离子类高效液相色谱法
离子交换柱色谱法原理
离子交换柱色谱法原理
离子交换柱色谱法是一种常见的高效液相色谱法，广泛用于离子化合物的分离和定量分析。
离子交换柱色谱法原理主要有以下几点：
1. 离子交换
样品溶液通过固定在柱子内部的离子交换树脂床层时，离子交换柱中的离子交换树脂会与样品中的离子发生相互作用，如Na+和Cl-。
这种离子交换的能力由树脂的化学性质决定，如树脂中存在的阳离子或阴离子。
2. 离子洗脱
交换树脂中的样品离子会一定程度上吸附在固定相上，洗脱液的选择和浓度可以影响离子的保留时间和分离度。
通常使用富含离子的缓冲溶液进行洗脱，以减缓离子与离子交换树脂之间的相互作用，使离子充分地与树脂分离开来。
3. 色谱分离
样品中的离子会按照它们在离子交换树脂上吸附的程度，以及使用的洗脱液类型和浓度的差异，而呈现出不同时间的洗脱峰。
每个洗脱峰表示一个具体的化学物质或离子，可以通过检测峰的高度或面积来确定含量或浓度。
离子交换柱色谱法的优点包括能够高效地分离亚稳态和同分异构体，操作方便，对溶剂要求低；而缺点是在样品中存在大量杂质时，需要
使用更高效的萃取、预处理或清洁方法。
总的来说，离子交换柱色谱法主要是通过固定相与移动相之间的离子交换的方式去分离化合物，从而达到测定的目的。
高效液相色谱法的分离类型
高效液相色谱法的分离类型
高效液相色谱法的分离类型包括以下几种：
1. 正相色谱（RP HPLC）：基于样品与色谱柱中的疏水性相互作用的分离方式。
这种方法适用于非极性和低极性化合物的分离。
2. 反相色谱（RP HPLC）：基于样品与色谱柱中的亲水性相互作用的分离方式。
这种方法适用于极性和高极性化合物的分离。
3. 离子交换色谱（IEC HPLC）：基于样品与固定在色谱柱上的离子交换剂之间的离子交换反应进行分离的方法。
这种方法适用于带有离子性官能团的化合物。
4. 大孔径凝胶过滤色谱（GFC）：基于分子大小的分离方式。
通过色谱柱中的孔隙限制，可将分子分离为大分子和小分子。
5. 亲和色谱（AC）：基于样品与固定在色谱柱上的亲和剂之间的特异性相互作用进行分离。
特定的亲和剂可选择性地结合到目标化合物，将其从混合样品中分离出来。
6. 逆向相变色谱（RPC）：色谱柱填充有亲水性材料，溶剂组成为水相时用于分离非极性或低极性的化合物。
7. 气相色谱-质谱联用（GC-MS）: 气相色谱联用质谱分析仪，用于分析化合物的质量谱。
8. 液相色谱-质谱联用（LC-MS）：液相色谱联用质谱分析仪，用于分析化合物的质量谱。
离子液体单滴微萃取-高效液相色谱法测定水体中磺胺类药物
离子液体单滴微萃取-高效液相色谱法测定水体中磺胺类药物吴翠琴;陈迪云;周爱菊;邓红梅;刘永慧【摘要】应用离子液体单滴微萃取(SDME)技术,建立了水体中7种磺胺类药物的高效液相色谱(HPLC)分析方法.考察了萃取剂种类与体积、萃取时间、搅拌速度、溶液pH值、盐浓度及萃取温度对萃取效率的影响.确定了最佳萃取条件为:利用9 μL-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C<,4MIM][PF<,6])离子液体作为萃取液滴,在搅拌速度为300r/min、萃取温度为50℃的条件下,对pH3,NaCl浓度为0.33g/mL 的10.0 mL水样萃取35 min.存最佳条件下,7种磺胺在0.005～2.000 mg/L浓度范围内呈良好的线性关系,线性相关系数为0.9994～0.9998;检出限为0.001～0.003 m/L(S/N=3);[C<,4MIM][PF<,6]对7种磺胺的富集倍数在22～107之间;5次平行测定的相对标准偏差为3.1%～5.6%;对自来水、江水、湖水和废水的加标回收率为84.3%～106%.