SHP離子色譜培訓培訓人：邢耀宇上海舜宇恒平IC1800

高效離子色譜系統快速穩定便捷上海舜宇恒平科學儀器SHANGHAISUNNYHENPINGSCIENTIFICINSTRUMENTCO.,LTD報告內容離子色譜認識1離子色譜的分類2離子色譜儀的組成3離子色譜的主要應用范圍4上海舜宇恒平科學儀器離子色譜的不可替代性51.離子色譜認識上海舜宇恒平科學儀器1975年美國Dow公司生產第一臺商用離子色譜儀1992美國戴安生產第一個自循環再生電化學薄膜抑制器SRS.2003年戴安公司推出免試劑離子色譜（RFIC）ICS-20001.1離子色譜開展歷程1.離子色譜認識上海舜宇恒平科學儀器1.2什么是離子色譜離子色譜是指采用色譜技術對離子或者能夠轉變為離子形式的化合物進行別離檢測的一種檢測方法。色譜技術:化學分析常用的一種別離技術離子型物質:在水溶液中電離，具有+或–電荷的元素或者基團陰離子：Ｃｌ－，ＮＯ2－，ＳＯ４２－，ＣｒＯ４２－陽離子：Ｎａ＋，ＮＨ４＋，Ｃａ２＋，Ｆｅ３＋有機化合物：有機酸，氨基酸類，有機胺類，糖類，外表活性劑等1.離子色譜認識常用色譜上海舜宇恒平科學儀器氣相色譜(氣－固別離，流動相為載氣)液相色譜(液－固別離，流動相為液體)ＨＰＬＣ(主要別離非極性的有機化合物)ＩＣ〔HPIC〕(主要別離極性和局部弱極性的化合物)

1.離子色譜認識上海舜宇恒平科學儀器色譜別離慢中等快Temporalcourse淋洗液1.3離子色譜別離原理1.離子色譜認識上海舜宇恒平科學儀器1.4離子色譜檢測對象陰離子約占75%陽離子約占15%有機酸其它化合物約占10%1.離子色譜認識上海舜宇恒平科學儀器本章小結離子色譜屬于液相色譜的一種。離子色譜采用色譜技術對被測物質進行別離。離子色譜的檢測對象為陰、陽離子或能被轉化為離子的化合物。離子色大都被用于陰、陽離子的檢測，對于其它有機物的檢測目前應用較少。但是對于有機物的檢測已經成為離子色譜的研究熱點。2.離子色譜的分類上海舜宇恒平科學儀器離子對色譜離子排斥色譜

