5 离子交换色谱法
离子色谱分析法
恒流泵：驱使液体（如淋洗液）在 管道中流动，它可以提高流动相的 速度，使离子色谱法能进行快速分 析，同时能控制流动相单位时间内 流出的体积。
分离系统：由前置柱、分离柱、抑 制柱组成。前置柱是用来保护分离 柱的。
检测系统：由电导池，读数表 头和有关的线路板组成。
碱金属、碱土金属及胺类的分析
（二）重金属和过渡金属的分析
三、离子色谱的优点
1.快速、方便、灵敏度高、选 择性好、可同时分析多种离子化 合物。
四、离子色谱的应用
离子色谱在环境分析中的应用（饮用水、 生活污水和工业废水的分析）、大气飘 尘与降水的分析、微电子、电子工业中 痕量分析、在食品和饮料分析中的应用、 在生化分析中的应用、在石油化工中应 用
标准的色谱图
分离度的确定
2. 峰高和峰面积的测量
在使用积分仪和色谱工作站测量峰 高和峰面积时，仪器根据设定的积 分参数（半峰宽，峰高和最小峰面 积等）和基线的设定来计算每个色 谱峰的峰高和峰面积，然后直接打 印出峰高和峰面积的结果。
第三章 七种阴离子的离 子色谱法测定
设备
离子色谱仪的主机由下列主要部件组成： 储液槽：用来储存实验过程中需要的各
准备淋洗液；在使用前，用0.24mol/l碳 酸钠；0.3mol/l碳酸氢钠配制成 0.9mMmol碳酸钠+0.85 mMmol碳酸氢 钠工作溶液。
3.标准溶液的制备：
储备溶液 ：
储备液的浓度是1000g/L(F--﹑CL-﹑NO2-﹑ Br--﹑NO3- ﹑ PO3﹑SO43-)。依据表格，预处理一定量 的物质，分别置于1000ml容量瓶中， 用少量水溶解后稀至刻度。表1-1
第一章 离子色谱分析法
离子交换色谱（ion
离⼦交换⾊谱（ion exchange chromatography）2、离⼦交换⾊谱（ion exchange chromatography）蛋⽩质、多肽均属于两性电解质，在缓冲液pH⼩于其等电点时，带净正电荷，⽽在缓冲液pH⼤于其等电点时，带净负电荷。
阴离⼦交换凝胶本⾝带有正电荷基团，阳离⼦交换凝胶本⾝带负电荷基团。
由于静电相互作⽤⽽使样品结合到凝胶上，再采⽤盐浓度梯度或者更换缓冲液的pH值进⾏洗脱对于等电点⼩于5.0的酸性蛋⽩质，推荐使⽤阴离⼦交换，对于等电点⼤于7.0的碱性蛋⽩质，推荐使⽤阳离⼦交换。
两种模式：⼀种使⽬的蛋⽩结合凝胶，通过梯度洗脱；⼀种使⽬的蛋⽩不结合凝胶，⽽⼤部分杂质结合凝胶，则穿过液中含有⽬的蛋⽩。
column chromatography（柱⾊谱）batch chromatography（批⾊谱）c、疏⽔作⽤⾊谱利⽤蛋⽩质、多肽在⾼盐存在下，可以结合疏⽔凝胶，⽽在盐浓度降低时⼜可以解脱的原理实现分离。
d、亲和⾊谱利⽤蛋⽩质、多肽与某些配基的特异性相互作⽤⽽进⾏分离。
例如：酶-底物，酶-抑制剂，糖蛋⽩-凝集素，抗原-抗体等。
近来发展了⾦属螯合亲和⾊谱，⽤于纯化表⾯含⾊氨酸、酪氨酸、组氨酸等的蛋⽩质以及(His)6-tagged重组蛋⽩。
亲和⾊谱分为特异性亲和⾊谱和组别亲和⾊谱两类。
肝素、凝集素、染料、⾦属螯合亲和⾊谱均为组别亲和⾊谱（同⼀配基可以结合许多种蛋⽩质）。
e、反相⾊谱常⽤于蛋⽩质、多肽的HPLC分析，以及多肽的精细制备分离，分辨率极⾼，可以分离两种仅相差⼀个氨基酸的多肽。
如⾎管紧张素（angiotensin）的⼏个亚型通过反相⾊谱可以很好地分离。
同⼀个样品在同⼀Source 30 RPC柱上进⾏分离，由于⾊谱条件进⾏了改变，⾊谱图截然不同，说明反相⾊谱具有⾼度的选择性。