%A novel method was developed for the determination of seven sulfonamides in water samples using ionic liquid-based single drop microextraction coupled with high performance liquid chromatography. The influence of extraction parameters including extraction solvent, volume of extraction solvent, extraction time, stirring speed, pH value, NaCl concentration of sample solution and extraction temperature were investigated. Using 9 μL 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate ([C4MIM][PF6])as extraction drop, 10. 0 mL aqueous sample with 0. 33 g/mL NaCl (pH 3) was extracted for 35 min with stirring at 300 r/min at 50 ℃. Under the optimal conditions,good linear relationships were obtained in the sulfonamides concentrations of 0. 005-2. 000 mg/L with the correlation coefficients of 0. 9994-0. 9998; the detectionlimits were 0. 001-0. 003 mg/L (S/N=3); the enrichment factors of[C4MIM][PF6] for the seven sulfonamides were from 22 to 107; the RSD of matrix spiked samples were 3.1％-5.6％(n=5). The proposed method was applied to the determination of the seven sulfonamides in tap, river, lake and waste water with recoveries of the seven sulfonamides in the range of 84.3％-106.0％.【期刊名称】《分析化学》【年(卷),期】2011(039)001【总页数】5页(P17-21)【关键词】离子液体;单滴微萃取;磺胺类药物;高效液相色谱【作者】吴翠琴;陈迪云;周爱菊;邓红梅;刘永慧【作者单位】广州大学环境科学与工程学院,广州,510006;广州大学环境科学与工程学院,广州,510006;广州大学化学化工学院,广州,510006;广州大学环境科学与工程学院,广州,510006;广州大学环境科学与工程学院,广州,510006【正文语种】中文磺胺类药物是指含有对氨基苯磺酰胺结构的一类药物的总称，具有抗菌谱广、疗效强等优点，是目前水产养殖业中最常使用的抗生素之一，广泛用于鱼类的疖疮病、细菌性败血病、肠炎病、烂鳃病、弧菌病等的治疗［1］。
11-1-其他类型HPLC色谱法-离子对
第十一章其他类型高效液相色谱法
离子对色谱法
（ion-pair chromatography，IPC）
一、概述
分析对象：
有机酸、碱、两性化合物、盐、强极性化合物
