第三章 离子排斥色谱法
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离子色谱的分离方式
离子色谱的分离方式根据三种不同分离机理，离子色谱可分为高效离子交换色谱（简称HPIC），离子排斥色谱（简称HPIEC）和离子对色谱（简称MPIC）。
用于三种分离方式的柱填料的树脂骨架基本上都是苯乙烯- 二乙烯基苯的共聚物，但树脂的离子交换容量各不相同。
HPIC用低容量的离子交换树脂（0.01 - 0.50mmol/g），"?(@)用高容量的树脂（3-5mmol/g），MPLC用不含离子交换基团的多孔树脂。
三种分离方式各基于不同分离机理。
HPLC的分离机理主要是离子交换，HPLEC主要为离子排斥，而MPLC则主要基于吸附和离子对的形成。
1. 离子交换色谱（HPIC）方法基于流动相和连接到固定相上的离子交换基团之间发生的离子交换过程。
对高极化度的离子，分离机理中还包括非离子的吸附过程。
离子交换色谱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，为磺酸基和羧酸基的树脂用作阳离子分离。
2. 离子排斥色谱（HPIEC）离子排斥色谱的分离机理包括Donnan排斥，空间排阻和吸附过程。
固定相主要是高容量的总体磺化的聚苯乙烯. 二乙烯基苯阳离子交换树脂。
离子排斥色谱主要用于有机酸、无机弱酸和醇类的分离。
HPIEC的一个特别的优点是可用于弱的无机酸和有机酸与在高的酸性介质中完全离解的强酸的分离。
强酸不被保留，在死体积被洗脱。
3. 离子对色谱（MPIC）离子对色谱的主要分离机理是吸附，其固定相主要是弱极性和高表面积的中性多孔聚苯乙烯二乙烯基苯树脂和弱极性的辛烷或十八烷基键合的硅胶两类。
分离的选择性主要由流动相决定。
有机改进剂和离子对试剂的选择取决于待测离子的性质。
离子对色谱主要用于表面活性的阴离子和阳离子以及金属络合物的分离。
4. 其他分离方法除上述三种主要的分离方式之外，反相液相色谱（RPLC）用于极性和离子型化合物的分离也越来越普遍。
例如以离子抑制方式在化学键合的十八烷基固定相上分离长链脂肪酸；以磷酸缓冲溶液作淋洗液，在化学键合的氨丙基固定相（aminopropyl）上分离食品样品中NO3-和Br-。
直接电导检测离子排斥色谱法测定C1～C6脂肪族有机酸
、 分光 光 度 法
［!］
、 气相色谱法
［. 1 $］
等。 滴 定 法
一般只用于测定样品中有机酸的总量， 作常量分析。 分光光度法一般要 对 样 品 进 行 预 分 离、 衍生化等前 处理， 而且能同 时 分 析 的 有 机 酸 种 类 较 少。 气 相 色 谱法测定有机酸时， 常因有机酸的沸点较高、 不易气 化而需要先对其 衍 生 再 进 行 测 定， 方 法 繁 琐。 近 些 年来 发 展 起 来 的 离 子 排 斥 色 谱 法 （ -&/)3C1#"4-&/ E*9 ） 是分析低 相 对 分 子 质 量 的 有 15D&+,7&0D,;5$ ， 机酸的 有 效 方 法
［ ’ 1 )" ］
。离子排斥色谱法的优越性
在于： 极适合于含 水 基 体； 只 需 简 单 的 样 品 前 处 理， 无需进行柱前衍生； 有机酸的分析几乎不受无机阴 离子的干扰； 对 强 亲 水 性 物 质 不 会 造 成 损 失。 本 文 采用直接电导检测离子排斥色谱法， 通过一次进样， 同时测定了 9 ) ( 9 ’ 脂 肪 族 有 机 酸， 方 法 简 便， 精密 度、 准确度均能满足定量分析要求， 应用于白酒样品 中脂肪酸的测定， 结果令人满意。
