离子色谱法原理及应用
离子色谱原理及应用
8mM 9mM 10mM 11mM 12mM 13mM Ca2+ Mg2+ K+ NH4+ Na+
浓度（ＭＳＡ）
淋洗液的组成 vs. 保留时间
20
Retention time (min) 16 12 8 4 0 0 0.11 0.22 0.33 Comp. ratio (NaHCO3/Na2CO3) SO42HPO42NO3BrNO2ClF-
离子色谱基本原理及应用
色 谱 的 原理
«色谱是某种颜色的混合物分离为不同颜色的成份。该方法用于分离 化学性质相似但又难于分离的化学物质»
希腊语 chromatography chroma = 颜色 graphein = 记录
色谱的原理
教学的简单实验: 准备一张纸 滴加一小滴黑墨水 在墨水的中央滴加一滴水 观察黑墨水的颜色变化
阴离子 (II) 碳酸盐 / 碳酸氢盐 氢氧化钾 硼酸盐
8
离子色谱
– 离子交换色谱 –
固定相和流动相竞争待测组份 – 阳离子分离机理 –
9
离子色谱
– 离子交换色谱 –
阳离子 色谱实例 [淋洗液: 2.0 mmolHNO3 – 分离柱: Metrosep C4-50]
10
离子色谱
– 离子交换色谱 –
基线后，其它气体将按照程序依次被加热解吸出来并自动测定。
每一种气体的解吸、检测都是在前一种被测气体 TCD 信号回到 基线后进行，所以被分离气体信号没有重叠。根据内存中标准 样品的校正曲线自动转化为待测样品中碳、氢、氮、硫元素的 质量百分含量或原子质量比。
三 .仪器用途
离子色谱原理与应用
离子色谱原理与应用一、离子分离离子色谱法是一种高效、快速、高分辨率的离子分离技术。
它利用固定相和流动相之间的相互作用，实现对不同离子的吸附、解吸和迁移过程的分离。
固定相是色谱柱中的填料，根据离子的性质和极性等特征进行选择。
流动相是经过纯化的水或有机溶剂，作为离子传输的媒介。
通过控制固定相和流动相的性质以及流速，可以实现不同离子的分离。
二、固定相和流动相在离子色谱中，固定相是色谱柱中的填料，根据离子的性质和极性等特征进行选择。
常用的固定相包括硅胶、氧化铝、聚合物等。
流动相是经过纯化的水或有机溶剂，作为离子传输的媒介。
在离子色谱中，常用的流动相包括碳酸盐、甲酸盐、乙酸盐等。
通过控制固定相和流动相的性质以及流速，可以实现不同离子的分离。
三、离子识别离子色谱法利用固定相上的离子识别试剂实现对不同离子的识别。
离子识别试剂是与固定相键合的有机分子，其极性和官能团可以与不同的离子发生相互作用。
通过控制离子识别试剂的性质和浓度，可以实现对不同离子的选择性识别。
四、样品制备在离子色谱中，样品的制备是关键步骤之一。
样品制备的目的是将待测离子从复杂的基质中分离出来，并将其转化为适合离子色谱分析的形式。
常用的样品制备方法包括萃取、沉淀、过滤等。
具体的样品制备方法应根据待测离子的性质和基质的类型进行选择。
五、应用领域离子色谱法在多个领域都有广泛的应用，如环境监测、食品检测、生物医学等。
在环境监测领域，离子色谱法可用于检测水体中的阴、阳离子和有机酸等污染物。
在食品检测领域，离子色谱法可用于检测食品中的无机盐、有机酸等成分。
在生物医学领域，离子色谱法可用于检测生物样品中的阴、阳离子和有机酸等代谢产物。
六、发展趋势随着技术的不断发展，离子色谱法在多个方面都有了新的发展。
首先，新的固定相和流动相的不断涌现，使得离子色谱法的分离效果和选择性得到了进一步提高。
其次，联用技术的出现，如与质谱联用、与光谱联用等，为离子色谱法提供了更广阔的应用前景。
离子色谱仪的原理和使用方法
离子色谱仪的原理和使用方法
离子色谱仪是一种用于分析离子化合物的仪器，它通过离子交换柱分离样品中的离子，并使用检测器检测分离出的离子，从而实现离子化合物的定量分析。
离子色谱仪的原理主要包括以下几个步骤：
1. 样品进样：将待分析的样品通过溶剂进样装置引入离子色谱柱。
2. 离子交换：样品中的离子在离子交换柱中与离子交换剂之间发生离子交换反应。
离子交换剂是固定在柱子上的带有电荷的树脂，它会吸附样品中的离子，使其与溶剂分离。
3. 洗脱：通过滴定溶液或渗透溶剂的使用，将吸附在离子交换柱上的离子逐一洗脱出来，从而实现对各个离子的分离。
4. 检测：洗脱出的离子进入检测器进行检测。
常用的检测器包括电导检测器、荧光检测器等。
检测器会根据不同离子的性质给出相应的信号，从而实现对离子进行定量分析。
离子色谱仪的使用方法主要包括以下几个步骤：
1. 设置仪器参数：根据样品的性质和分析要求，设置仪器的流速、溶液浓度等参数。
2. 样品制备：将待分析的样品制备成适当的溶液，通常需要进
行稀释和过滤等处理。
