离子色谱培训讲义.ppt

SHP离子色谱培训离子色谱培训培训人：邢耀宇上上 海海 舜舜 宇宇 恒恒 平平IC1800IC1800IC1800IC1800 高效离子色谱系统高效离子色谱系统快速稳定便捷上海舜宇恒平科学仪器有限公司SHANGHAISUNNYHENPINGSCIENTIFICINSTRUMENTCO.,LTD报告内容报告内容离离 子子 色色 谱谱 认认 识识1离离 子子 色色 谱谱 的的 分分 类类2离离 子子 色色 谱谱 仪的仪的 组组 成成3离子色离子色谱的谱的主要主要应用范围应用范围4上海舜宇恒平科学仪器有限公司离子色离子色谱的不可替代性谱的不可替代性51.离子离子色色谱认识谱认识上海舜宇恒平科学仪器有限公司1975年美国Dow公司生产第一台商用离子色谱仪1992美国戴安生产第一个自循环再生电化学薄膜抑制器SRS.2003年戴安公司推出免试剂离子色谱（RFIC）ICS-20001.1 离子色谱发展历程离子色谱发展历程1.离子色谱认识离子色谱认识上海舜宇恒平科学仪器有限公司1.2什么是离子色谱离子色谱是指采用色谱技术对离子或者能够转变为离子形式的化合物进行分离检测的一种检测方法。l色谱色谱技术技术:化学化学分析分析常用常用的的一种分离一种分离技术技术l离子型物质离子型物质:在水溶液中电离，具有在水溶液中电离，具有 +或或 电荷电荷的的 元素元素或者基团或者基团l阴离子：阴离子：，2，l阳离子：阳离子：，l有机化合物有机化合物：有机酸，氨基酸类，有机胺类，糖类，有机酸，氨基酸类，有机胺类，糖类，表面活性剂等表面活性剂等1.离子色谱认识离子色谱认识常用色谱上海舜宇恒平科学仪器有限公司u气相气相色谱色谱 (气固分离，流动相为载气气固分离，流动相为载气)u液液相色谱相色谱 (液固分离，流动相为液体液固分离，流动相为液体)(主要分离非极性的有机化合主要分离非极性的有机化合物物)（HPIC）(主要分离极性和部分弱主要分离极性和部分弱极性的化合物极性的化合物)1.离子色谱认识离子色谱认识上海舜宇恒平科学仪器有限公司色谱分离色谱分离慢慢中等中等快快Temporal course淋洗液淋洗液1.3 离子色谱分离原理离子色谱分离原理1.离子色谱认识离子色谱认识上海舜宇恒平科学仪器有限公司1.4 离子色谱检测对象离子色谱检测对象约占75%约占15%阴离子阳离子有机酸其它化合物l约占10%1.离子色谱认识离子色谱认识上海舜宇恒平科学仪器有限公司本章小结本章小结l离子色谱属于液相色谱的一种。l离子色谱采用色谱技术对被测物质进行分离。l离子色谱的检测对象为阴、阳离子或能被转化为离子的化合物。l离子色大都被用于阴、阳离子的检测，对于其它有机物的检测目前应用较少。但是对于有机物的检测已经成为离子色谱的研究热点。2.离子色谱的分类离子色谱的分类上海舜宇恒平科学仪器有限公司 离子对色谱离子对色谱 离子排斥色谱离子排斥色谱 离子交换色谱离子交换色谱按照按照分离方式分离方式的不同，可以将离子色谱分为三大类的不同，可以将离子色谱分为三大类2.离子色谱的分类离子色谱的分类分离原理分离原理以离子交换树脂为基质，阴、阳离子与基质中的可交换基团发生交换、吸附和解吸，从而达到分离目的。保留时间影响因素保留时间影响因素1.被测离子的半径和价态2.色谱柱的种类3.淋洗液组成及流速适用范围适用范围离子交换色谱是离子色谱常规的分离检测手段，主要应用于阴、阳离子的分离及定量检测阴离子：F-,Cl-,Br-,NO2-,PO43-,NO3-,SO42-阳离子：Na+,NH4+,K+,Ca2+,Mg2+上海舜宇恒平科学仪器有限公司2.1离子交换色谱2.