图 ! " 脂肪酸混合标样的色谱图 # " 甲 酸（ & #$ % & ） ； & " 乙 酸（ #’ #$ % & ） ； ( " 丙 酸（ #’ #$ % & ） ；" " 丁酸 （ #’ #$ % & ） ；) " 戊 酸 （ #’ #$ % & ） ；% " 己 酸 （ &’ #$ % & ） "
离子排斥色谱-直接电导检测法分析都柿酒中的有机酸
ｗｉ ｅ ｂ ｏ － ｘ ｌ ｓｏ ｈ ｏ ａ ｏ ｒ ｐ ｙ ｗｉｈ ｄ ｒ ｃ ｏ ｄ ｃ ｉ ｉｙ ｄ ｔ ｃ ｉ ｎ ｎ ｙ ｉ ｎ ｅ ｃ ｕ ｉ ｎ ｃ ｒ ｍ ｔ ｇ ａ ｈ ｔ ｉｅ ｔ ｃ ｎ ｕ ｔ ｔ ｅ ｅ ｔ ．Ｃｈ ｏ ｔ ｇ ａ ｈ ｃ ｓ ｐ ｒ ｔ ｎ ａ ｄ ｖ ｏ ｒ ｍａ ｏ ｒ ｐ ｉ ｅ ａ ａ ｉ ｎ ｏ ｄ ｔ ｒ ｎ ｔｏ ｆ ｈ ｃｄ ｓ ｐ ｒ ｏ ｍ ｅ ｎ ａ Ｓ ｉ ｐ ｃ ＣＲ＿ ０ Ｈ ｏ ｕ ｎ Ｅｘ ｅ ｌ ｎ ｏ ｄ ｔｏ ｓ ｆ ｒｔ ｅ ｅ ｅ ｍｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｅ ａ ｉ ｓｗａ ｅ ｆ ｒ ｄ ｏ ｈ ｍ－ ａ ｋ Ｓ ｔ １ ２ ｃ ｌｍ ． ｃ ｌ ｔｃ ｎ ｉ ｎ ｏ ｈ ｅ ｉ
离 子 排 斥 色 谱 一 直 接 电导 检 测 法
分 析 都 柿 酒 中 的 有 机 酸
原 小 寓 于 泓 王 艳。 张 ， ， ， 巍
（． １ 黑龙 江工 程 学 院 材料 与 化 学 工 程 系 ， 黑龙 江 哈 尔滨 １０ ５ ；２哈 尔滨 师 范 大 学 化 学 系， 龙 江 哈 尔 滨 １０ ２ ；３ ５００ ． 黑 ５ ０ ５ ．哈
１ ０ ０ ，Ｃｈｎ ；４ Ｈａ ｂ ｎ Ｒａ ｌ ｙ Ｔｅ ｈ ｉａ ｌ ｇ ，Ｈａ ｂ ｎ １ ０ ８ ，Ｃｈ ｎ ） ００ ５ ｉａ ． ｒ ｉ ｉ ｗａ ｃ ｎ ｃ ｌ Ｃｏ ｌ ｅ ｅ ｒ ｉ ０ ６ ５ ｉａ
Ａｂ ｔａ ｔ Ａ ｅ ｈ ｄ ｗａ ｖ ｌ ｐｅ ｏ ｈｅ ｓ ｐ ｒ ｔｏ ｎ ｅ ｅ ｍ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｒ ｎ ｃ ａ ｉ ｓ ｉ ｈｅ ｂ ｕ ｂ ｒ ｙ ｓ ｒ ｃ ： ｍ ｔ ｏ ｓ ｄｅ ｅ ｏ ｄ ｆ ｒ ｔ ｅ ａ ａ ｉ ｎ ａ ｄ ｄ ｔ ｒ ｎ ｔｏ ｆ ｏ ｇａ ｉ ｃ ｄ ｎ ｔ ｌ ｅ ｅ ｒ
全面剖析离子对色谱法及其使用思路
1、工作原理当流动相中加入离子对试剂R+或者R-,这些试剂被色谱柱的固定相进行保留，然后溶质进入色谱柱后与离子对试剂进行离子的交换，从而改变化合物的保留。
一般流动相中加入阴离子型试剂时，电离的碱性化合物会保留增加；中性化合物因色谱柱的固定相表面被离子对试剂吸附，造成部分被阻塞，使得中性化合物的保留时间减少；对于酸性化合物因酸性离子和固定相中的离子对试剂相互排斥，加上固定相被部分离子对试剂堵塞，使得酸性化合物的保留时间减少。
当流动相中加入阳离子型试剂时，电离的酸性化合物保留增加，中性和（尤其是）碱性化合物的保留会减少。
2、与反向色谱法相比较优势在流动相中添加离子对试剂可以改善碱性物质色谱峰的拖尾，增加原本保留很弱的酸性或者碱性离子化合物的保留（并且k值合理）β其和反向色谱法中改变流动相PH导致化合物的保留时间变化性质差不多，但是离子对色谱法能够更好的控制酸性或者碱性化合物的保留行为，而且无须使用极端的流动相PH（PH小于2.5或者大于8）。
3、什么情况流动相需使用离子对试剂•被分析化合物是离子型样品。
•当改变反向色谱法的其他条件被分析的化合物仍无法得到一个很好的保留，或者更换各种条件无法得到一个较好的分离度时。