3. 样品进样：使用进样器或自动进样系统将样品引入离子色谱柱。
4. 开始分析：启动仪器，让样品通过离子交换柱进行离子交换和洗脱，并将洗脱出的离子送入检测器进行检测。
5. 数据分析：根据检测器给出的信号，进行数据分析和结果判定。
需要注意的是，使用离子色谱仪时应遵循仪器的操作规程，注意安全操作，避免样品的交叉污染。
离子色谱仪的基本原理和应用 离子色谱仪工作原理
离子色谱仪的基本原理和应用离子色谱仪工作原理离子色谱是液相色谱的一种，是分析阴阳离子的一种液相色谱方法，该方法具有选择性好、灵敏、快速、简便等优点，并且可以同时测定多种组分。
一般由流动相输运系统、进样系统、分别系统、抑制或衍生系统、检测系统及数据处理系统等几部分构成。
离子色谱仪的基本原理：分别的原理是基于离子交换树脂上可离解的离子与流动相中具有相同电荷的溶质离子之间进行的可逆交换和分析物溶质对交换剂亲和力的差别而被分别。
适用于亲水性阴、阳离子的分别。
离子色谱仪应用范围：阴离子分析：理想的方法阳离子分析：碱金属碱土金属，有机胺和铵多元素同时测定，价态形态分析有机化合物：水溶性和极性化合物，有机酸，有机胺，糖类，氨基酸，抗生素离子色谱仪的结构构成和分类介绍离子色谱仪是高效液相色谱的一种，故又称高效离子色谱（HPIC）或现代离子色谱，其有别于传统离子交换色谱柱色谱的紧要是树脂具有很高的交联度和较低的交换容量，进样体积很小，用柱塞泵输送淋洗液通常对淋出液进行在线自动连续电导检测。
离子色谱仪紧要包括输液系统、进样系统、分别系统、检测系统等4个部分。
此外，可依据需要配置流动相在线脱气装置、自动进样系统、流动相抑制系统、柱后反应系统和全自动掌控系统等。
1）输液系统：作用是使流动相以相对稳定的流量或压力通过流路系统。
2）进样系统：基本要求是耐高压、耐腐蚀、重复性好、操作便利。
3）分别系统：分别机理紧要是离子交换,基于离子交换树脂上可离解的离子与流动相中具有相同电荷的溶质离子之间进行的可逆交换,不同的离子因与交换剂的亲和力不同而被分别。
4）分别系统：紧要有电导检测器,紫外可见光检测器,安培检测器,荧光检测器等。
a）抑制器、电导检测器b）色谱—质谱连用等技术通常情况下，离子色谱可以分为三种类型：离子交换色谱、离子排斥色谱、离子对色谱。
1.离子交换色谱：离子交换色谱以离子间作用力不同为原理，紧要用于有机和无机阴、阳离子的分别。
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
03
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
仪器分析技术8离子色谱法
仪器分析技术8离子色谱法离子色谱法（Ion Chromatography，IC）是一种利用一系列带电的离子交换树脂对溶液中的离子进行分离和分析的方法。
离子色谱法是仪器分析技术中的一种重要方法，被广泛应用于环境、食品、药品、化妆品等领域。
本文将从离子色谱法的基本原理、仪器结构以及应用领域等方面进行论述。
离子色谱法的基本原理是利用离子交换树脂的吸附、解吸作用对溶液中的离子进行分离。
离子交换树脂是一种高分子化合物，其分子表面带有带电的离子交换基团，可以与溶液中的离子发生化学反应。
当溶液通过离子交换树脂固相柱时，离子交换基团与离子发生吸附和解吸作用，导致溶液中不同离子的保留时间不同，从而实现离子的分离。
离子色谱法的仪器结构主要包括溶液系统、固相柱、检测器和数据处理系统。
其中溶液系统包括进样装置、溶液混合装置和流动控制装置，用于将待测溶液按照一定比例混合，并通过流动控制装置控制溶液的流速。
固相柱是实现离子分离的关键部分，通过选用不同类型的离子交换树脂固定在柱中，使得不同离子的保留时间不同。
常见的固相柱包括阴离子交换柱和阳离子交换柱。
检测器一般选用电导检测器或者紫外检测器，用于检测离子的浓度。
数据处理系统用于显示和处理检测到的信号，得到相应的离子浓度。
离子色谱法具有多种优势，例如高分离能力、灵敏度高、分析速度快、样品量少等。
正因为这些优势，离子色谱法在环境监测、食品安全、药物分析等领域得到了广泛的应用。
在环境监测领域，离子色谱法可以用于监测水体中的离子污染物，例如阴离子（硝酸根、硫酸根等）和阳离子（氨、镁、钙等）。
在食品安全领域，离子色谱法被用于检测食品中的痕量元素和添加剂，例如食盐中的亚硝酸盐和食品添加剂中的铝、钠、钾等离子。
在药物分析领域，离子色谱法可以应用于药物中杂质的检测和分析。
总之，离子色谱法作为一种重要的仪器分析技术，具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展，离子色谱法在分离和分析领域的应用将会变得更加广泛和多样化。