离子色谱的分类离子色谱的分类上海舜宇恒平科学仪器有限公司Temporal course离子交换离子吸附离子解吸2.离子色谱的分类离子色谱的分类上海舜宇恒平科学仪器有限公司2.2离子排斥色谱分离机理分离机理以Donnan膜理论为基础，电离的组分不能进入树脂微孔，而不电离的组分可以进入树脂微孔发生保留。同时根据保留时间的不同而分离。保留时间的影响因素保留时间的影响因素1.溶质的pKa值，被测基团的体积（形成氢键的能力）2.淋洗液的pH值3.填充树脂的性质（形成氢键的能力）4.温度和流速适用范围适用范围主要用于有机酸，醇类、醛类、氨基酸和糖的分离HAH+A-2.离子色谱的分类离子色谱的分类上海舜宇恒平科学仪器有限公司2.离子色谱的分类离子色谱的分类上海舜宇恒平科学仪器有限公司2.3离子对色谱离子对色谱分离原理离子对色谱分离原理流动相中的离子对试剂与被测物质形成离子对，形成的对离子与固定相发生吸附和解析，从而达到分离目的。保留时间影响因素保留时间影响因素1.离子对试剂的类型2.离子对试剂的浓度3.pH值的影响4.温度和其它添加剂的影响适用范围适用范围表面活性剂、金属络合物和脂肪族季铵盐离子。2.离子色谱的分类离子色谱的分类上海舜宇恒平科学仪器有限公司待测待测离子离子离子离子对试对试剂剂离子离子对对2.离子色谱的分类离子色谱的分类上海顺宇恒平科学仪器有限公司本章小结本章小结l离子色谱按照其分离方式的不同，可以分为离子交换色谱、离子排斥离子交换色谱、离子排斥 色谱和离子对色谱色谱和离子对色谱三类。l离子交换色谱是通过待测离子与固定相中可交换离子基团发生离子交换而分离，适用于常规阴、阳离子的分离和检测。l离子排斥色谱是通过电离物质不被保留，不电离物质被保留的原理达到分离目的，适用于弱酸、氨基酸和糖类等的分离和检测。l离子对色谱是通过待测离子与流动相中的对离子形成离子对，从而被保留的原理达到分离，适用于脂肪族季铵盐离子和表面活性剂等的分离与检测。3.离子色谱仪的组成离子色谱仪的组成上海舜宇恒平科学仪器有限公司离子色谱的基本流程图离子色谱的基本流程图离子色谱的基本流程图离子色谱的基本流程图淋洗液 泵色谱柱检测器 输液分离 检测 记录F-NO3-SO42-Cl-NO2-Br-HPO42-进样阀抑制器检测池进样3.离子色谱仪的组成离子色谱仪的组成3.1离子色谱泵u作用：将淋洗液均匀地、无脉冲地送到分离系统。为色谱仪器提供动力。u特殊之处：由于离子色谱淋洗液一般为酸、碱、盐或者络合物水溶液，通常离子色谱输液系统需要采用PEEK材料。u离子色谱泵的分类：上海舜宇恒平科学仪器有限公司离子色谱泵双柱塞往复泵串联式往复泵并联式往复泵单柱塞往复泵3.离子色谱仪的组成离子色谱仪的组成3.2进样装置(六通阀)上海舜宇恒平科学仪器有限公司 开始分析开始分析 废废液液样样品品 淋洗液淋洗液 至分离柱至分离柱进样阀进样阀 样样品品 装装样样 废废液液 淋洗液淋洗液至分离柱至分离柱 定量定量定量定量环进样环进样环进样环进样（）（）（）（）样样品品环环3.离子色谱仪的组成离子色谱仪的组成3.3分离系统l分离系统由保护住和分离柱组成a)保护柱（预处理柱）的填充材质与分离柱相同，具有过滤颗粒杂质和其它杂质的目的，起到保护分离柱的目的。b)色谱柱是色谱仪器的心脏，起分离被测物质的作用。l离子色谱和液相色谱的区别上海舜宇恒平科学仪器有限公司色谱柱名称色谱柱名称流动相流动相固定相固定相功能基功能基离子色谱柱 酸、碱、盐水溶液表面胺化苯乙烯/二乙烯苯共聚物等NH4+、SO3-、COO-等液相色谱柱 甲醇、水、乙腈、正己烷等硅胶-CN、-NH2、十八硅烷等分离物质分离物质阴、阳离子、有机酸等极性和非极性化合物流动相流动相pH范围范围0-142-83.