四、应⽤举例例⼀、⼀种抗HIV gp120单克隆抗体的Fab⽚断（E.coli中表达）分⼦量：50 kD等电点：11表达定位：周质（periplasmic）纯化策略：渗透压休克提取周质，阳离⼦交换去除⼤部分杂质，疏⽔作⽤⾊谱进⼀步去除杂质，最后⽤凝胶过滤分离。
实验5 离子色谱法测定水中阴离子试验报告
实验 5 离子色谱法测定水中阴离子一实验目的（1）掌握离子色谱法分析的基本原理。
（2）了解离子色谱仪的组成及基本操作技术。
（3）掌握常见阴离子的测定方法。
（4）掌握离子色谱的定性和定量分析方法。
二实验原理（1）进样：样品环进样（2）分离：离子交换分离离子色谱中使用的固定相是离子交换树脂。
离子交换树脂上分布有固定的带电荷的基团和能离解的离子。
当样品进入离子交换色谱柱后，用适当的溶液洗脱，样品离子即与树脂上能离解的离子连续进行可逆性交换，最后达到平衡。
不同阴离子（F-,Cl-，NO2-,NO3-等）与阴离子树脂之间亲和力不同，其在树脂上的保留时间不同，从而达到分离的目的。
（3）检测：电导检测器根据离子色谱峰的峰高和峰面积对样品中的阴离子进行定性和定量分析。
三仪器与试剂仪器：离子色谱仪；阴离子分析色谱柱：，阴离子分析色谱保护柱；超声波发生器；真空过滤装置；1mL、10mL 注射器各一支；0.20微米、0.45微米水相微孔过滤膜。
试剂：KCl、NaNO2均为优级纯；超纯水。
四实验步骤（1）准备浓度分别为 10ppm，20ppm，50ppm 和未知浓度的试样各一份。
(含KCl,NaNO2)（2）设置仪器参数：淋洗液流量0.8ml/min,数据采集时间10min.（3）用注射器注入10ppm 的溶液进入离子色谱仪并观察色谱图，一段时间后记下相关数据，依次进行其他浓度试样的检测。
(注意试液装入前清洗三次，最后抽取时无气泡）（4）绘制标准曲线。
五结果处理数据记录溶液离子出峰时间/min峰面积Cl-10ppmNO2-Cl-20ppmNO2-Cl-50ppmNO2-未知试样未知（1）根据标准试样和样品试样色谱图中色谱峰的保留时间，确定分析离子在色谱图中的位置答：（2）绘制标准曲线，拟合线性回归方程。
Cl-线性回归方程：NO2-线性回归方程：（3）计算水样中被测阴离子的含量。
答：六注意事项（1）淋洗液必须先进行超声脱气处理。
离子色谱分析法
阳极 阳离子交换膜
二、高效离子排斥色谱（HPIEC）
分离是基于固定相和被分析物 之间三种不同的作用-Donnan 排斥、空间排斥和吸附作用。
1、分离原理
典型的离子排斥色谱柱是全磺化高交换容量的 H+ 型阳离 子交换剂，其功能基为磺酸根阴离子(SO3-)，树脂表面的 这一负电荷层对负离子具有排斥作用，即所谓的 Donnan
第三章
离子色谱分析法
一、离子色谱法原理 二、离子色谱仪
一、离子色谱法原理
离子色谱法（IC) :以离子型化合物为分析 对象的液相色谱法。 通常使用离子交换剂固定相和电导检测器 。
离子型物质 : 在水溶液中电离，具有 + 或 –
电荷的元素
无机阴离子（Ｃｌ－，ＮＯ2－，ＳＯ４２－，ＣｒＯ４２－）和
污染雨水河水大气污水雨水中离子城市用水自来水水源自来水中消毒副产物样品应用化学品设备提取物聚合物环氧类粘合剂中的阴离子电子半导体高纯水晶片冲洗水高纯水中的离子型杂质金属钢材表面处理液镀冷却水电镀槽中的抗坏血酸高效离子排斥色谱hpiec分离机理高效离子交换色谱法hpic是离子色谱法中应用最为广泛的固定相是一种具有可交换离子的聚合电解质能参与溶液中离子的交换作用而不改变本身一般物理特性
/
R
欧姆定律 R = V Resistance Voltage (Ohm) (Volt)