二、分离原理
定义：在色谱体系中加入合适的与样品离子电荷（A+）相反的离子（B-，称为反离子，counterion)，使其与样品离子结合生成弱极性的离子对（呈中性），进而进行分离的一种色谱分离分析技术。
离子对形成与两相间分配示意图
碱性化合物
酸性化合物
吴春勇
Inertsil C18色谱柱（5μm，4.6
mm×150 mm）；
甲醇－5 mmol/L磷酸二氢钾溶
10 mmol/L
液（含有十二烷基磺
酸钠，用磷酸调节pH至
3.5±0.05），（64∶36）为
流动相；
流速：1.0 ml/min；
10ml/min
紫外检测波长：330 nm；
柱温：室温
吴春勇
三聚氰胺极性强，其溶解性决定其不可能使用正相色谱柱进行分离，选
较好
V 乙腈∶V 缓冲液为8∶92的分离度和峰形为较好。
2）流动相pH的确定
考察范围：pH 2.5～4
16.672 min。
16.672min。
高效液相色谱法的分类及原理
高效液相色谱法的分类及其分离原理高效液相色谱法分为：液-固色谱法、液-液色谱法、离子交换色谱法、凝胶色谱法。
1.液-固色谱法（液-固吸附色谱法）固定相是固体吸附剂，它是根据物质在固定相上的吸附作用不同来进行分配的。
①液-固色谱法的作用机制吸附剂：一些多孔的固体颗粒物质，其表面常存在分散的吸附中心点。
流动相中的溶质分子X（液相）被流动相S带入色谱柱后，在随载液流动的过程中，发生如下交换反应：X（液相）+nS（吸附）<==>X（吸附）+nS（液相）其作用机制是溶质分子X（液相）和溶剂分子S（液相）对吸附剂活性表面的竞争吸附。
吸附反应的平衡常数K为：K值较小：溶剂分子吸附力很强，被吸附的溶质分子很少，先流出色谱柱。
K值较大：表示该组分分子的吸附能力较强，后流出色谱柱。
发生在吸附剂表面上的吸附-解吸平衡，就是液-固色谱分离的基础。
②液-固色谱法的吸附剂和流动相常用的液-固色谱吸附剂：薄膜型硅胶、全多孔型硅胶、薄膜型氧化铝、全多孔型氧化铝、分子筛、聚酰胺等。
一般规律：对于固定相而言，非极性分子与极性吸附剂（如硅胶、氧化铜）之间的作用力很弱，分配比k较小，保留时间较短；但极性分子与极性吸附剂之间的作用力很强，分配比k大，保留时间长。
对流动相的基本要求：试样要能够溶于流动相中流动相粘度较小流动相不能影响试样的检测常用的流动相：甲醇、乙醚、苯、乙腈、乙酸乙酯、吡啶等。
③液-固色谱法的应用常用于分离极性不同的化合物、含有不同类型或不；数量官能团的有机化合物，以及有机化合物的不同的异构体；但液-固色谱法不宜用于分离同系物，因为液-固色谱对不同相对分子质量的同系物选择性不高。
2.液-液色谱法（液-液分配色谱法）将液体固定液涂渍在担体上作为固定相。
①液-液色谱法的作用机制溶质在两相间进行分配时，在固定液中溶解度较小的组分较难进入固定液，在色谱柱中向前迁移速度较快；在固定液中溶解度较大的组分容易进入固定液，在色谱柱中向前迁移速度较慢，从而达到分离的目的。
《中国药典》2015版通则0512高效液相色谱法
通则0512高效液相色谱法高效液相色谱法系采用高压输液泵将规定的流动相泵入装有填充剂的色谱柱，对供试品进行分离测定的色谱方法。
注入的供试品，由流动相带入色谱柱内，各组分在柱内被分离，并进入检测器检测，由积分仪或数据处理系统记录和处理色谱信号。
1.对仪器的一般要求和色谱条件高效液相色谱仪由高压输液泵、进样器、色谱柱、检测器、积分仪或数据处理系统组成。
色谱柱内径一般为3.9～4.6mm，填充剂粒径为3～10μm。
超高液相色谱仪是适应小粒径（约2μm）填充剂的耐超高压、小进样量、低死体积、高灵敏度检测的高效液相色谱仪。
（1）色谱柱反相色谱柱：以键和非极性基团的载体为填充剂填充而成的色谱柱。