离子色谱仪的组成离子色谱仪的组成上海舜宇恒平科学仪器有限公司 m阴离子交换色谱柱（凝胶附聚型）阴离子交换色谱柱（凝胶附聚型）3.离子色谱仪的组成离子色谱仪的组成上海舜宇恒平科学仪器有限公司阳离子交换色谱柱（接枝型）阳离子交换色谱柱（接枝型）3.离子色谱仪的组成离子色谱仪的组成上海舜宇恒平科学仪器有限公司w 安装在电导池安装在电导池之前之前w 作用作用：a)提高待测离子的电导率提高待测离子的电导率：提高灵敏度提高灵敏度 Na+,Cl-H+,Cl-b)降低背景电导降低背景电导(淋洗液淋洗液):减少噪音减少噪音 Na+,HCO3-H2CO3 Na+,OH-H2O3.4抑制系统（抑制器）抑制系统（抑制器）3.离子色谱仪的组成离子色谱仪的组成上海舜宇恒平科学仪器有限公司极限摩尔电导值极限摩尔电导值Cation Anion 总 电 导 值 =（）（）（unit：S/m equivalent）3.离子色谱仪的组成离子色谱仪的组成上海舜宇恒平科学仪器有限公司Y+Na+抑制器的工作原理抑制器的工作原理 (阴离子阴离子)X X-:样样品中的阴离子品中的阴离子Y Y+:样样品中的阳离子品中的阳离子H2OH2OOH-Na+Y+H2O Na+Y+X-Na+CO32-(样品样品,淋洗液淋洗液)H+H+CO32-H+X-至检测器至检测器H2CO3H+X-H+O2H2OH2+OH-H2ONa+OH-,H2H2O,O2 废液废液废液废液电极电极 （）（）电极电极 （）（）纯水或来自检纯水或来自检测器的流体测器的流体 H+H+H+H+阳离子交换膜阳离子交换膜阳离子交换膜阳离子交换膜3.离子色谱仪的组成离子色谱仪的组成上海顺宇恒平科学仪器有限公司H2OH2OH+O2H2OH2+OH-H2O废液废液/气体气体废液废液H2O SO42-Y+X-H+MSA-(样品样品e,淋洗淋洗液）液）OH-OH-MSA-SO42-X-OH-MSA-SO42-X-H+MSA-,O2H2O,H2H+OH-Y+OH-H+至检测至检测器器H2OY+OH-X X-:样样品中的阴离子品中的阴离子Y Y+:样样品中的阳离子品中的阳离子电极电极 （）（）电极电极 （）（）阴离子交换膜阴离子交换膜阴离子交换膜阴离子交换膜纯水或来纯水或来自检测器自检测器的液体的液体 抑制器的工作原理抑制器的工作原理 (阳阳离子离子)3.离子色谱仪的组成离子色谱仪的组成上海舜宇恒平科学仪器有限公司阴阴、阳离子双功能电化学抑制器阳离子双功能电化学抑制器甲基磺酸3.离子色谱仪的组成离子色谱仪的组成上海舜宇恒平科学仪器有限公司3.离子色谱仪的组成离子色谱仪的组成上海舜宇恒平科学仪器有限公司3.5检测系统（检测器）检测系统（检测器）根据需不需要柱后衍生化处理，可以将离子色谱检测器分为以下两类1.不需柱后衍生检测器：不需柱后衍生检测器：a)电导检测器电导检测器l适用范围：常规阴、阳离子，例如CL-、等l原理：根据电导池中的溶液电导率变化，产生相应的电信号b)安培检测器（电化学检测器）安培检测器（电化学检测器）l适用范围：易发生氧化还原反应的物质，例如糖类、脂肪胺、芳香胺、醇类等l原理：通过施加电压，被测物质发生氧化还原反应，电荷转移到工作电极，输出相应电信号a)需柱后衍生检测器需柱后衍生检测器a)紫紫外检测器（外检测器（UV）l适用于过度金属、铬离子、铝离子和氨基酸等的检测荧光检测器荧光检测器l适用于伯氨基酸等的检测3.