/
I Current (Ampere)
欧姆定律表明电阻等于电压与电流的比值。电导为 电阻的倒数，直接与溶液的浓度有关。
电极
电导检测器定量原理
电导
G =
1
G = 1
. ห้องสมุดไป่ตู้i
/
ci λi
R
有机酸分离方法
有机酸分离方法引言：有机酸是一类含有羧基（-COOH）的有机化合物，具有酸性。
有机酸的分离对于化学分析和工业生产具有重要意义。
本文将介绍几种常用的有机酸分离方法。
一、溶剂萃取法溶剂萃取法是一种常用的有机酸分离方法。
该方法利用不同有机酸在水和有机溶剂中的溶解度差异，通过萃取达到分离的目的。
一般来说，有机酸在有机溶剂中的溶解度较高，因此可以通过将混合溶液与有机溶剂进行摇匀、分层等操作，使有机酸从水相迁移到有机相中，从而实现分离。
二、离子交换色谱法离子交换色谱法是一种基于溶液中离子的吸附-解吸过程进行分离的方法。
该方法利用离子交换树脂的特性，通过控制溶液中的pH值和离子浓度，实现有机酸的分离。
离子交换色谱法具有分离效果好、操作简便等优点，因此在有机酸分离中得到广泛应用。
三、薄层色谱法薄层色谱法是一种基于化合物在固体表面上吸附-解吸过程进行分离的方法。
该方法利用薄层色谱板上的吸附剂，通过控制溶剂的挥发速度和色谱板的温度，实现有机酸的分离。
薄层色谱法具有操作简便、分离效果好等优点，因此在有机酸分离中得到广泛应用。
四、气相色谱法气相色谱法是一种基于化合物在气相中的分配系数进行分离的方法。
该方法利用气相色谱柱和气相载气的选择性，通过控制温度和流速等条件，实现有机酸的分离。
气相色谱法具有分离效果好、分析速度快等优点，因此在有机酸分离中得到广泛应用。
五、液相色谱法液相色谱法是一种基于化合物在液相中的分配系数进行分离的方法。
该方法利用液相色谱柱和流动相的选择性，通过控制温度、流速和流动相组成等条件，实现有机酸的分离。
液相色谱法具有分离效果好、分析灵敏度高等优点，因此在有机酸分离中得到广泛应用。
总结：有机酸分离是化学分析和工业生产中的重要步骤。
本文介绍了几种常用的有机酸分离方法，包括溶剂萃取法、离子交换色谱法、薄层色谱法、气相色谱法和液相色谱法。
这些方法各具特点，可以根据实际需要选择合适的方法进行有机酸的分离。
在实际应用中，还可以结合多种方法进行分离，以提高分离效果和准确性。
多糖分离纯化
多糖分离纯化一、概述多糖是一类高分子化合物，具有复杂的结构和多样的功能，广泛存在于生物体内。
多糖的分离纯化是研究其结构和性质、开发应用的前提和基础。
本文将介绍多糖分离纯化的方法及其优缺点。
二、多糖分离纯化方法1. 溶液沉淀法溶液沉淀法是一种常用的多糖分离纯化方法。
该方法基于不同多糖在不同浓度下溶解度不同的原理，通过控制溶液中某些成分（如盐类）浓度来使目标多糖沉淀。
该方法操作简单，但需要对目标多糖在不同条件下的溶解度有较为准确的了解，并且会受到其他成分影响。
2. 离子交换色谱法离子交换色谱法是一种利用固定在固相上带电基团与目标多糖间相互作用实现分离纯化的方法。
该方法适用于具有明显电荷差异或含有特定官能团（如硫酸基、羧基等）的多糖。
该方法分离效果好，但需要对固相的选择和操作条件进行优化。
3. 凝胶过滤色谱法凝胶过滤色谱法是一种利用多孔凝胶作为分离介质，目标多糖根据其大小在凝胶中进行分离的方法。
该方法适用于具有不同分子量的多糖，且操作简单、分离效果较好。
但由于凝胶孔径大小限制，对于较小或较大的多糖可能无法有效分离。
4. 亲和层析法亲和层析法是一种利用目标多糖与特定配体间相互作用实现分离纯化的方法。