•当且仅当需要时才使用！4、使用离子对试剂的前提是对需要已知某个峰应一份酸性物质、碱性物质或是中性物质，只有这样我们才可以进行准确去预测出需要添加的离子对试剂对于溶质的保留的影响。
5、离子对试剂选择原则一般对于酸性化合物选择四烷基镀盐R4N+（R+）;对于碱性化合物选择烷基磺酸盐R-S03-（R-）;有机试剂一般推荐选择使用甲醇，因为这些离子对试剂在甲醇中有更好的溶解度。
对于同时有酸有碱的化合物推荐开始使用低PH的流动相加上烷基磺酸盐，因为低PH抑制酸性离子化，离子对试剂增强碱性物质的保留。
6、影响离子对色谱法因素-离子对试剂浓度的影响a.离子对试剂浓度对于化合物的保留的影响，见下图:假设被分析的化合物的浓度一定，当逐步提高流动相中离子对试剂的浓度时化合物的保留会逐渐增大；当离子对试剂浓度继续增加到色谱柱的固定相被饱和时，化合物的保留达到最大值；继续增加离子对试剂浓度，流动相中会伴随离子对试剂的反离子浓度的增加，反离子会与化合物进行竞争离子的交换保留，导致化合物的保留呈逐渐下降的趋势。
分散固相萃取-离子排斥色谱法测定食品馅料中的二氧化硫脲
■ Ｕ 、 ｅｔ ｅｒ ｍＩ ‘ ｎａｔ ● ● Ｉ Ｏｎ ＯＴ … ｔ ｎｌ ■ ＯＵｒ ｅａａＩ ■ ０ ＯＸｌ ● ａｅＩ ■ ● ｎ ａｎｄ ■ ● Ｉ ｎ ｔ ， ■ ＯＯｄ ｔ … Ｉ ｌ ■ Ｉ ■ Ｉ ｎｃ ｌ ｓ Ｉ Ｄ Ｖ ａＩ ■ ● Ｓｐｅｒ ｓ ■ ｌ ｖｅ
堑 中国食品添加剂
，． 一
分散 固相萃 取 一离子排 斥色谱法测定 食品馅料 中的 二氧化硫脲
张烁 ，苗虹 ，赵云峰 ，宋书锋
（ 国家食品安全风险评估 中心，卫生部食 品安全风险评估重点实验室 ，北京
摘
１ ０ ０ ０ ２ １ ）
要 ：建立 了分散 固相萃取 一离子排斥 色谱快 速测定食品馅料 中二氧化硫脲 的方法 。样 品采用 ０ ． ０ ５ ％ 乙
ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ Ｏ ｎ ｃ ｌ ｅ ａ ｎ — ｕ ｐ ａ ｎ ｄ ｉ ｏ ｎ — ｅ ｘ ｃ ｌ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｍａ ｔ ｏ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｙ
ＺＨ ＡＮＧ Ｓ ｈ ｕ ｏ， Ｍ Ｉ Ａ Ｏ Ｈｏ ｎ ｇ， ＺＨＡ Ｏ Ｙｕ ｎ — ｆ ｅ ｎ ｇ， Ｓ Ｏ ＮＧ Ｓ ｈ ｕ — ｆ ｅ ｎ ｇ
易 产 生干 扰 ；由于 二 氧化 硫脲 极性 较大 ，使 用 液
相 色 谱 方法 ，常 遇 到 峰形 不 理 想 、色谱 柱 无 保 留
司 ）；硫酸 （ 优级 纯 ，北京 化 工厂 ） 。
等现 象 ；液 相 色谱 一串联 质谱 法 的灵 敏 度 高 、专
１ ． ２ 标准溶液的配制 准确 称 取 １ ０ ０ ｍｇ二 氧 化 硫 脲 于 １ ０ ０ ｍＬ棕 色
ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｗａ ｓ ｍａ ｉ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ａ ｔ ３ ０ ￣ Ｃ． Ｔ ｈ ｉ ｏ ｕ ｒ ｅ ａ ｄ ｉ ｏ ｘ ｉ ｄ ｅ ｗａ ｓ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ＵＶ— ｖ ｉ ｓ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ａ ｔ ２ ６ ９ ｎ ｍ． Ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｈ ｏ ｗｅ ｄ