离子色谱仪的组成离子色谱仪的组成上海舜宇恒平科学仪器有限公司输送分离检测进样泵进样阀柱淋洗液 显色剂 反应管排放加压Fe3+Cu2+Ni2+Zn2+Co2+Mn2+Fe2+Cd2+UV/VIS检测器记录柱柱柱柱 后后 衍衍 生生后后 衍衍 生生3.离子色谱仪的组成离子色谱仪的组成上海舜宇恒平科学仪器有限公司05.0010.0015.00Retentiontime(min)05.010.015.020.0uSColumn：IonPacAG12A/AS12AEluent：2.7mMNa2CO30.3mMNaHCO3Flowrate：1.2mL/minDetection：Conductivity(ASRSRecycleMode)电导检测电导检测电导检测电导检测 （样样样样品：品：品：品：饮饮饮饮用水）用水）用水）用水）F-Cl-NO3-SO4-3.离子色谱仪的组成离子色谱仪的组成上海舜宇恒平科学仪器有限公司2012150100nC13456963ColumnColumn：CarboPacPA10CarboPacPA10Eluent:Eluent:18mMNaOH18mMNaOHFlowrate:Flowrate:1mL/min1mL/minDetection:Pulsedamperometry,Detection:Pulsedamperometry,GoldGoldelectrodeselectrodes(each1nmol)(each1nmol)component:component:1 1.盐盐藻糖藻糖2.2.氨基半乳糖氨基半乳糖3.3.氨基葡萄糖氨基葡萄糖4.4.半乳糖半乳糖5.5.葡萄糖葡萄糖6.6.甘露糖甘露糖Retentiontime(min)电化学电化学电化学电化学检测检测检测检测3.离子色谱仪的组成离子色谱仪的组成上海舜宇恒平科学仪器有限公司UV/VIS UV/VIS UV/VIS UV/VIS 检测检测检测检测Column Column：IonPac IonPac CS5A,CG5ACS5A,CG5AEluent Eluent：7mM 7mM PDCA,66mM KOHPDCA,66mM KOH 5.6mM K5.6mM K2 2SOSO4 4,74mM,74mM Formic acidFormic acidFlow rateFlow rate：1.2 1.2 mL/minmL/minDetectionDetection：AbsorbanceAbsorbance,530,530 nmnm (Post column Post column derivative)derivative)衍生化试剂衍生化试剂：0.2mM PAR,0.2mM PAR,1.0M DMAE 1.0M DMAE 0.5M 0.5M NHNH4 4OH,OH,0.3M NaHCO0.3M NaHCO3 3 0 02 24 46 68 8101012121414Retention time(min)0.0AU0.2Fe3+Cu2+Ni2+Zn2+Co2+Cd2+Mn2+Fe2+3.离子色谱的分类离子色谱的分类上海顺宇恒平科学仪器有限公司本章小结本章小结l常规离子色谱系统包括色谱泵、进样阀、色谱柱、抑制器、检测器和数据处理器。l色谱泵提供系统动力；进样阀保证稳定的进样量；色谱柱起到过滤和分离的作用；抑制器不仅可以减低基线噪声，而且能够提高被测离子响应值；检测器将化学信号转化为电信号；数字处理系统将电信号转化为数字。l抑制器是离子色谱的核心部件；电化学薄膜自再生抑制器是先进的、使用较广的抑制器；具有易操作、平衡时间短和交换容量搞得特点；l我司生产的IC1800也采用了电化学薄膜自再生抑制器。4.