离子交换色谱柱和离子排阻色谱柱分离物质原理的区别
离子色谱测试方法
离子色谱法是一种采用高压输液泵系统将规定的洗脱液泵入装有填充剂的色谱柱对可解离物质进行分离测定的色谱方法。
离子色谱法常用于无机阴离子、无机阳离子、有机酸、糖醇类、氨基糖类、氨基酸、蛋白质、糖蛋白等物质的定性和定量分析。
今天程诚小编就给大家简单介绍下离子色谱法这种常用的分析方法。
简单来说，离子色谱法就是将注入的供试品由洗脱液带入色谱柱内进行分离后，进入检测器（必要时经过抑制器或衍生系统），由积分仪或数据处理系统记录并处理色谱信号。
它的分离机理主要为离子交换，即基于离子交换色谱固定相上的离子与流动相中具有相同电荷的溶质离子之间进行的可逆交换；离子色谱法的其他分离机理还有形成离子对、离子排阻等。
1、对仪器的一般要求离子色谱仪器中所有与洗脱液或供试品接触的管道、器件均应使用惰性材料，如聚醚醚酮（PEEK）等。
也可使用一般的高效液相色谱仪，只要其部件能与洗脱液和供试品溶液相适应。
仪器应定期检定并符合有关规定。
（1）色谱柱：离子交换色谱的色谱柱填充剂有两种，分别是有机聚合物载体填充剂和无机载体填充剂。
有机聚合物载体填充剂最为常用，填充剂的载体一般为苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、乙基乙烯基苯-二乙烯基苯共聚物、聚甲基丙烯酸酯或聚乙烯聚合物等有机聚合物；无机载体填充剂一般以硅胶为载体，硅胶载体填充剂在pH2～8的洗脱液中稳定，一般适用于阳离子样品的分离。
（2）洗脱液：离子色谱对复杂样品的分离主要依赖于色谱柱中的填充剂，而洗脱液相对较为简单。
分离阴离子常采用稀碱溶液、碳酸盐缓冲液等作为洗脱液；分离阳离子常采用稀甲烷磺酸溶液等作为洗脱液。
通过调节洗脱液pH值或离子强度可提高或降低洗脱液的洗脱能力；在洗脱液内加入适当比例的有机改性剂，如甲醇、乙腈等可改善色谱峰峰形。
制备洗脱液的水应经过纯化处理，电阻率大于18MΩ·cm。
使用的洗脱液需经脱气处理，常采用氦气等惰性气体在线脱气的方法，也可采用超声、减压过滤或冷冻的方式进行离线脱气。
色谱分析基本原理..
一、色谱分析法基本原理色谱法，又称层析法。
根据其分离原理，有吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱与排阻色谱等方法。
吸附色谱是利用吸附剂对被分离物质的吸附能力不同，用溶剂或气体洗脱，以使组分分离。
常用的吸附剂有氧化铝、硅胶、聚酰胺等有吸附活性的物质。
分配色谱是利用溶液中被分离物质在两相中分配系数不同，以使组分分离。
其中一相为液体，涂布或使之键合在固体载体上，称固定相；另一相为液体或气体，称流动相。
常用的载体有硅胶、硅藻土、硅镁型吸附剂与纤维素粉等。
离子交换色谱是利用被分离物质在离子交换树脂上的离子交换势不同而使组分分离。
常用的有不同强度的阳、阴离子交换树脂，流动相一般为水或含有有机溶剂的缓冲液。
排阻色谱又称凝胶色谱或凝胶渗透色谱，是利用被分离物质分子量大小的不同和在填料上渗透程度的不同，以使组分分离。
常用的填料有分子筛、葡聚糖凝胶、微孔聚合物、微孔硅胶或玻璃珠等，可根据载体和试样的性质，选用水或有机溶剂为流动相。
色谱法的分离方法，有柱色谱法、纸色谱法、薄层色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法等。
色谱所用溶剂应与试样不起化学反应，并应用纯度较高的溶剂。