常见的载体有硅胶、聚合物复合硅胶和聚合物等；常用的填充剂优十八烷基硅烷键合硅胶、辛基硅烷键合硅胶和苯基键合硅胶等。
正相色谱柱：用硅胶填充剂，或键合极性基团的硅胶填充而成的色谱柱。
常见的填充剂有硅胶、氨基键合硅胶和氰基键合硅胶等。
氨基键合硅胶和氰基键合硅胶也可用作反向色谱。
离子交换色谱柱：用离子交换填充剂填充而成的色谱柱。
有阳离子交换色谱柱和阴离子交换色谱柱。
手性分离色谱柱：用手性填充剂填充而成的色谱柱。
色谱柱的内径和长度，填充剂的形状、粒径与粒径分布、孔径、表面积、键合基团的表面覆盖度、载体表面基团残留量，填充的致密与均匀程度等均影响色谱柱的性能，应根据被分离物质的性质来选择合适的色谱柱。
温度会影响分离效果，品种正文中未指明色谱柱温度时系指室温，应注意室温变化的影响。
为改善分离效果可适当提高色谱柱的温度，但一般不宜超过60℃。
残余硅羟基未封闭的硅胶色谱柱，流动相的pH值一般应在2～8之间。
残余硅羟基已封闭的硅胶、聚合物复合硅胶或聚合物色谱柱可耐受更广泛pH值的流动相，适合于pH值小于2或大于8的流动相。
（2）检测器最常用的检测器为紫外-可见分光检测器，包括二极管阵列检测器，其他常见的检测器有荧光检测器、蒸发光散射检测器、示差折光检测器、电化学检测器和质谱检测器等。
离子色谱原理
离子色谱基础离子色谱(Ion Chromatography)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。
一、离子色谱的基本原理离子色谱的分离机理主要是离子交换，有3种分离方式，它们是高效离子交换色谱(HPIC)、离子排斥色谱(HPIEC)和离子对色谱(MPIC)。
用于3种分离方式的柱填料的树脂骨架基本都是苯乙烯-二乙烯基苯的共聚物，但树脂的离子交换功能基和容量各不相同。
HPIC 用低容量的离子交换树脂，HPIEC用高容量的树脂，MPIC用不含离子交换基团的多孔树脂。
3种分离方式各基于不同分离机理。
HPIC的分离机理主要是离子交换，HPIEC主要为离子排斥，而MPIC则是主要基于吸附和离子对的形成。
1、高效离子交换色谱应用离子交换的原理，采用低交换容量的离子交换树脂来分离离子，这在离子色谱中应用最广泛，其主要填料类型为有机离子交换树脂，以苯乙烯二乙烯苯共聚体为骨架，在苯环上引入磺酸基，形成强酸型阳离子交换树脂，引入叔胺基而成季胺型强碱性阴离子交换树脂，此交换树脂具有大孔或薄壳型或多孔表面层型的物理结构，以便于快速达到交换平衡，离子交换树脂耐酸碱可在任何pH范围内使用，易再生处理、使用寿命长，缺点是机械强度差、易溶胀易、受有机物污染。
硅质键合离子交换剂以硅胶为载体，将有离子交换基的有机硅烷与基表面的硅醇基反应，形成化学键合型离子交换剂，其特点是柱效高、交换平衡快、机械强度高，缺点是不耐酸碱、只宜在pH28范围内使用。
离子交换色谱是最常用的离子色谱。
2、离子排斥色谱它主要根据Donnon膜排斥效应，电离组分受排斥不被保留，而弱酸则有一定保留的原理，制成离子排斥色谱主要用于分离有机酸以及无机含氧酸根，如硼酸根碳酸根和硫酸根有机酸等。
它主要采用高交换容量的磺化H型阳离子交换树脂为填料以稀盐酸为淋洗液。
3、离子对色谱离子对色谱的固定相为疏水型的中性填料，可用苯乙烯二乙烯苯树脂或十八烷基硅胶(ODS)，也有用C8硅胶或CN，固定相流动相由含有所谓对离子试剂和含适量有机溶剂的水溶液组成，对离子是指其电荷与待测离子相反，并能与之生成疏水性离子，对化合物的表面活性剂离子，用于阴离子分离的对离子是烷基胺类如氢氧化四丁基铵氢氧化十六烷基三甲烷等，用于阳离子分离的对离子是烷基磺酸类，如己烷磺酸钠，庚烷磺酸钠等对离子的非极性端亲脂极性端亲水，其CH2键越长则离子对化合物在固定相的保留越强，在极性流动相中，往往加入一些有机溶剂，以加快淋洗速度，此法主要用于疏水性阴离子以及金属络合物的分离，至于其分离机理则有3种不同的假说，反相离子对分配离子交换以及离子相互作用。
