。
高氯酸根保留时间与乙腈体积分数关系图
2.5 2
1.5 1 0.5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
乙腈体积分数 / %
色谱柱：Chromolith Speed ROD RP-18e (4.6 mm×50 mm) ；淋洗液： 0.25 mmol/L TBA-OH + 0.18 mmol/L邻苯二甲酸， pH 5.5；流速：6.0 mL/min；柱温：30 ℃； 进样体积：20 μL；检测 方式：直接电导检测
离子对试剂的选择依据：
1. 被测离子的疏水性
亲水性离子分离选择疏水性离子对试剂；
疏水性离子的分离，选择亲水性离子对试剂。
阴离子分离 氢氧化铵 氢氧化四甲基铵 （TMAOH） 阳离子分离 盐酸 高氯酸 疏水性
氢氧化四乙基铵 （TEAOH）
氢氧化四丙基铵 （TPAOH） 氢氧化四丁基铵 （TBAOH）
离子对试剂 ion pair reagent: 分离阴离子用离子对试剂： 季铵碱﹑季铵盐，如氢氧化四丁（基）铵
（TBAOH） 。
分离阳离子用离子对试剂：
烷基磺酸﹑烷基磺酸盐，如庚烷磺酸钠。
对离子（反离子）：
与溶质离子形成离子对的离子。
离子对色谱的分离机理
1、离子对形成 待测离子与离子对试剂生成中性“离子对”分布 于固定相和流动相之间，其分离类似传统的反相分 离。 2、动态离子交换 离子对试剂的疏水部分吸附于固定相形成动态的 离子交换表面，其分离机理类似于离子交换。 3、离子相互作用 除包括以上两种分离机理和固定相表面双电层结 构的分离机理。
型的固定相的分离效果不会有显著差别。
4.3.5 色谱柱温
多数情况下，柱温升高，溶质保留减小。
1.4 1.2 1
0.8 0.6 0.4 0.2 20 25 30 35 40 45 温度 T emperature/℃
色谱柱：Chromolith Speed ROD RP-18e (4.6 mm×50 mm) ；淋洗液： 0.25 mmol/L TBA-OH +7%乙腈 + 0.18 mmol/L邻 苯二甲酸, pH 5.5；流速： 5.0 mL/min；柱温：30 ℃； 进样体积：20 μL；检测 方式：直接电导检测
（1）过渡金属和重金属离子的CN-﹑Cl-等配阳离子分离
（2）硫代和硒代金属水合离子的分离 如MonS2-4-n （n = 0 ～ 4) (3) 稀土元素分离 以EDTA﹑草酸﹑酒石酸作配位体
4.5 有机离子性化合物的分析
4.5.1 表面活性剂离子的分析
阴离子型表面活性剂
阳离子型表面活性剂
非离子型表面活性剂
t R /min
Volume fraction of acetonitrile
4.3.3 无机盐添加剂
无机盐添加剂：如Na2CO3 Na2CO3 可以显著影响二价或多价阴离子保留，并 使其峰形得到改善。随其浓度增加，溶质保留会减小。
4.3.4 固定பைடு நூலகம்的性质
在IPC中，溶质在同一类型不同固定相上的保留 值lnk′之间存在良好的线性关系，即以同一组溶质在 A和B两柱上的保留值lnk1′和lnk2′作线性回归，能得 到良好的线性相关系数。这说明，在IPC中，同一类
4.2 离子对色谱分离机理
4.3 影响保留的主要参数


离子对试剂的种类和浓度
有机改进剂的种类和浓度


无机盐的种类和浓度
色谱柱温度 固定相性质 流动相酸度
4.3.1 离子对试剂的种类和浓度
分离阴离子的离子对试剂（季铵碱）： 氢氧化四丁（基）铵（TBAOH） 氢氧化四丙（基）铵 氢氧化四甲（基）铵 氢氧化十六烷基三甲胺 溴化十六烷基三甲基铵 分离阳离子的离子对试剂（长链烷基磺酸或盐）： 丁烷磺酸或盐 辛烷磺酸或 十二烷基磺酸或盐 庚烷磺酸或盐
高氯酸根
4.3.2 有机改进剂的种类和浓度
有机改进剂通过以下两种作用来减少保留时间和改进分离的选择性。 （1）与离子对试剂竞争固定相表面的吸附位置，从而减少柱子的有效容量。 （2）降低流动相的极性，由此影响被分离化合物与离子对试剂所形成的复 合物在疏水环境中的分配。
改进剂种类：
乙腈﹑甲醇和异丙醇
改进剂浓度：
t R /min
高氯酸根
4.4 无机离子的分析
优势：不需专门的离子色谱仪，只用普通 的液相色谱仪就可以进行无机离子的分析。
4.4.1 无机阴离子
关键：无机阴离子的检测 （1）简单无机阴离子分析 （2）可极化阴离子的分离,如多硫化物
μS/cm 2.0 1 6
1.5 4 1.0 2 3 0.5
5 7 sp
4章总结
1. MPIC的分离机理
2. 影响保留的因素
3. 选择离子对试剂的原则 4. 有机改进剂的种类及最佳选择并说明原因
5. MPIC的应用
t R /min
高氯酸根
4.3.6 流动相 pH
改变流动相pH值，可以控制溶质的保留或提高检 测灵敏度。
1.2 1
0.8 0.6 0.4 3.5 4 4.5 5 5.5 pH 6 6.5 7 7.5
色谱柱：Chromolith Speed ROD RP-18e (4.6 mm×50 mm) ；淋洗液： 0.25 mmol/L TBA-OH +7%乙腈 + 邻苯二甲酸； 流速：5.0 mL/min；柱温： 30 ℃；进样体积：20 μL； 检测方式：直接电导检测
4.6 药物成份分析
（1）生物碱 生物碱在溶液中一般为阳离子。 离子对试剂常用烷基磺酸或烷基磷酸 （2）水溶性维生素（维生素C 、 B1 、 B2 、 B6 、 BC等） 一般选用C18或C8固定相 离子对试剂：环己酸盐 (3) 抗生素 青霉素 ﹑红霉素 ﹑庆大霉素等
4.7 生物物质分析
（1） 氨基酸﹑肽和蛋白质 （2） 核酸物质 （ 3） 糖 （4） 有机酸 （5） 生物胺
3.5 3
t R /min
2.5 2 1.5 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 TBA-OH 浓度concentration/(mmol/L)
色谱柱： Chromolith Speed ROD RP-18e (4.6 mm×50 mm) ；淋洗液：TBAOH + 邻苯二甲酸， pH 5.5；流速：5.0 mL/min；柱温：30 ℃； 进样体积：20 μL；检 测方式：直接电导检 测