離子交換色譜按照別離方式的不同，可以將離子色譜分為三大類2.離子色譜的分類分離原理以離子交換樹脂為基質，陰、陽離子與基質中的可交換基團發生交換、吸附和解吸，從而達到分離目的。保留時間影響因素1.被測離子的半徑和價態2.色譜柱的種類3.淋洗液組成及流速適用范圍離子交換色譜是離子色譜常規的分離檢測手段，主要應用于陰、陽離子的分離及定量檢測陰離子：F-,Cl-,Br-,NO2-,PO43-,NO3-,SO42-陽離子：Na+,NH4+,K+,Ca2+,Mg2+上海舜宇恒平科學儀器2.1離子交換色譜2.離子色譜的分類上海舜宇恒平科學儀器ＳＯ４２－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋ＳＯ４２－ＣＯ３２－ＳＯ４２－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－Ｃｌ－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋Ｃｌ－ＨＣＯ３－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋ＣＯ３２－ＳＯ４２－ＨＣＯ３－Ｃｌ－ＳＯ４２－Ｃｌ－ＨＣＯ３－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－TemporalcourseＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＣＯ３２－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋ＨＣＯ３－ＳＯ４２－ＣＯ３２－ＣＯ３２－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－ＨＣＯ３－Ｃｌ－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋離子交換離子吸附離子解吸2.離子色譜的分類上海舜宇恒平科學儀器2.2離子排斥色譜分離機理以Donnan膜理論為基礎，電離的組分不能進入樹脂微孔，而不電離的組分可以進入樹脂微孔發生保留。同時根據保留時間的不同而分離。保留時間的影響因素1.溶質的pKa值，被測基團的體積（形成氫鍵的能力）2.淋洗液的pH值3.填充樹脂的性質（形成氫鍵的能力）4.溫度和流速適用范圍主要用于有機酸，醇類、醛類、氨基酸和糖的分離HAH++A-2.離子色譜的分類上海舜宇恒平科學儀器2.離子色譜的分類上海舜宇恒平科學儀器2.3離子對色譜離子對色譜分離原理流動相中的離子對試劑與被測物質形成離子對，形成的對離子與固定相發生吸附和解析，從而達到分離目的。保留時間影響因素1.離子對試劑的類型2.離子對試劑的濃度3.pH值的影響4.溫度和其它添加劑的影響適用范圍表面活性劑、金屬絡合物和脂肪族季銨鹽離子。2.離子色譜的分類上海舜宇恒平科學儀器待測離子離子對試劑離子對2.離子色譜的分類上海順宇恒平科學儀器本章小結離子色譜按照其別離方式的不同，可以分為離子交換色譜、離子排斥色譜和離子對色譜三類。離子交換色譜是通過待測離子與固定相中可交換離子基團發生離子交換而別離，適用于常規陰、陽離子的別離和檢測。離子排斥色譜是通過電離物質不被保存，不電離物質被保存的原理到達分離目的，適用于弱酸、氨基酸和糖類等的別離和檢測。離子對色譜是通過待測離子與流動相中的對離子形成離子對，從而被保存的原理到達別離，適用于脂肪族季銨鹽離子和外表活性劑等的別離與檢測。3.離子色譜儀的組成上海舜宇恒平科學儀器離子色譜的根本流程圖淋洗液

泵色譜柱檢測器

輸液別離

檢測

記錄F-NO3-SO42-Cl-NO2-Br-HPO42-進樣閥抑制器檢測池進樣3.離子色譜儀的組成3.1離子色譜泵作用：將淋洗液均勻地、無脈沖地送到別離系統。為色譜儀器提供動力。特殊之處：由于離子色譜淋洗液一般為酸、堿、鹽或者絡合物水溶液，通常離子色譜輸液系統需要采用PEEK材料。離子色譜泵的分類：上海舜宇恒平科學儀器離子色譜泵雙柱塞往復泵串聯式往復泵并聯式往復泵單柱塞往復泵3.離子色譜儀的組成3.2進樣裝置(六通閥)上海舜宇恒平科學儀器

開始分析

廢液樣品

淋洗液

至分離柱進樣閥

樣品

裝樣

廢液

淋洗液至別離柱定量環進樣〔ＬＯＡＤ〕〔ＩＮＪＥＣＴ〕

樣品環3.離子色譜儀的組成3.3別離系統別離系統由保護住和別離柱組成保護柱〔預處理柱〕的填充材質與別離柱相同，具有過濾顆粒雜質和其它雜質的目的，起到保護別離柱的目的。色譜柱是色譜儀器的‘心臟’，起別離被測物質的作用。離子色譜和液相色譜的區別上海舜宇恒平科學儀器色譜柱名稱流動相固定相功能基離子色譜柱酸、堿、鹽水溶液表面胺化苯乙烯/二乙烯苯共聚物等NH4+、SO3-、COO-等液相色譜柱甲醇、水、乙腈、正己烷等硅膠-CN、-NH2、十八硅烷等分離物質陰、陽離子、有機酸等極性和非極性化合物流動相pH范圍0-142-83.離子色譜儀的組成上海舜宇恒平科學儀器