离子离子色色谱的主要应用范围谱的主要应用范围上海舜宇恒平科学仪器有限公司电力电力 冷却水冷却水/HPW 锅炉蒸汽中的杂质食品食品/饮料饮料 酒酒/饮料饮料/糖果糖果 饮料中有机酸、溴酸跟造纸造纸./纸浆纸浆 纸浆液纸浆液处理水处理水 张纸和液体中的离子、有机卤化合物农业农业 肥料肥料/土壤土壤/植物植物/等等 土壤中离子医学医学 血液血液/尿尿 尿中草酸化妆品化妆品 化妆品化妆品/清洁剂清洁剂/洗发液洗发液 化妆品液体中的阴离子、重金属离子制药制药 化学化学/液体液体 化学品中的重金属离子应用领域应用领域应用领域应用领域领域领域环境环境./污染污染 雨水雨水/河水河水/大气大气/污水污水 雨水中离子城市用水城市用水 自来水自来水/水源水源 自来水中消毒副产物样品样品应应用用化学品化学品 设备设备提取物提取物/聚合物聚合物 环氧类粘合剂中的阴离子电子电子/半导体半导体 高高纯水水 晶片冲洗水晶片冲洗水 高纯水中的离子型杂质金属金属/钢材钢材 表面处理表面处理液液镀 槽槽 冷却水冷却水 电镀 槽中的抗坏血酸 4.离子色谱的主要应用范围离子色谱的主要应用范围u4.1离子色谱在水质检测中的应用a)水质中无机阴、阳离子的检测b)水质中消毒副产物BrO3-,ClO2-,ClO3-以及卤乙酸的检测c)水质中ClO4-含量的检测d)水质中有机卤及有机硫含量的检测上海舜宇恒平科学仪器有限公司4.离子色谱的主要应用范围离子色谱的主要应用范围u4.2离子色谱在食品检测中的应用a)用于NH4+和有机胺的检测b)用于有机酸和腺苷的检测c)无机阴离子检测，亚硝酸根、磷酸盐、溴酸盐等d)食品中糖类物质的检测，单糖、蔗糖和大豆低聚糖等e)用于乳制品中的三聚氰胺的检测上海舜宇恒平科学仪器有限公司4.离子色谱的主要应用范围离子色谱的主要应用范围u4.3离子色谱在农业中的应用a)土壤中阴、阳离子含量的检测b)农药中有机酸及无机离子的检测c)化肥中微量无机阴离子的检测u4.4离子色谱在医药行业中的应用a)在pH=12-13条件下，对氨基酸进行分离检测b)在碱性条件下，对糖类物质进行检测c)用于药物中磺胺类物质的分离检测上海舜宇恒平科学仪器有限公司4.离子色谱的主要应用范围离子色谱的主要应用范围u4.5离子色谱在石油化工中的应用a)石油化工中有机溶剂产品中的阳离子检测b)石油化工弱酸中阴离子的分离检测c)燃烧离子色谱测定总卤素和总硫含量检测（SN/T3185-2012）u4.6离子色谱在其它行业的应用a)电子电气产品中有机卤含量的测定（SN/T3019.1-2011）b)废弃物中总卤和总硫含量的测定（EN14582-2007）上海舜宇恒平科学仪器有限公司3.离子色谱的分类离子色谱的分类上海顺宇恒平科学仪器有限公司本章小结本章小结l离子色谱在水质分析、食品检测、农业、医药行业、石油化工业、电子行业等都具有较为广泛的用途。l离子色谱是阴、阳离子的常规检测手段，也被用于有机酸、糖类、氨基酸表面活性剂等的分离和检测。l通过无机化前处理（氢弹燃烧、管式炉燃烧等），离子色谱可以对固态样品如电气产品、生活废弃物等中的总有机卤和有机硫的含量进行测定。5.离子色谱的不可替代性离子色谱的不可替代性l离子色谱由于其自身，快速、灵敏度高、选择性好、可同时测定多组分的优点已经成为继液相、气相之后的第三大色谱技术。a)环境检测中水质中痕量阴、阳离子的分析b)分析有机离子,如有机酸等c)采用安培检测可以分析糖类、氨基酸和抗生素d)采用柱后衍生可以分析重金属和过渡金属元素l离子色谱被广泛的应用于环境、电子、能源、食品饮料、化工、制药、生命科学等领域，具有不可替代的地位。上海舜宇恒平科学仪器有限公司