色谱时的温度，除气相色谱法或另有规定外，系指在室温下操作。
分离后各成分的检出，应采用各单体中规定的方法。
通常用柱色谱、纸色谱或薄层色谱分离有色物质时，可根据其色带进行区分，对有些无色物质，可在245-365nm的紫外灯下检视。
纸色谱或薄层色谱也可喷显色剂使之显色。
薄层色谱还可用加有荧光物质的薄层硅胶，采用荧光熄灭法检视。
用纸色谱进行定量测定时，可将色谱斑点部分剪下或挖取，用溶剂溶出该成分，再用分光光度法或比色法测定，也可用色谱扫描仪直接在纸或薄层板上测出，也可用色谱扫描仪直接以纸或薄层板上测出。
柱色谱、气相色谱和高效液相色谱可用接于色谱柱出口处的各种检测器检测。
柱色谱还可分部收集流出液后用适宜方法测定。
柱色谱法所用色谱管为内径均匀、下端缩口的硬质玻璃管，下端用棉花或玻璃纤维塞住，管内装有吸附剂。
色谱法知识简介
色谱法知识简介一、色谱法的定义色谱法（色谱分析、为色层法、层析法），是一种物理化学分析方法，它利用混合物中各物质在两相间分配系数的差别，当溶质在两相间做相对移动时，各物质在两相间进行多次分配，从而使各组分得到分离。
二、色谱法的特点及优缺点（1）特点：具高超的分离能力，其分离效率远远高于其他分离技术，如蒸馏、萃取、离心等方法。
（2）优点：①分离效率高；②应用范围广；③分板速度快；④样品用量少；⑤灵敏度高；⑥分离和测定一次完成；⑦易于自动化，可在工业流程中使用。
（3）缺点：对所分析对象的鉴别功能较差，一般来说色谱的定性分析是靠保留值定性，但在一定的色谱条件下，一个保留值可能对应许多个化合物。
（为分离和鉴定一个有机混合物，常常把色谱方法的高效分离能力和光谱方法的鉴别能力结合在一起，发展了各种各样的联用技术。
）三、色谱法的分类1、按分离原理分——吸附色谱法、分配色谱法、离子交换色谱法、分子排阻色谱法、亲和色谱法等。
2、按分离方法分——纸色谱法、薄层色谱法（TLC）、柱色谱法、高效液相色谱法（HPLC）、气相色谱法（GC）等。
3、按两相状态分类——气相色谱（气－固、气－液）、液相色谱（液－固、液－液）、超临界流体色谱、化学键合相色谱等。
4、按实际应用方面分——分析型色谱、制备型色谱。
定义：在一定温度下，处于平衡状态时，溶质在互不相溶的两相间浓度之比。
mC C K s S C ：每1ml 固定相中含有溶质的质量；（国标中以C L 表示） m C ：每1ml 流动相中溶解溶质的质量。
分配系数反映了溶质在两相中的迁移能力及分离效能，与组分、流动相和固定相的热力学性质有关，也与温度、压力有关。
分配系数对系统中组分的影响：在同一色谱条件下，样品中K 值大的组分在固定相中滞留时间长，后流出色谱柱；K 值小的组分则滞留时间短，先流出色谱柱。
由此可见，组分在两相中的分配系数越大，越易分离。
K 对色谱峰的影响：正常峰——条件（流动相、固定相、温度和压力等）一定样品浓度很低时（S C 、m C 很小）时K 只取决于组分的性质，与浓度无关。
HPLC原理
HPLC原理是什么（通常用的最多的是第二种，即分配平衡，）色谱分离原理高效液相色谱法按分离机制的不同分为液固吸附色谱法、液液分配色谱法（正相与反相）、离子交换色谱法、离子对色谱法及分子排阻色谱法。
1．液固色谱法使用固体吸附剂，被分离组分在色谱柱上分离原理是根据固定相对组分吸附力大小不同而分离。
分离过程是一个吸附－解吸附的平衡过程。
常用的吸附剂为硅胶或氧化铝，粒度5~10μm。
适用于分离分子量200~1000的组分，大多数用于非离子型化合物，离子型化合物易产生拖尾。