离子色谱仪的原理和应用
废液
淋洗液
淋洗液
废液
样品
至分离柱 样品环
样品
至分离柱
2023/12/12
4 色谱柱
• 因为流动相是强酸 强碱，故柱子不能 是金属柱。涉及泵、 管道、阀、色谱柱 和接头都要用 PEEK制成。
• IC能否是正相色谱？
2023/12/12
5 检测器
电导检测器
▪ 检测具有电导性化合物旳通用型检测器 ▪ 离子色谱最常用旳检测器
2023/12/12
废液
2023/12/12
克制器旳作用
Conductivity
NaF,NaCl,NaNO3 Na2HPO4,Na2SO4
Back Ground： Na2CO3 / NaHCO3
～～
(700μS)
Retention time
NaF NaCl NaNO3
Na2SO4
Na2HPO4
～～
2023/12/12in H2CO3
时间
SO42 -
12943
克制器
提升待测离子旳电导率：
提升敏捷度
Na+, Cl-
H+, Cl-
降低背景电导 (淋洗液) :
降低噪音
Na+, HCO3-
H2CO3
Na+, OH-
2023/12/12
H2O
阳极 废液
Na+, X- 在 NaOH 淋洗液中
阴极
废液
5.0
F-
0
0
5.00
2023/12/12
10.00 Retention time(min)
15.00
离 子 非克制型离子色谱仪（单柱型） 色 谱 克制型离子色谱仪（双柱型） 仪
离子色谱法的原理及应用
离子色谱法的原理及应用1. 原理离子色谱法（Ion Chromatography, IC）是一种基于分离离子溶质的化学分析技术。
它利用离子交换作为分离机理，将待测样品中的阴阳离子分离开来，再通过检测器对其进行检测和定量。
离子色谱法的原理主要依赖于以下几个方面： - 样品预处理：将待测样品经过适当的前处理方法，如稀释、滤过、调pH等，使之适合进入色谱柱进行分析。
- 色谱柱：离子色谱仪中的色谱柱一般采用阴离子交换柱或阳离子交换柱。
色谱柱的选择要根据分离目标离子的性质来确定，以获得较好的分离效果。
- 流动相：离子色谱中的流动相是指溶液，在色谱柱中起到溶解、输送离子的作用。
流动相的pH 值和离子浓度的选择对于离子分离的效果有重要影响。
- 检测器：离子色谱中常用的检测器有导电检测器、电导抑制型检测器、电化学检测器等。
每种检测器都有其适用范围和灵敏度的特点。
2. 应用离子色谱法在实际分析中具有广泛的应用，主要包括以下几个方面：2.1 环境监测离子色谱法可用于对环境中水、大气、土壤等中的离子进行定性和定量分析。
例如，对水中的阴阳离子、溶解有机物进行分析。
这些分析结果能够帮助评估环境的质量，为环境保护和治理提供依据。
2.2 食品安全检测离子色谱法能够对食品中的离子残留物进行检测，如重金属离子、亚硝酸盐、亚硝胺、草甘膦等。
通过离子色谱法的分析，可以评估食品样品的安全性，保障食品安全。
2.3 制药行业离子色谱法在制药行业中的应用广泛。
例如，可用于药品中的有害杂质检测，如药物残留物、阴离子和阳离子等。
同时，离子色谱法还可用于药品的质量控制和分析。
2.4 生命科学研究离子色谱法在生命科学研究中有着重要的应用。
例如，在细胞培养过程中，离子色谱法可以用于监测培养基中的离子浓度，为细胞生长提供合适的环境。
此外，离子色谱法还可以用于生物分子的分离和纯化等。
2.5 医药分析离子色谱法在医药分析中有着广泛的应用。
例如，可用于体液中离子浓度的测定，如血液中的离子浓度、药物代谢产物等。
离子色谱法工作总结
离子色谱法工作总结
离子色谱法是一种用于分离和分析离子化合物的重要技术。
它在环境监测、食
品安全、生命科学和药物研发等领域具有广泛的应用。
在这篇文章中，我们将总结离子色谱法的工作原理、应用和未来发展趋势。
离子色谱法的工作原理基于离子交换树脂的特性。
当样品溶液通过离子交换柱时，离子交换树脂上的功能基团会与样品中的离子发生交换，从而实现离子的分离。
离子色谱法可以分为阳离子色谱和阴离子色谱两种类型，分别用于分离阳离子和阴离子。
离子色谱法在环境监测中被广泛应用，例如检测水中的重金属离子、阴离子和
阳离子等。
在食品安全领域，离子色谱法可以用于检测食品中的添加剂、防腐剂和污染物。
此外，离子色谱法还在生命科学和药物研发中发挥着重要作用，用于分析生物样品中的离子化合物。
未来，离子色谱法有望在分析灵敏度、分辨率和分析速度方面得到进一步提升。
随着新材料和新技术的不断发展，离子色谱法将能够更准确、更快速地分析各种离子化合物，为各个领域的研究和应用提供更好的支持。
总之，离子色谱法作为一种重要的分析技术，具有广泛的应用前景。