ＳＯ３－ＳＯ３－ＳＯ３－ＳＯ３－Ｎ＋Ｒ３Ｎ＋Ｒ３Ｎ＋Ｒ３Ｎ＋Ｒ３Ｎ＋Ｒ３Ｎ＋Ｒ３Ｎ＋Ｒ３Ｎ＋Ｒ３Ｎ＋Ｒ３Ｎ＋Ｒ３Ｎ＋Ｒ３Ｎ＋Ｒ３５μm＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋陰離子交換色譜柱〔凝膠附聚型〕3.離子色譜儀的組成上海舜宇恒平科學儀器陽離子交換色譜柱〔接枝型〕

ＣＯＯ－ＣＯＯ－ＣＯＯ－ＣＯＯ－ＣＯＯ－ＣＯＯ－ＣＯＯ－ＣＯＯ－ＨＰＯ３－ＨＰＯ３－ＨＰＯ３－ＨＰＯ３－ＨＰＯ３－ＨＰＯ３－ＨＰＯ３－3.離子色譜儀的組成上海舜宇恒平科學儀器

安裝在電導池之前作用：提高待測離子的電導率：

提高靈敏度Na+,

Cl-

H+,

Cl-

降低背景電導(淋洗液):

減少噪音Na+,

HCO3-

H2CO3Na+,

OH-

H2O3.4抑制系統〔抑制器〕3.離子色譜儀的組成上海舜宇恒平科學儀器極限摩爾電導值

Cation

＋－Anion

Ｈ＋Ｌｉ＋Ｎａ＋Ｋ＋ＮＨ４＋Ｍｇ２＋Ｃａ２＋３５０３９５０７４７３５３６０ＯＨ－Ｆ－Ｃｌ－Ｂｒ－ＮＯ３－ＰＯ４３－ＳＯ４２－１９８５５７６７８７１８０８０總電導值=〔〕＋〔〕＋－〔unit：μS/mequivalent〕3.離子色譜儀的組成上海舜宇恒平科學儀器Y+Na+

抑制器的工作原理(陰離子)X-:樣品中的陰離子Y+:樣品中的陽離子H2OH2OOH-Na+Y+H2ONa+Y+

X-

Na+CO32-(樣品,淋洗液)H+H++CO32-H++X-

至檢測器H2CO3H+X-H+

+O2H2OH2

+OH-H2ONa+OH-,H2H2O,O2

廢液廢液電極〔－〕電極〔＋〕純水或來自檢測器的流體H+H+H+H+陽離子交換膜陽離子交換膜3.離子色譜儀的組成上海順宇恒平科學儀器H2OH2OH+

+O2H2OH2

+OH-H2O廢液/氣體廢液H2OSO42-Y+X-H+MSA-(樣品e,淋洗液〕OH-OH-MSA-SO42-X-OH-MSA-SO42-X-H+MSA-,O2H2O,H2H++OH-Y++OH-

H+

至檢測器H2OY+OH-X-:樣品中的陰離子Y+:樣品中的陽離子電極〔＋〕電極〔－〕陰離子交換膜陰離子交換膜純水或來自檢測器的液體

抑制器的工作原理(陽離子)3.離子色譜儀的組成上海舜宇恒平科學儀器陰、陽離子雙功能電化學抑制器甲基磺酸3.離子色譜儀的組成上海舜宇恒平科學儀器3.離子色譜儀的組成上海舜宇恒平科學儀器3.5檢測系統〔檢測器〕根據需不需要柱后衍生化處理，可以將離子色譜檢測器分為以下兩類不需柱后衍生檢測器：電導檢測器適用范圍：常規陰、陽離子，例如CL-、ＳＯ４２－、Ｎａ＋、ＮＨ４＋、Ｃａ２＋等原理：根據電導池中的溶液電導率變化，產生相應的電信號安培檢測器〔電化學檢測器〕適用范圍：易發生氧化復原反響的物質，例如糖類、脂肪胺、芳香胺、醇類等原理：通過施加電壓，被測物質發生氧化復原反響，電荷轉移到工作電極，輸出相應電信號需柱后衍生檢測器紫外檢測器〔UV〕適用于過度金屬、鉻離子、鋁離子和氨基酸等的檢測熒光檢測器適用于伯氨基酸等的檢測3.離子色譜儀的組成上海舜宇恒平科學儀器輸送別離檢測