离子色谱法
图：非化学抑制的792 Basic IC连接示意图
图：化学抑制的792 Basic IC连接示意图
抑制器:有三根高容量、长寿命和易操作的微填充抑制柱。
非抑制电导率:
背景电导率 = 洗脱液
色谱峰的电导率 = 洗脱液 ＋ 样品
样品的电导率 =色谱峰的电导率 -洗脱液电导率
阴离子抑制 ：
洗脱液－基线(背景)：
非抑制、抑制的比较：
非抑制
高背景电导率 低灵敏度的阴离子
抑制
低背景电导率 高灵敏度的阴离子
高灵敏度的阳离子
成本低
高灵敏度的阳离子 成本高
792 标准型离子色谱仪：
五 、 仪 器 设 备 介 绍
IC 泵
进样阀
在线过滤
排气阀
检测器
MSM抑制器
分离柱
蠕动泵
六、影响色谱分析的各种条件
色谱柱的选择 淋洗液的温度 淋洗液的浓度与组成 淋洗液的流速 淋洗液中的杂质
R-SO3– H+ + Na+ + HCO3– R-SO3– Na+ + H2O + CO2 背景电导率 = 水 +CO2， （背景电导率降低）
样品－信号(以NaCl为例)：
R-SO3– H+ + Na+ + Cl– R-SO3– Na+ + H+ + Cl– （信号增加）
抑制器功能 : 抑制降低背景电导率、待测离子灵敏度增加。
（一）离子色谱柱选择
1. 阴离子色谱柱
抑制型阴离子色谱及非抑制阴离子色
谱柱
2. 阳离子色谱柱 3. 有机酸离子色谱柱 4. 糖类离子色谱柱
离子交换与离子排斥色谱柱串联体系中阳离子的多峰现象及其机理
第
卷第 期 年 月
色
谱
离子交换与离子排斥色谱柱串联体系中 阳离子的多峰现象及其机理
丁明玉
清华大学化学系 提 要
Ξ
北京
研究了串联柱体系中阳离子的 多峰现象 ∀在阳离子交换柱后面接上阴离子分析用的离子排斥柱构 和吡啶二羧酸 的混合溶液作淋洗液时 每一种阳离子同时出现 个
成一个串联柱体系 当以酒石酸
色谱峰 ∀这是因为从阳离子交换柱流出的阳离子与有络合作用的两种淋洗剂阴离子形成络合物 使流动相中淋 洗剂阴离子浓度减少以及两种淋洗剂阴离子在离子排斥柱中被保留且保留值不同 ∀ 关键词 分类号 离子色谱法 串联柱体系 保留机理 阳离子
后 由于阴 柱中的保
之后 每种阳离子都出现 个峰 ∀用单 作淋洗液 每种离子只出现第 作淋洗液 每种离 和 的存在有关 ∀阳
离子排斥柱只保留淋洗剂阴离子而不保留阳离子 中 项的贡献产生分裂 在色
个阳离子的标准溶液进样即可确认属于每种阳离子 的色谱峰 ∀单独用 和第 两个峰 ∀同样 单独用 第 和第 两个峰分别与
前言
离子色谱法用于分析阴离子或阳离子已经是很 成熟的方法 在环境和食品等领域广为应用 ∀随着离 子色谱法的不断发展 人们期待着阴离子和阳离子 或离子性物质和非离子性物质能同时分离 ∀实现阴 阳离子同时分离的一种较为简单的方法就是将两种 不同类型的色谱柱串联起来使用
∀作者等人
化物 钠离子用亚硝酸钠 先配制成 备溶液 然后配成含 各 液 用优级纯
谱图上以 个峰出现 ∀这种 多峰现象 使色谱峰变得 复杂 给串联柱法同时分离阴离子和阳离子带来困 难 ∀因此 研究串联柱中的 多峰现象 及其形成 机 理 不仅为离子色谱的基础理论研究开辟了一个新 的途径 而且也可以为避免 多峰现象 给实际应用 带来的麻烦提供指导 ∀
卷第 期 年 月
色
谱
离子交换与离子排斥色谱柱串联体系中 阳离子的多峰现象及其机理
丁明玉
清华大学化学系 提 要
Ξ
北京