通过不断
的技术创新和应用研究，离子色谱法将会在环境监测、食品安全、生命科学和药物研发等领域发挥越来越重要的作用。
离子色谱原理及应用
离子色谱原理及应用离子色谱（Ion Chromatography）是一种基于化学物质电离的原理，用于分离和分析溶液中离子的方法。
离子色谱是一种高效、灵敏、准确、可靠的分析技术，在环境监测、食品安全、药物化学、化工生产等领域得到广泛应用。
本文将详细介绍离子色谱的原理及其应用。
一、离子色谱原理离子色谱的分离原理主要有两种：离子交换和离子排斥。
离子交换色谱基于样品中离子与固定相上的离子交换，而离子排斥色谱则是通过固定相上的聚电解质形成一个可渗透的层，排斥离子进入该层，从而实现分离。
离子交换色谱的固定相通常是排列在芯片上的离子树脂。
当样品通过色谱柱时，柱中的离子树脂将与溶液中的离子进行交换。
离子交换色谱主要通过相对亲和性分离带电离子。
该技术适用于分析阴离子和阳离子，如无机阴离子、有机阴离子、无机阳离子等。
离子排斥色谱则通过多离子型聚合物系列中的阴离子聚合物、阳离子聚合物，使样品在聚合物束缚的空间内滞留时间不同来实现分离。
聚电解质通常是以聚乙烯醇（PVA）为基础的聚合物。
离子排斥色谱主要通过对溶液中离子的亲和性差异来实现分离。
离子排斥色谱适用于带电离子的溶液分析，如各种离子实和氨基酸等。
离子色谱方法是一种多步骤分析方法，主要包括样品制备、样品进样、离子交换、离子分离和检测等步骤。
二、离子色谱的应用离子色谱在环境监测、食品安全、药物化学、化工生产等领域有着广泛的应用。
1.环境监测离子色谱在环境监测中主要用于分析质量浓度低、含有多种离子的水样。
例如，可以用离子色谱法分离并测定水中的氯化物、硫酸盐、亚硝酸盐、硝酸盐等离子。
通过离子色谱法的分析结果，可以评估水环境的质量。
2.食品安全离子色谱在食品安全检测中的应用非常重要。
离子色谱可以用于分析食品中的营养成分、食品添加剂、防腐剂、重金属等有害物质。
例如，可以用离子色谱法分析食品中的防腐剂如亚硝酸盐的含量，以评估食品是否符合食品安全标准。
3.药物化学离子色谱在药物化学中可用于药品质量控制、功效评价等方面。
离子色谱仪的原理及应用
电解质的浓度,这样就难以测量由于样品离子的存在而产生微弱电导的变化。
溶液总电导 ＝ λ＋ ＋ λ－
流动相：酸性或碱性水溶液
Na , Na+, OH-
离子色谱法。
H2O+
CO32-
H2CO3 降低本底电导
用NaHCO3-Na2CO3为淋洗液时？
Na+, OH 1975年， Dow Chemical公司的 H.
R—SO3-H+ + M+ = R—SO3- M+ + H+
阴离子交换： R—NR4+OH- + X- = R—NR4+X- + OH-
Na+、Ca2+: 谁先被洗出？为什么？
组分与离子交换剂之间亲和力的大小与离子半径、 电荷、存在形式等有关。亲和力大，保留时间长：
对阳离子，滞留顺序为： Fe3+, Ba2+, Pb2+, Sr2+, Ca2+, Ni2+, Cd2+, Cu2+, Co2+, Zn2+, Mg2+, UO22+, Tl+, Ag+, Cs+, Rb+, K+, NH4+, Na+, H+, Li+
Fe3+ & Fe2+, Cr3+ & Cr6+ ，NO2- & NO3-…
7种常见阴离子（F-、Cl-、Br-、NO3-、NO2-、SO42-、PO43-） 6种常见阳离子（Li+ 、Na+、K+ 、NH4+ 、Ca2+、Mg2+ ）
离子色谱法原理及应用
❖
分离是基于固定相和被分析物之间三种不
同的作用-Donnan排斥、空间排斥和吸附作用。
这种分离方式主要用于弱的有机和无机酸及醇
类的分离。
❖ C. 离子对色谱法（MPIC）： 分离是基于被分析物在分析柱上的
吸附作用。分析柱的选择性主要取决于流 动相的组成和浓度。流动相除了加入有机 改性剂之外，还需加入离子对试剂。这种 分离方式可用于表面活性阴离子和阳离子 以及过渡金属配合物的分离。
❖ 抑制器的作用：一是降低淋洗液的背景电导；二
是增加被测离子的电导值，改善信噪比；三是消除反 离子峰对弱保留离子的影响。
❖ 抑制器的发展
抑制器的发展经历了四个阶段。
第一阶段：树脂填充的抑制器（最早的抑制器）
第二阶段：管状纤维膜抑制器
第三阶段：平板微膜抑制器
第四阶段：自身再生抑制器。具有高的抑制容量、 快的平衡时间，不需化学再生液。它是在平板微 膜抑制器的基础上发展起来的，与平板微膜抑制 器都称为微膜抑制器，抑制容量高，满足梯度洗 脱的要求。
物
❖ 电化学(安培法)
在特定的条件下可对某些化合物直接进行氧化 还原反应.比如I-，S2-，CN－，糖类，氨基酸等