常用于分离同分异构体。
2．液液色谱法使用将特定的液态物质涂于担体表面，或化学键合于担体表面而形成的固定相，分离原理是根据被分离的组分在流动相和固定相中溶解度不同而分离。
分离过程是一个分配平衡过程。
涂布式固定相应具有良好的惰性；流动相必须预先用固定相饱和，以减少固定相从担体表面流失；温度的变化和不同批号流动相的区别常引起柱子的变化；另外在流动相中存在的固定相也使样品的分离和收集复杂化。
由于涂布式固定相很难避免固定液流失，现在已很少采用。
现在多采用的是化学键合固定相，如C18、C8、氨基柱、氰基柱和苯基柱。
液液色谱法按固定相和流动相的极性不同可分为正相色谱法(NPC)和反相色谱法(RPC)。
正相色谱法采用极性固定相(如聚乙二醇、氨基与腈基键合相)；流动相为相对非极性的疏水性溶剂(烷烃类如正已烷、环已烷），常加入乙醇、异丙醇、四氢呋喃、三氯甲烷等以调节组分的保留时间。
常用于分离中等极性和极性较强的化合物(如酚类、胺类、羰基类及氨基酸类等）。
反相色谱法一般用非极性固定相（如C18、C8）；流动相为水或缓冲液，常加入甲醇、乙腈、异丙醇、丙酮、四氢呋喃等与水互溶的有机溶剂以调节保留时间。
适用于分离非极性和极性较弱的化合物。
RPC在现代液相色谱中应用最为广泛，据统计，它占整个HPLC应用的80%左右。
随着柱填料的快速发展，反相色谱法的应用范围逐渐扩大，现已应用于某些无机样品或易解离样品的分析。
色谱测定法
正相色谱系统使用极性填充剂，常用的填 充剂有硅胶等。 离子交换填充剂用于离子交换色谱；凝胶 或高分子多孔微球等填充剂用于分子排阻 色谱等；手性键合填充剂用于对映异构体 的拆分分析。
填充剂的性能(如载体的形状、粒径、孔 径、表面积、键合基团的表面覆盖度、含 碳量和键合类型等)以及色谱柱的填充， 直接影响待测物的保留行为和分离效果。 孔径在15nm以下的填料适合于分析分子量 小于2000的化合物，分子量大于2000的化 合物则应选孔径在30nm以上的填料。
3．测定法 (1)内标法加校正因子测定供试品中某个杂 质或主成分含量
按各品种项下的规定，精密称(量)取对照 品和内标物质，分别配成溶液，精密量取 各溶液，配成校正因子测定用的对照溶液。 取一定量注入仪器，记录色谱图。 测量对照品和内标物质的峰面积或峰高， 按下式计算校正因子：
As/cs 校正因子(f) =
(1)色谱柱的理论板数(n)
在规定的色谱条件下，注入供试品溶液 或各品种项下规定的内标物质溶液，记 录色谱图，量出供试品主成分峰或内标 物质峰的保留时间tR(以分钟或长度计， 下同，但应取相同单位)和半高峰宽 (Wh/2)，按 n = 5.54(tR／Wh/2)2 计算色 谱柱的理论板数。
当有样品组分流过流通池时，检测器把 组分浓度转变成电信号，经过放大，用 记录器记录下来就得到色谱图。 色谱图是定性、定量和评价柱效高低的 依据。
1.对仪器的一般要求 所用的仪器为高效 液相色谱仪。仪器应定期检定并符合有关 规定。
(1) 色谱柱 键合硅胶。
最常用的色谱柱填充剂为化学
反相色谱系统使用非极性填充剂，以十八 烷基（C18）硅烷键合硅胶最为常用，辛 基（C8）硅烷键合硅胶和其他类型的硅烷 镑合硅胶(如氰基硅烷键合相和氨基硅烷 键合相等)也有使用。
专业技术知识01-色谱柱的分类、维护及管理
适用于离子或可离解的化合物, 如无机离子、有机酸、核苷酸、 氨基酸、抗生素、蛋白质等.
有机共聚物树脂、硅胶微球 离子交换剂、螯合树脂等.