進樣泵進樣閥柱淋洗液

顯色劑反響管排放加壓Fe3+Cu2+Ni2+Zn2+Co2+Mn2+Fe2+Cd2+UV/VIS檢測器記錄柱后衍生3.離子色譜儀的組成上海舜宇恒平科學儀器05.0010.0015.00Retentiontime(min)05.010.015.020.0uSColumn：IonPac

AG12A/AS12A

Eluent：2.7mMNa2CO30.3mMNaHCO3

Flowrate：1.2mL/minDetection：Conductivity(ASRSRecycleMode)

電導檢測 〔樣品：飲用水〕F-Cl-NO3-SO4-3.離子色譜儀的組成上海舜宇恒平科學儀器2012150100nC13456963Column：

CarboPacPA10Eluent: 18mMNaOHFlowrate: 1mL/minDetection:Pulsedamperometry,

Goldelectrodes

(each1nmol)component:

1.鹽藻糖

2.氨基半乳糖

3.氨基葡萄糖

4.半乳糖

5.葡萄糖

6.甘露糖Retentiontime(min)

電化學檢測3.離子色譜儀的組成上海舜宇恒平科學儀器UV/VIS檢測Column：IonPacCS5A,CG5AEluent：7mMPDCA,66mMKOH

5.6mMK2SO4,74mMFormicacidFlowrate：1.2mL/minDetection：Absorbance,530nm

(＋Postcolumnderivative)衍生化試劑：0.2mMPAR,1.0MDMAE0.5MNH4OH,0.3MNaHCO3

02468101214Retentiontime(min)0.0AU0.2Fe3+Cu2+Ni2+Zn2+Co2+Cd2+Mn2+Fe2+3.離子色譜的分類上海順宇恒平科學儀器本章小結常規離子色譜系統包括色譜泵、進樣閥、色譜柱、抑制器、檢測器和數據處理器。色譜泵提供系統動力；進樣閥保證穩定的進樣量；色譜柱起到過濾和別離的作用；抑制器不僅可以減低基線噪聲，而且能夠提高被測離子響應值；檢測器將化學信號轉化為電信號；數字處理系統將電信號轉化為數字。抑制器是離子色譜的核心部件；電化學薄膜自再生抑制器是先進的、使用較廣的抑制器；具有易操作、平衡時間短和交換容量搞得特點；我司生產的IC1800也采用了電化學薄膜自再生抑制器。4.離子色譜的主要應用范圍上海舜宇恒平科學儀器電力

冷卻水/HPW

鍋爐蒸汽中的雜質食品/飲料

酒/飲料/糖果

飲料中有機酸、溴酸跟造紙./紙漿

紙漿液?處理水

張紙和液體中的離子、有機鹵化合物農業肥料/土壤/植物/等土壤中離子醫學血液/尿尿中草酸化裝品化裝品/清潔劑/洗發液化裝品液體中的陰離子、重金屬離子制藥化學/液體化學品中的重金屬離子應用領域領域環境./污染雨水/河水/大氣/污水

雨水中離子城市用水

自來水/水源

自來水中消毒副產物樣品應用化學品設備提取物/聚合物環氧類粘合劑中的陰離子電子/半導體高純水?晶片沖洗水高純水中的離子型雜質金屬/鋼材外表處理液?鍍槽?冷卻水電鍍槽中的抗壞血酸

4.離子色譜的主要應用范圍4.1離子色譜在水質檢測中的應用水質中無機陰、陽離子的檢測水質中消毒副產物BrO3-,ClO2-,ClO3-以及鹵乙酸的檢測水質中ClO4-含量的檢測水質中有機鹵及有機硫含量的檢測