分为直流安培，脉冲安培，积分安培。
❖ 紫外－可见光度法和荧光法
紫外直接吸收或可见光光度法测定选择性强
如NO2－，Br－，NO3－ 可进行柱后衍生，如铬酸盐、过渡金属、稀土
金属等以及有机污染物的检测。
一般无，但ELSD和MS需要，用量大。
特殊金属材料为主，耐有机溶剂， 不耐强酸强碱
正反相系统兼离子交换。种类相对 较多。
水要求相对较低，大于10 mΩ，成 本不高。要求HPLC级试剂。
通用性强，品牌多选择余地大，价 格相对较低。
离子色谱法原理
离子色谱法原理离子色谱法是一种利用离子交换树脂对离子进行分离和分析的方法。
其原理是根据不同离子在固定相中的吸附和解吸特性，通过流动相将混合物中的离子分离开来，再通过检测器进行检测和定量分析。
离子色谱法广泛应用于环境监测、食品安全、生物医药等领域，具有灵敏度高、分离效果好、操作简便等优点。
离子色谱法的原理包括样品的进样、固定相的作用、流动相的选择和检测器的检测。
首先是样品的进样，样品通过进样装置进入色谱柱，然后与固定相发生作用。
固定相是离子交换树脂，它能够吸附和解吸离子，实现离子的分离。
流动相的选择对离子的分离效果有很大影响，不同的流动相可以实现不同程度的分离效果。
最后是检测器的检测，常用的检测器包括电导检测器、紫外-可见检测器和荧光检测器等，它们能够对分离后的离子进行检测和定量分析。
离子色谱法主要适用于离子化合物的分离和分析，包括阳离子和阴离子。
在分析阳离子时，通常使用阴离子交换树脂作为固定相，而流动相则是含有阴离子的溶液。
这样，在色谱柱中，阴离子交换树脂会吸附阳离子，实现对阳离子的分离。
同样，在分析阴离子时，使用阳离子交换树脂作为固定相，流动相则是含有阳离子的溶液，实现对阴离子的分离。
离子色谱法在实际应用中有许多优点。
首先，它对离子的分离效果非常好，能够实现对不同离子的高效分离。
其次，离子色谱法的灵敏度非常高，能够对微量的离子进行检测和定量分析。
此外，离子色谱法操作简便，不需要复杂的操作步骤，适用于实验室和现场分析。
最后，离子色谱法对样品的要求较低，能够对各种类型的样品进行分析，包括水样、食品样品等。
总之，离子色谱法是一种重要的离子分离和分析方法，具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展，离子色谱法在环境监测、食品安全、生物医药等领域将发挥越来越重要的作用，为人们的生活和健康保驾护航。
离子色谱的原理与应用
离子色谱的原理与应用概述离子色谱是一种基于溶液中离子之间相互作用的色谱分析技术。
它是通过固定相和流动相中离子的相互作用来进行分离和检测的。
离子色谱广泛应用于环境监测、食品安全检测、药物分析等领域。
本文将介绍离子色谱的原理和一些应用。
原理离子色谱的基本原理是将带电离子通过悬浮在流动相中的饱和溶液溶液中的固定相分离。
离子在流动相中会与固定相上的官能团发生化学反应或静电相互作用，从而发生分离。
离子色谱分成两类：弱离子交换色谱（IEX）和强离子交换色谱（SAX）。
弱离子交换色谱（IEX）弱离子交换色谱（IEX）是利用带电离子与固定相上的离子交换基团之间的静电相互作用进行分离的。
常见的固定相包括阴离子交换剂和阳离子交换剂。
当流动相中的离子与固定相上的离子交换基团结合时，离子会从流动相中被固定相吸附，从而实现离子的分离。
强离子交换色谱（SAX）强离子交换色谱（SAX）是利用在碱性或酸性条件下，固定相上的离子交换基团与带电离子之间的静电相互作用发生化学反应进行分离的。
常见的固定相包括阴离子交换剂和阳离子交换剂。
在强离子交换色谱中，离子与固定相的化学反应扮演了关键的角色。
应用离子色谱在各领域中都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用举例：1.环境监测–海水中有机酸的分析–土壤中离子的分析2.食品安全检测–食品中亚硝酸盐的检测–食品中重金属离子的检测3.药物分析–药物中离子残留的分析–生物样品中离子的定量分析4.化学研究–离子反应动力学的研究–离子产物的定性和定量分析结论离子色谱是一种基于溶液中离子之间相互作用的色谱分析技术。
它通过固定相和流动相中离子的相互作用来进行分离和检测。
离子色谱在环境监测、食品安全检测、药物分析等领域有着广泛的应用。
通过了解离子色谱的原理和应用，我们可以更好地理解和应用这种分析技术。
离子色谱法的基本原理
废液
阴离子交换膜
H2O, H2 电极 （－）
OHOH-
H2 + OH-
H2O
H2O
至检测器
H2O
2. 离子色谱仪
➢检测系统--检测方式
电导检测器
▪ 检测具有电导性化合物的通用型检测器 ▪ 离子色谱最常用的检测器