研究了串联柱体系中阳离子的 多峰现象 ∀在阳离子交换柱后面接上阴离子分析用的离子排斥柱构 和吡啶二羧酸 的混合溶液作淋洗液时 每一种阳离子同时出现 个
成一个串联柱体系 当以酒石酸
色谱峰 ∀这是因为从阳离子交换柱流出的阳离子与有络合作用的两种淋洗剂阴离子形成络合物 使流动相中淋 洗剂阴离子浓度减少以及两种淋洗剂阴离子在离子排斥柱中被保留且保留值不同 ∀ 关键词 分类号 离子色谱法 串联柱体系 保留机理 阳离子
后 由于阴 柱中的保
之后 每种阳离子都出现 个峰 ∀用单 作淋洗液 每种离子只出现第 作淋洗液 每种离 和 的存在有关 ∀阳
离子排斥柱只保留淋洗剂阴离子而不保留阳离子 中 项的贡献产生分裂 在色
个阳离子的标准溶液进样即可确认属于每种阳离子 的色谱峰 ∀单独用 和第 两个峰 ∀同样 单独用 第 和第 两个峰分别与
前言
离子色谱法用于分析阴离子或阳离子已经是很 成熟的方法 在环境和食品等领域广为应用 ∀随着离 子色谱法的不断发展 人们期待着阴离子和阳离子 或离子性物质和非离子性物质能同时分离 ∀实现阴 阳离子同时分离的一种较为简单的方法就是将两种 不同类型的色谱柱串联起来使用
∀作者等人
化物 钠离子用亚硝酸钠 先配制成 备溶液 然后配成含 各 液 用优级纯
谱图上以 个峰出现 ∀这种 多峰现象 使色谱峰变得 复杂 给串联柱法同时分离阴离子和阳离子带来困 难 ∀因此 研究串联柱中的 多峰现象 及其形成 机 理 不仅为离子色谱的基础理论研究开辟了一个新 的途径 而且也可以为避免 多峰现象 给实际应用 带来的麻烦提供指导 ∀
离子排斥色谱法分析有机酸的新进展
近些年发展起来的离子排斥色谱法（Ｉｏｎ－Ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ，ＩＥＣ）是分析各种有机酸极为有效的方 法。离子排斥色谱法能够应用的主要原因是：①极适 合于含水基体； ②对强亲水性和强挥发性的物质不会 造成损失； ③只需简单的样品前处理，不需柱前衍生 作用； ④有机酸的分析几乎不受无机阴离子的干扰； ⑤可联合其它的色谱分析方法，实现二维分离。
Ｔａｎａｋａ 等人［２７，２８］提出一种 ＩＥＣ 新方法——“反离 子排斥色谱法（Ｖａｃａｎｃｙ Ｉｏｎ－Ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）”。 将待测酸作流动相、水作试样，分别考察了脂肪羧酸 在强酸阳离子交换树脂柱（ＴＳＫｇｅｌ ＳＣＸ）和弱酸阳离子交 换树脂柱（ＴＳＫｇｅｌ ＯＡｐａｋ－Ａ）上的分离情况。发现在 ＴＳＫｇｅｌ ＯＡｐａｋ－Ａ 柱上分析脂肪羧酸时，反 ＩＥＣ法的灵 敏度比硫酸作淋洗液的 ＩＥＣ 法高 ４～１０ 倍，比苯甲酸 作淋洗液的 ＩＥＣ 法高 ２～５ 倍，并得到了好的峰形。作 为应用，Ｈｅｌａｌｅｈ 等人［２９］用添加硫酸的样品溶液作流动 相、纯水作试样，在弱酸阳离子交换树脂柱（ＴＳＫｇｅｌ ＯＡｐａｋ－Ａ）上用反ＩＥＣ法测定了经氯消毒后的饮用水中 的副产物——卤代乙酸（一氯、二氯和三氯乙酸）和乙 酸，得到高灵敏度的电导检测，良好的峰形，及非常 有效的分离。传统 ＩＥＣ 法分析芳香羧酸，一般是依靠 溶质与树脂之间的疏水作用，由于芳香羧酸的疏水性 较强，所以用传统ＩＥＣ法分析芳香羧酸是相当困难的。 Ｈｅｌａｌｅｈ 等人［３０］用反 ＩＥＣ 法，将样品溶液作流动相、含 甲醇的水溶液作试样，在弱酸阳离子交换树脂柱 （ＴＳＫｇｅｌ ＯＡｐａｋ－Ａ）上，分离了硫酸、萘四羧酸、邻苯二 甲酸和苯甲酸，结果令人满意。
生命科学仪器 ２００５ 第 ３ 卷 ／ 第 ３ 期
