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離子色譜儀的定義與原理

廣州深華生物有限公司2011年12月26日 15:56 點擊:1219

  離子色譜是高效液相色譜的一種,是分析陰陽離子的一種液相色譜方法,該方法具有選擇性好、靈敏、快速、簡便等優點,并且可以同時測定多種組分。

  通常情況下,離子色譜可以分為三種類型:離子交換色譜、離子排斥色譜、離子對色譜。

  離子交換色譜

  離子交換色譜以離子間作用力不同為原理,主要用于有機和無機陰、陽離子的分離。

  離子排斥色譜

  離子排斥色譜基于Donnan排隊斥作用,是利用溶質和固定相之間的非離子性相互作用進行分離的。它主要用于機弱酸和有機酸的分離,也可以用于醇類、醛類、氨基酸和糖類的分離。

  離子對色譜

  離子對色譜的分離機理是吸附、分離的選擇性主要由流動相決定。

  該方法主要用于表面活性陰離子和陽離子以及金屬絡合物的分離。

  下面我們以離子交換色譜為例簡單介紹一下離子色譜的原理。

  一事實上酸度下,樣品離子和固定相基團之間存在著相互作用,對于不同的樣品離子,這種作用的大小是不同的。因此在隨流動相通過色譜柱的過程中,作用力強的樣品離子保留時間要比作用力弱的離子長,經過一段時間后,就可以實現樣品的分離。

  以陰離子的分離為例說明一下離子色譜的分離過程。

  在色譜柱中,填充了無數的離子交換劑作為離子分離的固定相,固定相上吸附了很多陽離子。

  充滿色譜柱的流動相為某種鹽的溶液,在沒有樣品進入時,流動相中的陰離子和固定相的陽離子保持平衡。

  樣品中含有兩種待分離陰離子,基中體積較大的A與固定相的正電荷作用力較大,而體積較小的B作用力小。

  在樣品進入色譜柱后,陰離子A、B與流動相陰離子一同前進,三種離子不斷的交替占據與固定相陽離子相吸的位置;樣品陰離子A與正電荷的作用力較大因而移動較慢,而B移動較快,從而實現了分離。

  最終,因為流動相陰離子的數量有絕對優勢,所以樣品陰離子A、B都分流出色譜柱,對在不同時間流出色譜柱,對在不同時間流出色譜柱的樣品離子進行檢測,就可以知道樣品組分的種類與含量。

  離子色譜儀的典型結構由輸液泵、進樣閥、色譜柱、抑制柱、檢測器和數據處理系統組成。

  輸液泵

  雙頭往復泵是非常常用的一種輸液泵,它由電機帶動凸輪轉動,兩個柱塞桿往復運動,吸入排出流動相。兩個柱塞桿的移動有一個時間差,正好補償流動相輸出的脈沖,因而流速相當平穩。

  進樣閥

  量常用的進樣方法是六通閥進樣,這種方法進樣量的可變范圍大,耐高壓,而且易于自動化。

  色譜柱

  分離系統的主要元件是色譜柱,它是色譜分離過程中存放固定相的場所。離子色譜儀的柱填料是離子色譜儀研究的熱點,是離子色譜儀發展的主要推動力,發展很快。

  離子栓測器分為兩大類,即電化學檢測器和光學栓測器,電化學檢測器包括電導、直流安培、脈沖安培和積分安培等,而光學檢測器包括紫外、或見光和熒光檢測器。

  其中電導檢測器是離子色譜最重要的檢測器,現簡單介紹如下。

  所有的離子化合物(有機離子、無機離子、強酸和強堿)以及可被解離的化合物(弱酸和弱堿)的水溶液都能夠導電。電導檢測器就是以離子色譜流動相中導電的變化作為定量的依據的。

  電導檢測器的結構比較簡單、檢測池在兩個電極中間,當在電極上加上電壓時,栓測池內溶液中的離子就會產生運動。通過對運動產生的電流的測量就可以知道溶液中離子的濃度。

  而如果流動相的導電性很高,而樣品的導電性較低,那么電導檢測器就不會有效的檢測出樣品離子的濃度。

  因此,人們在色譜柱和電導檢測器之間加上了一個抑制柱,它可以改變流動相和樣品的導電性,從而使樣品離子得到靈敏的檢測。

  作用和發展

  經過多年的發展,離子色譜已經在生產生活的各種領域發揮著重要的作用。

  環境分析

  離子色譜在其產生初期最重要的應用便是環境樣品的分析,其應用對象主要是環境樣品中各種陰、陽離子的定性、定量分析。

  作為一種快速準確而有效果分析方法,離子色譜廣泛應用于微電子、電力工業中高純水、高純試劑痕量雜質的分析。

  食品飲料分析

  與傳統的分析方法相比,離子色譜法的突出優點是多組分同時進行分析,樣品處理簡單,因此成為食品和飲料中陰陽離子、有機酸、胺和糖類分析的較好方法。

  聯用技術

  離子色譜聯用技術是離子色譜發展的一個方向。聯用技術的發展,使得離子色譜分析技術的應用范圍和檢測靈敏度有了很大的提高,關于離子色譜--原子吸收(發射)光譜、離子色譜--電感耦合等離子體、離子色--質譜的聯用已有不少報道。
 

(來源: 廣州深華生物有限公司


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