电化学(安培法)
▪ 在特定的条件下可对某些化合物直接进行氧化还原反应
紫外－可见光度法
纯水或来自检 测器的流体
电极 （＋） H2O , O2
H+ H+ H+ + O2
H2O
阳离子交换膜
H2O Na+ Y+ X- Na+ CO32-
(样品, 淋洗液)
H+H+ Na+ Y+
H+ H+ + CO32-
H+ + X-
H2CO3 H+X-
阳离子交换膜
废液
Na+OH- , H2
NYa+ + OH- H2 + OH-
Minutes
标准曲线
50
100
150
200
250
样品浓度
• 校正曲线只有在建立这条曲线的浓度范围内有效，高或低 于这些点都可能引起计算错误
检测器响应
灵敏度问题
所希望的检测范围
最低浓度标样
样品浓度
线性问题 最高浓度标样
Thank you ！
离子色谱法
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
1. 离子色谱法的基本原理
1. 离子色谱法的基本原理
离子色谱仪的原理与应用
离子色谱仪的原理与应用
离子色谱仪工作原理：
充分利用固定相与流动相间的交换作用，根据固定相中离子交换树脂上可离解的离子与流动相中具有相同电荷的溶质离子在分离色谱柱中滞留时间长短的不同，以及分析物溶质与交换剂之间亲和力的差异性来进行分离。
离子色谱仪比较适用于亲水性阴、阳离子的分离。
检测的常见阴离子包括：F-, Cl-, Br-, NO2-, PO43-, NO3-,SO42-等；
检测的阳离子主要包括:Li+, Na+, NH4+, K+, Ca2+, Mg2+, Cu2+,
Zn2+,Fe2+, Fe3+等。
离子色谱法的检测方法的技术优势主要有以下几个方面：1、离子色谱仪的灵敏度较高，对检测无机阴离子和阳离子等水环境的含量的效果较差。
在检测痕量离子方面，其效率是传统方法的十倍以上；2、离子色谱仪的操作方法相对简单，操作时间较短，因此测试人员可以快速掌握该检测方法的要点；3、离子色谱仪具有广泛的色谱法，可有效地检测多种有害物质。
一次检测可以分析多种污染物。
离子色谱的原理及应用
离子色谱的原理及应用1. 离子色谱的原理离子色谱（Ion Chromatography，IC）是一种分离和分析离子的方法。
其原理是利用离子交换剂对液相中的离子进行选择性吸附和解吸，实现离子的分离。
离子色谱的分离过程如下： 1. 样品预处理：将样品中的离子溶解于适当的溶剂中，并对样品进行预处理，如过滤和稀释等。
2. 进样：将经过预处理的样品通过进样装置进入色谱柱。
3. 色谱柱：离子色谱柱是离子色谱的核心部分，通过填充离子交换剂来实现离子的分离。
离子在色谱柱中与离子交换剂发生相互作用，不同离子的相互作用力不同，从而实现离子的分离。
4. 洗脱：通过改变洗脱剂的性质，使吸附在色谱柱上的离子释放出来。
不同离子的洗脱时间不同，从而实现离子的分离。
5. 检测：离子分离后，需要进行定性和定量分析。
常用的检测方法有导电检测器、光学检测器和质谱检测器等。
2. 离子色谱的应用离子色谱具有以下主要应用领域：2.1 环境分析•水质监测：离子色谱可用于监测水中各种离子的浓度，如阳离子（钙、镁、钠、钾等）和阴离子（硝酸根离子、亚硝酸根离子、氯离子等）。
这对于水质评估和环境保护具有重要意义。
•大气颗粒物分析：离子色谱可用于分离和分析大气颗粒物中的离子，如硫酸根离子、硝酸根离子和铵离子等。
这对于研究大气污染物的来源和影响具有重要意义。
2.2 制药和生物医学领域•药物分析：离子色谱可用于药物样品中离子的分离和分析，如药物中金属离子（钠、钾、镁等）和阴离子（磷酸根离子、硫代硫酸根离子等）的测定。
•生物样品分析：离子色谱可用于分离和分析生物样品中的离子，如人体血液和尿液中的电解质（钠、钾、氯等）和代谢产物（乳酸根离子、尿酸根离子等）的测定。
2.3 食品安全检测•食品中有害离子的检测：离子色谱可用于分离和分析食品中的有害离子，如重金属离子（铅、镉、铬等）和阴离子（亚硝酸根离子、亚硝酸盐等）的测定。
这对于保障食品安全和消费者的健康具有重要意义。
离子色谱法及其应用研究
离子色谱法及其应用研究离子色谱法（ion chromatography）是一种以化合物中的离子的化学命名为基础，通过分离和检测化合物中的离子而得到化合物的一种分析方法。
它起源于20世纪90年代初，是目前应用最为广泛的一种离子分析技术之一。
离子色谱法广泛应用于环境监测、食品卫生、医药制品、化妆品、金属材料、水泥、纸制品、塑料、油墨、钢、矿物、陶瓷、农业、草地、林业、水利、航空、航天、核工业、科研和工程检测等领域。