Ｔａｎａｋａ 等人［２７，２８］提出一种 ＩＥＣ 新方法——“反离 子排斥色谱法（Ｖａｃａｎｃｙ Ｉｏｎ－Ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）”。 将待测酸作流动相、水作试样，分别考察了脂肪羧酸 在强酸阳离子交换树脂柱（ＴＳＫｇｅｌ ＳＣＸ）和弱酸阳离子交 换树脂柱（ＴＳＫｇｅｌ ＯＡｐａｋ－Ａ）上的分离情况。发现在 ＴＳＫｇｅｌ ＯＡｐａｋ－Ａ 柱上分析脂肪羧酸时，反 ＩＥＣ法的灵 敏度比硫酸作淋洗液的 ＩＥＣ 法高 ４～１０ 倍，比苯甲酸 作淋洗液的 ＩＥＣ 法高 ２～５ 倍，并得到了好的峰形。作 为应用，Ｈｅｌａｌｅｈ 等人［２９］用添加硫酸的样品溶液作流动 相、纯水作试样，在弱酸阳离子交换树脂柱（ＴＳＫｇｅｌ ＯＡｐａｋ－Ａ）上用反ＩＥＣ法测定了经氯消毒后的饮用水中 的副产物——卤代乙酸（一氯、二氯和三氯乙酸）和乙 酸，得到高灵敏度的电导检测，良好的峰形，及非常 有效的分离。传统 ＩＥＣ 法分析芳香羧酸，一般是依靠 溶质与树脂之间的疏水作用，由于芳香羧酸的疏水性 较强，所以用传统ＩＥＣ法分析芳香羧酸是相当困难的。 Ｈｅｌａｌｅｈ 等人［３０］用反 ＩＥＣ 法，将样品溶液作流动相、含 甲醇的水溶液作试样，在弱酸阳离子交换树脂柱 （ＴＳＫｇｅｌ ＯＡｐａｋ－Ａ）上，分离了硫酸、萘四羧酸、邻苯二 甲酸和苯甲酸，结果令人满意。
生命科学仪器 ２００５ 第 ３ 卷 ／ 第 ３ 期
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8 7 6 5 25 30 35 40 45 50
Temperature/℃
1
保留时间与色谱柱温度的关系 图。p-甲苯磺酸 + 乙腈淋 洗液。1. 柠檬酸；2. 酒石酸；3. 苹果酸；4. 琥珀酸；5. 乳酸 ；6. 甲酸；7. 乙酸
色谱柱温度的影响
70 60
Retention time(min)
1.0
1.2
1.5
Flow rate/(mL/min)
保留时间与乙腈体积分数关系 图。p-甲苯磺酸 + 乙腈 淋洗液。 1. 柠檬酸；2. 酒石酸；3. 苹果酸；4. 琥珀酸；5. 乳酸；6. 甲酸；7. 乙酸
色谱柱温度的影响
11 10 9
Retention time/min
7 6 5 4 3 2
1.0 分离柱: 淋洗液: 流速: 检测: 抑制器: 样品: 进样量： 色谱峰: 6 IonPac ICE-AS6 10 mmol/L 全氟丁酸 1.0 mL/min 电导 AMMS-ICE 抑制器 0.25% 硫酸 50 µ L 1. 柠檬酸 0.5 mg/L 2. 苹果酸 1.0 3. 乙二醇酸 1.0 4. 乳酸 1.0 5. 乙酸 1.0 6. 琥珀 酸 1.0
H20
H20 H20 CH3COOH
SO3H+ H20 SO3 H+
Donnan-膜
3.2 离子排斥色谱法分离机理
Donnan 排斥
吸附
空间排阻
常见无机酸和有机酸在离子排 斥色谱柱上的相对保留值
酸 硫酸 甲苯基磺酸 亚硫酸 5-磺基水杨酸 氨基磺酸 盐酸 丁炔二酸 三氯乙酸 半乳糖二酸 磷酸 柠檬酸 甲叉丁二酸 丙酮酸 丙二酸
甘油酸 硼酸 L-磺基丙氨酸 马来酸 草酸 三甲基醋酸
α -羟基丁酸 α -甲级丙烯酸
异戊酸 异丁基乙酸 巴豆酸 亚甲基双巯基乙酸 丙酸
3.3
(1) 聚合物基质：
固定相
聚苯乙烯基质的强酸型阳离子交换树脂
聚丙烯酸基质的羧酸型阳离子交换树脂
(2) 硅胶基质：
未经修饰的硅胶
3.4
(1) 水 (3) 有机酸：
(b)HCl 浓度为0.03mol/L
a
b
ICE流动相中酸的浓度对分离的影响
淋洗液中有机溶剂的影响
10.5 9.5
Retention time/min