高效液相色谱法的基本原理
高效液相色谱法的基本原理
高效液相色谱法（High Performance Liquid Chromatography，
简称HPLC）是一种以液相为工作介质的色谱分析技术。
其基
本原理包括以下几个方面：
1. 选择合适的固定相：HPLC中的固定相多数是疏水材料，常
见的包括疏水性化合物、正相材料和离子交换树脂等。
固定相的选择要根据待分离物的性质和目标进行，以实现分离的目的。
2. 样品的进样：待分离的样品通过自动进样器进入HPLC系统，通常通过注射器来确保精确的进样量。
3. 流动相的选择：流动相是在HPLC柱中进行分离的介质，
包括溶剂和缓冲溶液，可以根据实验要求选择不同的组合。
常见的流动相如水、有机溶剂、酸、碱等。
4. 柱子的选择：HPLC中的柱子一般由不同材质制成，如不锈钢、硅胶、聚合物等。
根据待分离物的性质和目标，选择合适的柱子进行分离。
5. 进行分离：样品进入柱子后，固定相将会提供分离作用，不同组分会按照其相互作用力的大小而在柱子中发生分离。
分离的时间取决于各组分与固定相之间的相互作用力。
6. 检测和分析：通过检测器对分离出的组分进行检测，一般使用紫外光谱、荧光检测器等进行定量分析，从而得到各组分的峰高、峰面积等信息。
7. 数据处理和解释：对检测到的数据进行处理和解释，包括峰识别、峰面积计算、定量分析等。
总之，高效液相色谱法的基本原理是利用液相中溶质与固定相之间的相互作用力的差异来实现样品的分离和定量分析。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
离子类高效液相色谱法
1308102-19 彭陈
摘要：离子色谱是高效液相色谱的一种，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：离子交换色谱，离子排斥色谱和离子对色谱。
其中离子交换色谱用低容量的离子交换树脂，分离机理主要是离子交换;离子排斥色谱用高容量的树脂，分离机理主要是离子排斥；离子对色谱用不含离子交换基团的多孔树脂，分离机理主要是基于吸附和离子对的形成。
一，离子对色谱
离子对色谱法是将一种（或多种）与溶质分子电荷相反的离子（称为对离子或反离子）加到流动相或固定相中，使其与溶质离子结合形成疏水型离子对化合物，从而控制溶质离子的保留行为。
在色谱分离过程中，流动相中待分离的有机离子A+（也可以是带负电子的离子）与固定相或流动相中带相反电荷的对离子B-结合，形成离子对化合物A+B-，然后在两相间进行分配：
若固定相为有机相，流动相为水溶液，就构成反相离子对色谱，此时A= 的分布系数B-为：
当流动相的pH值、离子强度、有机改性剂的类型、浓度及温度保持恒定时，k'与对离子的浓度［B- ］w成正比。
因此通过调节对离子的浓度，就可改变被分离样品离子的保留时间Tr。
离子对色谱法，特别是反相离子对色谱法解决了以往难以分离混合物的分离问题，诸如酸、碱和离子、非离子的混合物，特别是一些生化试样如核酸、核苷、儿茶酚胺、生物碱以及药物等的分离。
另外，还可以借助离子对的生成给试样引入紫外吸收或发荧光的基团，以提高检测的灵敏度。
二，离子交换色谱法以及离子色谱法
（1）离子交换色谱法
离子交换色谱利用被分离组分与固定相之间发生离子交换的能力差异来实现分离。
离子交换色谱的固定相一般为离子交换树脂，树脂分子结构中存在许多可以电离的活性中心，待分离组分中的离子会与这些活性中心发生离子交换，形成离子交换平衡，从而在流动相与固定相之间形成分配，固定相的固有离子与待分离组分中的离子之间相互争夺固定相中的离子交换中心，并随着流动相的运动而运动，最终实现分离。