离子色谱法的基本原理离子色谱法是一种通过离子交换柱分离离子混合物并采用不同检测方法分析样品种含量的分析方法。
它是一种利用定向的电子亲和性，根据离子之间的相互作用而进行分离和检测的化学分析方法。
离子色谱法基本原理如下：离子交换柱离子交换柱是离子色谱法中的核心部分，离子交换材料是一种具有高比表面积和酸度的材料，它具有电荷基团并且能够与离子从而进行离子交换，使得离子在柱中的流动速度不同而得到有效的分离。
分离剂是指在离子交换柱中溶解的一种液体，其主要作用是其离化物竞争离子交换柱中的离子分子，它是等量的电子亲和物或离子交换物质，能够通过离子交换柱进行交换分离。
检测器检测器是离子色谱法中最重要的部分，主要用于检测样品中的离子种类和含量，它的灵敏度决定了分析方法的可重复性和精度，当离子通过柱时，检测器可以测量离子的信号强度并将其记录下来。
离子色谱法的应用研究离子色谱法是一种常用的离子分析方法，其具有高速、灵活、高效率、高质量、非常规、环保、低成本等特点。
它广泛应用于环境保护、工业成分、食品检测、医药制剂、农业、林业和轻工业等领域。
环境保护离子色谱法在环境保护中发挥了重要作用，它能够分析饮用水、工业废水、生活废水和土壤中的离子污染物质，帮助合理管理水资源，预测和评估环境污染的情况，提高环境质量和保护自然生态系统。
离子色谱法在食品和水中的离子分析中起着重要的作用，它能够检测水中的化学元素、无机离子、重金属、有机污染物质和微生物污染，评估水源安全性，保证食品和水的质量和安全性。
离子色谱原理及应用
二.方法原理
第30页，共48页。
有机元素定量计算中的校正因子和含量 计算
ti-标样中i元素的含量 Ws-标样重量（mg） Asi-标样中i元素的色谱峰面积 Ao-i元素空白实验的峰面积
有机元素的含量Ci为：
fi
=
ti Ws Asi -A0
W-样品量（mg） Ai-样品中i元素的峰面积
硼酸盐
阳离子 (I)
硝酸 酒石酸
酒石酸 / 吡啶二羧酸 酒石酸 / 柠檬酸
磷酸二 氢钾
草酸 / 乙二胺 / 丙酮
...
8
第8页，共48页。
离子色谱
– 离子交换色谱 –
固定相和流动相竞争待测组份 – 阳离子分离机理 –
9
第9页，共48页。
离子色谱
– 离子交换色谱 –
阳离子 色谱实例 [淋洗液: 2.0 mmolHNO3 – 分离柱: Metrosep C4-50]
Retention time (min)
20
16
12
8
4
0
0
0.11
0.22
0.33
Comp. ratio (NaHCO3/Na2CO3)
SO42HPO42NO3BrNO2ClF-
第21页，共48页 10
µS
0
10 µS
0 0
1
2
3
Ex) AS4A-SC column
注：表3中O的单位为mol﹒100g-1，称量标准试剂氨基 苯磺酸和苯甲酸在2～3 mg，剩余污泥5～6 mg。
第39页，共48页。
第40页，共48页。
• 磺酸基
• 羧酸盐
间隔基:
• 烷基链
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2. 流动相（淋洗液）
流动相通常用缓冲溶液，有时加入适量与水互溶的 有机溶剂（甲醇或乙腈）
1 阳离子 硫酸、甲基磺酸、盐酸、硝酸、高氯酸溶液
2 阴离子 B4O72- OH- HCO3- CO32-
3 有机改性剂 甲醇 乙腈 异丙醇
抑制型电导检测阴离子交换色谱常用流动相
▪ 在抑制过程中容易转变成弱电解质
物
❖ 电化学(安培法)
在特定的条件下可对某些化合物直接进行氧化 还原反应.比如I-，S2-，CN－，糖类，氨基酸等
分为直流安培，脉冲安培，积分安培。
❖ 紫外－可见光度法和荧光法
紫外直接吸收或可见光光度法测定选择性强
如NO2－，Br－，NO3－ 可进行柱后衍生，如铬酸盐、过渡金属、稀土
金属等以及有机污染物的检测。
❖ D. 其它分离方式
二 离子色谱仪的组成
❖ 1 贮液罐 ❖ 2 输液泵 ❖ 3 进样器 ❖ 4分离柱 ❖ 5 抑制器 ❖ 6 检测器(电导,紫外) ❖ 7 色谱工作站
流路
进样器
离子交换 分离
离子色谱系统示意图
流动相储罐
抑制器
泵 电导池(安培池)
保护柱 分析柱
紫外可见(荧光) 二极管阵列等
色谱工作站
离子色谱法原理及应用
内容提要
❖ 一 离子色谱法定义及分离方式 ❖ 二 离子色谱仪的组成 ❖ 三 影响保留的因素 ❖ 四 样品前处理方法 ❖ 五 离子色谱在环境监测中的应用
一 离子色谱法的定义及分离方式
离子色谱（IC）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。