分子排阻色 谱柱
根的大据线分凝团子胶尺的孔寸物隙间质的的保孔相留径对弱大关小系与，高对分溶子质样进品行分分子离，用多于糖分、析聚多乙肽烯、、蛋聚白氯质乙、烯核等酸、
Part 4 色谱柱的常见异常现象
Part4 色谱柱的常见异常现象
色谱柱的常见异常现象与原因
异常现象 1、压力为零，不上升或流动相流量为零 2、有柱前压，但流量为零 3、柱前压上升，流量下降，甚至到零
4、不能调零
5、基线噪声大 6、基线突然起变化 7、基线漂移
原因
色谱柱柱前管路接头处泄露
（1）柱进口堵塞 （2）色谱柱链接件漏液 （1）柱上端不锈钢多孔滤片被胶片碎沫堵塞， （2）柱下端不锈钢多孔滤片被填料细颗粒堵塞 （3）柱子阻力增大，由于以水作为流动相的体系，柱子 内微生物生长而使柱子堵塞
L39 亲水全多孔聚羟基甲基丙烯酸酯色谱柱
L40 Tris 3,5－二甲基苯基氨基甲酸酯纤维素涂覆多孔硅胶微球
L41 球形硅胶表面固定α1酸糖蛋白固定相
L42 C8和C18硅烷化学键合多孔硅胶固定相
L43 硅胶微球键合五氟代苯基固定相
L44
多功能固定相,60 Å高纯硅胶基质键合磺酸阳离子交换功能团和C8反相功能 团
L34 铅型磺化交联苯乙烯－二乙烯基苯共聚物强阳离子交换树脂，9mm球形
L35 锆稳定的硅胶微球键合二醇基亲水分子单层固定相，孔径150Å
L36 5mm胺丙基硅胶键合L-苯基氨基乙酸－3,5二硝基苯甲酰
L37 适合分离分子量2000～40000的聚甲基丙烯酸酯凝胶
常用液相色谱柱型号及适用范围
常用液相色谱柱型号及适用范围
液相色谱柱是一种常用的色谱分析仪器，常用的液相色谱柱型号及适用范围如下：
- 反相色谱柱（Reverse Phase Column）：由高吸附性的非极性填料填充，用于对极性化合物的分离，常见的填充物包括C18，C8，C4和CN等，反相色谱柱广泛应用于药物分析，天然产物分离等领域。
- 手性色谱柱（Chiral Column）：适用于分离具有手性结构的化合物，如药物、农药、食品添加剂等，常见的手性色谱柱包括手性固定相色谱柱和手性流动相色谱柱。
- 离子交换色谱柱（Ion Exchange Column）：由离子交换树脂填充而成，能够分离带电荷的化合物，如阴阳离子、蛋白质、多肽等，常用于环境分析、食品分析、药物分析等领域。
- 尺寸排阻色谱柱（Size Exclusion Column）：由多孔性填料填充而成，能够分离分子大小不同的化合物，如蛋白质、多糖、聚合物等，常用于生物大分子的分离和分析。
不同型号的液相色谱柱适用范围不同，在选择液相色谱柱时，需要根据待测化合物的性质和色谱分析的要求选择合适的色谱柱。
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。
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1.离子交换色谱是一种成熟的技术，柱填料含有极性可离子化的基团，如羧酸、磺酸或季铵离子，在合适的pH值下，这些基团将解离，吸引相反电荷的
物质。
由于离子型物质能与柱填料反应，所以可被分离。
缓冲溶液常被用作离子交换色谱的流动相。
缓冲溶液的pH值和离子强度将影响化合物从柱中的洗脱。
这是由于改变pH值，可改变化合物的解离程度所致。
样品电离度的降低，减少了样品与色谱柱的反应，样品组分就可以较快地从柱中流出。
增加流动相的离子强度，平衡移向不利于样品与柱填料反应的方向，利于样品从柱中较快流出。
2.分子排阻色谱法是基于样品分子量大小不同而多样品进行分离的色谱法。
固定相是有一定孔径的多孔填料，小分子量的化合物进入孔中，流动相是可
以溶解样品的溶剂。
分离过程是按分子量大小的顺序，分子量大的化合物先从柱中洗脱。
分子排阻色谱法常用于分离高分子化合物或复杂的物质，如组织提取物、核酸、蛋白质等。
2. 1.离子交换色谱是利用被分离物质在离子交换树脂上的离子交换势不同而使组分分离。
常用的有不同强度的阳、阴离子交换树脂，流动相一般为水或含
有有机溶剂的缓冲液。
凡是在溶剂中能够电离的物质通常都可以用离子交换色谱法来进行分离.
2.排阻色谱又称凝胶色谱或凝胶渗透色谱，是利用被分离物质分子量大小的不同和在填料上渗透程度的不同，以使组分分离。
它类似于分子筛的作用，
但凝胶的孔径比分子筛要大得多，一般为数纳米到数百纳米。
溶质在两相之间不是靠其相互作用力的不同来进行分离，而是按分子大小进行分离。
分离只与凝胶的孔径分布和溶质的流动力学体积或分子大小有关。
试样进入色谱柱后，随流动相在凝胶外部间隙以及孔穴旁流过。
在试样中一些太大的分子不能进入胶孔而受到排阻，因此就直接通过柱子，首先在色谱图上出现，一些很小的分子可以进入所有胶孔并渗透到颗粒中，这些组分在柱上的保留值最大，在色谱图上最后出现。
常用的填料有分子筛、葡聚糖凝胶、微孔聚合物、微孔硅胶或玻璃珠等，可根据载体和试样的性质，选用水或有机溶剂为流动相。