7 6
8.5
5 4 3
7.5
6.5
2 1
5.5 1% 2% 4% 5% 6% 8% 9%
Methylcyanide volume fraction(%)
保留时间与乙腈体积分数关系 图。p-甲苯磺酸 + 乙腈淋 洗液。 1. 柠檬酸；2. 酒石酸；3. 苹果酸； 4. 琥珀酸； 5. 乳 酸；6. 甲酸；7. 乙酸
淋洗液流速的影响
21 19 17
Retention time/min
7 6 5 4 3 2 1
15 13 11 9 7 5 3
0.5
0.8
1. 甲酸；2. 乙酸；3. 丙酸；4. 丁酸；5. 戊酸；6. 己酸
μS/cm 2 0.25 3 0.00 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 min 4 5 6
白酒样品色谱图
色谱柱(column): Shim-pack SCR-102H; 检测(detection): 直 接电导 (direct conductivity); 淋洗液(eluent): 0.2 mmol/L p-甲苯磺 酸 ; 柱温 (column temperature): 45 ℃; 流速 (flow rate): 1.2 mL/min.
抑制电导 非抑制电导 （2） 紫外-可见光度
（3） 电化学检测
（4） 质谱
3.6 应用
（1）有机酸分析 （2）无机弱酸分析 （3）醇和醛的分析 （4）氨基酸的分析
有机酸的分离（ICE-AS6）
7 4
IonPac® ICE-AS6 (9 x 250 mm) 0.4 mM Heptafluorobutyric acid 1.0 mL/min 50 µL Suppressed conductivity, AMMS®-ICE (4 mm) Regenerant: 5 mM Tetrabutylammonium hydroxide Column: Eluent: Flow Rate: Inj. Volume: Detection:
µ S 2 1 3 4 0.0 0 5 10 15 Minutes 20
5
酸性基体中脂肪酸的检测
µS/cm
2
1
2 6 3
8
5 4 7
1
0
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
t /min
有机酸混合标样离子排斥色谱图
Ion exclusion chromatogram of a standard mixture of carboxylic acids
酸
相对保留值
丁二酸 乙醇酸 乳酸 甲酸 己二酸 反丁烯二酸 戊二酸 氯乙酸 乙酸 乙酰丙酸 L- 焦谷氨酸 α - 戊酮酸 氰尿酸 二氯乙酸 巯基丁二酸 丙烯酸 碳酸 异丁酸 丁酸 苯乙醇酸 氢肽酸 对羟基苯甲酸 苯基丙酸 戊酸 糠酸 环己羧酸 2，4- 二羟基苯甲酸
0.82 0.82 0.84 0.91 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.13 0.80 0.80 0.81 0.82 1.23 1.26 1.32 1.45 1.49 1.21 4.46 5.40 2.09 2.09 3.26 3.80
离子排斥色谱与离子交换色谱联用
强酸中弱有机酸的测定，用阴离子交换分离是非常困难的，而用离 子排斥色谱则很容易。如下图中硫酸中弱酸的测定，图中H2SO4的浓度 为2.5 g L-1，有机酸的浓度为0.5-1 mg L-1。这种样品如果用离子交换分 离，高浓度的SO42-会使柱子超载。而用HPIEC，因SO42-不被保留，不 干扰弱酸的定量。