离子色谱的分离机理主要是离子交换，分离方式有3 种，高效离子交换色谱（HPIC）、离子排斥色谱 （HPIEC）和离子对色谱（MPIC）。其中，HPIC用低 容量的离子交换树脂，分离机理主要是离子交换； HPIEC用高容量的树脂，分离机理主要为离子排斥； MPIC用不含离子交换基团的多孔树脂，分离机理主要 基于吸附和离子对的形成。
离子色谱与液相色谱的区别
离子色谱
液相色谱
气路（氮气 或氦气） 流路系统
流动相 试剂要求
色谱柱 抑制器 检测器 分析对象
对用NaOH流动相，用于保护流动相 以免同空气接触。其它系统可以不 用气路，用量少。
全peek材料，耐强酸强碱和一般反 相有机试剂
以强酸强碱为主，兼反相系统，不 能用于正相。流动相种类少
❖ A. 高效离子交换色谱法（HPIC）：
❖
分离是基于流动相和键合在基质上的离子
交换基团之间的离子交换过程，也包括部分非
离子的相互作用。这种分离方式主要用于有机
和无机阴离子和阳离子的分离。离子交换功能
基为季铵基的树脂用作阴离子分离，为磺酸基Βιβλιοθήκη 和羧酸基的树脂用作阳离子分离。
❖ B. 高效离子排斥色谱（HPICE）：
对去离子水要求极高，大于17.8mΩ, 成本很高。有机试剂也要考虑离子 杂质，至少HPLC级。
通用性较差，样品对柱子有很强的 选择性，品牌少选择余地小，价格 高。 有二种：单柱法（无） 和双柱法，灵敏度高
以电导为主，可以用PAD、UV、FU、 MS等
早期以阴离子为主，现可以分析无 机、有机阴阳离子，也可分析极性 的有机物，糖及生物大分子等。分 子对象范围较小，以离子化合物为 主。
❖ 其它检测方式：质谱检测法
❖ IC-MS，IC-ICP/MS
4. 离子色谱的抑制器
❖ 工作原理：选用弱酸的碱金属盐（碳酸盐、碳酸氢
盐等）为分离阴离子的淋洗液，无机酸（盐酸或硝酸） 为分离阳离子的淋洗液。当分离阴离子时使淋洗液通 过置于分离柱和检测器之间的一个氢（H+）型强酸 性阳离子交换树脂填充柱；分析阳离子时，则通过 OH-型强碱性的阴离子交换树脂柱。这样，阴离子淋 洗液中的弱酸盐被质子化生成弱酸；阳离子淋洗液中 的强酸被中和生成水，从而使淋洗液本身的电导大大 降低。
可以分析部分无机物，但灵敏度低。 以有机物为主，选择不同的柱子可 以分析各种大小分子。分析对象范 围大。
1. 色谱柱
❖ 离子交换色谱柱的填料是阴、阳离子交换剂， 是在有机高聚物或硅胶上接枝有机季胺或磺 酸基团。阴离子交换柱用于分离阴离子，阳 离子交换柱用于分离阳离子。
❖ 离子对色谱中现在最常用的是反相离子对色 谱，它使用反相色谱中常用的固定性如ODS。
抑制电导 (安培)检测器
光检测器
数据采集和仪 器控制
❖ 由示意图知，离子色谱仪的构成与HPLC 相同，主要由输液系统、进样系统、分离 系统、检测系统和数据处理系统构成。不 同之处是IC的流动相要求耐酸碱腐蚀以及 在可与水互溶的有机溶剂（甲醇、乙腈） 中不溶胀的系统，即所有管路、接头、阀 门等都用耐酸碱腐蚀的聚醚醚酮（PEEK） 材料的全塑IC系统。
一般无，但ELSD和MS需要，用量大。
特殊金属材料为主，耐有机溶剂， 不耐强酸强碱
正反相系统兼离子交换。种类相对 较多。
水要求相对较低，大于10 mΩ，成 本不高。要求HPLC级试剂。
通用性强，品牌多选择余地大，价 格相对较低。
用电导时，测定阴离子可以需要。
以紫外为主，其它的有FU、DAD、RI、 PAD、ELSD、MS、ED等
淋洗强度
很弱 弱 弱 中等强度 中等强度 中等强度 强
3.离子色谱的检测器
❖ 离子色谱的检测器分为两个类，即电化学 检测器和光学检测器。电化学检测器包括 电导（抑制型和非抑制型）、安培检测器 （直流安培、脉冲安培和积分安培检测 器）；光学检测器包括紫外-可见和荧光。
❖ （1）电导
检测具有电导性化合物的通用型检测器 离子色谱最常用的检测器 主要用于测定无机阴、阳离子和部分极性有机
淋洗剂
Na2B4O7 NaOH NaHCO3 NaHCO3 + Na2CO3 H2NCH(R)COOH + NaOH RNHCH(R)SO3H + NaOH Na2CO3
抑制产物
H3BO3 H2O CO2 + H2O CO2 + H2O H3N+CH(R)COO－ RNH2+CH(R)SO3－ CO2 + H2O
❖
分离是基于固定相和被分析物之间三种不
同的作用-Donnan排斥、空间排斥和吸附作用。
这种分离方式主要用于弱的有机和无机酸及醇
类的分离。
❖ C. 离子对色谱法（MPIC）： 分离是基于被分析物在分析柱上的
吸附作用。分析柱的选择性主要取决于流 动相的组成和浓度。流动相除了加入有机 改性剂之外，还需加入离子对试剂。这种 分离方式可用于表面活性阴离子和阳离子 以及过渡金属配合物的分离。