离子交换色谱的固定相是交换剂，根据交换剂性质可分为：
阳离子交换剂和阴离子交换剂。
交换剂由固定的离子基团和可交换的平衡离子组成。
当流动相带着组分离子通过离子交换柱时，组分离子与交换剂上可交换的平衡离子进行可逆交换，最后达到交换平衡，阴阳离子的交换平衡可表示为：
阳离子交换：R+Y-+ X-= R+X-+ Y-
阴离子交换：R-Y++ X+= R-X++ Y+
R+、R-—为交换剂上的固定离子基团，如RSO3-或RNH3+；
Y+、Y-—为可交换的平衡离子，可以是H+、Na+或OH-、Cl-等
X+、X-—为组分离子。
组分离子对固定离子基团的亲和力强，分配系数大，其保留时间长；反之，分配系数小，其保留时间短；因此：离子交换色谱：是根据不同组分离子对固定离子基团的亲和力的差别而达到分离的目的。
（2）狭义离子色谱法
离子色谱法是在离子交换色谱法的基础上于20世纪70年代中期发展起来的液相色谱法，并快速发展成为水溶液中阴离子分析色最佳方法。
该方法利用离子交换树脂为固定相，电解质溶液微流动相，通常以电导检测器为通用检测器，为消除流动相中强电解质背景离子对电导检测器的干扰，设置了抑制柱。
试样组分在分离柱和抑制柱上的反应原理与离子交换色谱法相同。
抑制柱反应：
分里阳离子，用无机酸作淋洗剂（HCL,HNO3）
抑制柱——强碱性高容量阴离子交换柱
抑制反应降低淋洗液电导率OH-淌度为CL-的2.6倍，提高灵敏度
分离阴离子，淋洗剂是NaOH，NaHCO3
抑制柱——强酸性高容量阳离子交换柱
抑制反应降低淋洗液电导率H+淌度为Na+的7倍，提高灵敏度
离子型的化合物的阴离子分析长期以来缺乏快速灵敏的方法，离子色谱法是目前唯一快速，灵敏和准确的多组分分析方法，因而得到广泛重视和迅速的发展。
检测手段已扩展到电导检测器之外的其他类型的检测器，如电化学检测器，紫外光度检测器等。
三，离子排斥色谱法
离子排斥色谱法的分离理论主要是由Donnan排斥原理发展而来的。
IEC的分离柱填料一般是有一定交联度的（8％）、总体磺化的H+型高容量阳离子交换树脂。
树脂的电荷密度较大，导致在树脂颗粒间隙的液体和树脂微孔内吸留的液体间形成一个“半透膜”。
溶质阴离子(如Cl- )由于受Donnan排斥，不能进入树脂微孔内，因此不被保留，而非离子型的中性分子，如有机酸、醇类等，则不受Donnan排斥的影响，可通过“半透膜”进入树脂的微孔内，有保留作用。
溶质保留体积表示如下：VR = Vm + Kd VS 式中：VR——溶质的保留体积，Vm——柱内树脂颗粒间的淋洗液体积，VS——柱内树脂微孔内吸留的淋洗液体积，Kd——分配系数，Kd值与溶质的电离度及其进入树脂内的扩散能力有关。
小结
离子色谱法的优点
快速方便
对7种常见阴离子（F-、Cl-、Br-、NO2-、NO3-、SO42-、PO43-）和6种常见阳离子（Li+、Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+）的平均分析时间已分别小于8min。
用高效快速分离柱对上述7种最重要的常见阴离子达基线分离只需3min。
灵敏度高
离子色谱分析的浓度范围为低μg/L（1～10μg/L）至数百mg/L。
直接进样（25μL），电导检测，对常见阴离子的检出限小于10μg/L。
选择性好
IC法分析无机和有机阴、阳离子的选择性可通过选择恰当的分离方式、分离柱和监测方法来达到。
与HPLC相比，IC中固定相对选择性的影响较大。
可同时分析多种离子化合物
与光度法、原子吸收法相比，IC的主要优点是可同时检测样品中的多种成分。
只需很短的时间就可得到阴、阳离子以及样品组成的全部信息。
分离柱的稳定性好、容量高
与HPLC中所用的硅胶填料不同，IC柱填料的高pH值稳定性允许用强酸或强碱作淋洗液，有利于扩大应用范围。