保留时间与淋洗液Байду номын сангаас度关系图
1. 邻苯二甲酸 ；2. 水杨酸 ；3. 苯乙酸 ；4. 对羟基苯甲酸 ；5. 苯甲酸 ；6. 邻甲苯甲酸
SO42分离柱： 淋洗液： SO42流速： 检测： C2O42C2O4
2-
IonPac ICE-AS1 HCl 1.0mL/min 抑制电导
(a) HCl 浓度为0.02mol/L
流动相
(2) 无机酸：H2SO4 、HCl
烷基磺酸：辛烷磺酸 全氟羧酸：全氟庚酸 (4) 糖：
（5） 醇：正丁醇、聚乙烯醇
（6）以上试剂 + 有机溶剂（乙腈、甲醇等）
淋洗液浓度的影响
10 9
Retention time/min
6 5 4
8 7 6 5 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
酸性越弱，保留时间越长。
Tartaric 10.0 Citric 15.0 Malic 20.0 Glycolic 10.0 Formic 10.0 Lactic 10.0 2-Hydroxyisobutyric 30.0 Acetic 25.0 Succinic 25.0 Fumaric 35.0 Propionic 50.0 Glutaric 40.0 11596-02
1
3
5
8
0
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
12.5
t /min
苹果汁样品色谱图
1. 柠檬酸(Citric acid)； 3. 苹果酸(Malic acid)；5. 乳酸 (Lactic acid)；8. 系统峰
μS/cm 1.5 1 1.0 0.5 0.0 2 3 4 5 6
0
10
20
30
40
50
2. 乙酸；3. 丙酸；4. 丁酸；5. 戊酸；6. 己酸。
μS/cm 0.75 0.50 0.25 0.00 0.0
μS/cm 2 0.25 3 0.00 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 min 4 5 6
相同色谱条件下，有机酸在排斥柱上的保留主要由酸的强弱 决定。我们在实验中总结了一下洗脱规律： 1、同类羧酸，保留时间随碳链长度增加而增加。如甲酸、 乙酸、丙酸、丁酸、戊酸保留时间逐渐增加。 2、被取代的羧酸，取代基越多，保留时间越短。 3、一般二元酸在一元酸前洗脱，如草酸在乙酸前洗脱，马 来酸在丙酸前洗脱。 4、双链有机酸较其对应的单链有机酸保留时间长，如丙烯 酸在丙酸后洗脱。 5、芳香羧酸在树脂上的保留一般较强，而HPIEC法对它们 不灵敏。
3
µ S 12
6
9 10 12
8
5
11
13 Peaks:
(ppm)
1. Oxalic
5.0mg/L
2. 3. 7 4. 5. 6. 0 7. 8. 9. 0 5 10 15 20 25 30 35 40 10. 11. Minutes 保留主要取决于分析物的PKa值，即有机酸的离解常数， 12. 13.
α -丁酮酸
相对保留值 0.57 0.57 0.58 0.58 0.58 0.59 0.59 0.60 0.60 0.63 0.64 0.70 0.71 0.72 0.74 0.75 0.75~0.79 0.61 0.61~0.71 0.62 1.49 1.57 1.63 1.66 1.67 1.95 1.15 1.17
第三章 离子排斥色谱法 （HPIEC）
机理：Donnan 排斥、吸附、空间排阻
固定相：强酸型阳离子交换树脂 等 流动相：水、无机酸、有机酸等
分析对象：无机弱酸、 有机酸、 醇和醛、
氨基酸等
3.1 离子排斥原理示意图