该方法适用于具有特定结构或功能的多糖，如具有特异性结合蛋白质、抗原表位等。
该方法操作简单、分离效果较好，但需要对配体选择和操作条件进行优化。
5. 聚焦电泳法聚焦电泳法是一种利用电场作用将目标多糖在pH梯度中移动并实现分离纯化的方法。
该方法适用于具有不同等电点或带电性质的多糖。
该方法分离效果好、可同时实现高效分离和纯化，但需要对pH梯度的选择和操作条件进行优化。
三、多糖分离纯化方法的优缺点1. 溶液沉淀法优点：操作简单，无需昂贵设备。
缺点：需要对目标多糖在不同条件下的溶解度有较为准确的了解，并且会受到其他成分影响。
2. 离子交换色谱法优点：分离效果好，适用于具有明显电荷差异或含有特定官能团（如硫酸基、羧基等）的多糖。
离子交换色谱法和离子色谱法
阳离子交换树脂
RSO H
3
+
X
RSO3X
+
H
不可交换离子 可交换离子 待测离子
交换平衡常数或选择性系数
RSO X H RSO X 3 3 s m s Ks RSO3 H s X m RSO3 H s / X m K A KB / H m
强酸型阳离子交换树脂：含有磺酸基-SO3 H+的树脂
OH 2.阴离子交换树脂：在骨架上引入能电离出 的
碱性基团，如季铵基、氨基、仲胺基，叔胺基。 强碱型阴离子交换树脂：含有季铵基-N(CH3)+3 OH 的树脂。
交联度和交换容量
交联度：
表示离子交换树脂中交联剂的含量大小，即合成树脂 时二乙烯苯在原料中的重量百分含量。 强酸型--2～16%：强碱性--<10%。 交联度越高。网眼越小，选择性越高，大体积离子愈 难进入树脂基体。
影响Ks的因素
1）溶质的离子电荷数越大或水合离子半径越 小，则KS ↑。 2）交换能力强、选择性大的离子组成流动相 的洗脱力越大，则tR↓, KS↓ 3) pH降低时，弱电解质的离解被抑制（弱酸 ），tR↓, KS↓ 4）交联度↑，交换容量↑， tR ↑, KS ↑
流动相
离子交换色谱多以水溶液为流动相，因为水具有使组
分离子化的特性，也可在流动相中加入少量有机溶剂（甲
醇，四氢呋喃和乙腈）以增加某些组分的溶解度进而改变 分离选择性，这对分离可离解的有机化合物尤为有利。 以水为流动相的离子色谱中，组分的保留时间和分离 度主要通过控制流动相pH和离子强度调节。
离子交换色谱法分析化学
离子交换色谱法分析化学离子交换色谱法是一种常用的分离和分析方法，广泛应用于化学、生物、环境等领域。
该方法基于离子交换剂与样品中离子之间的相互作用，实现对目标化合物的分离和分析。
本文将介绍离子交换色谱法的基本原理、实验操作步骤以及在化学分析中的应用。
一、离子交换色谱法的基本原理离子交换色谱法利用离子交换剂作为固定相，通过与样品中离子之间的相互作用，实现分离目标化合物。
离子交换剂是一种具有交换基团的功能性材料，通过基团与样品中离子进行交换，从而实现对目标化合物的分离。
根据不同的交换基团和固定相材料，离子交换色谱法可应用于不同类型化合物的分离和分析。
二、实验操作步骤1、准备实验仪器和试剂，包括色谱柱、流动相、样品溶液等。
2、将离子交换剂填充至色谱柱中，制成固定相。
3、将样品溶液注入进样器中。
4、开启泵，使流动相通过色谱柱，将样品中的离子与固定相中的交换基团进行交换。
5、通过检测器对分离后的离子进行分析和检测。
6、根据峰高、峰面积等参数计算目标化合物的含量。
三、离子交换色谱法在化学分析中的应用1、有机酸和碱的分离和分析：离子交换色谱法可用于分离和测定有机酸和碱的含量，如乳酸、柠檬酸、苯胺等。
通过选择合适的离子交换剂和流动相，可实现高分辨率分离和准确测定。
2、金属离子的分离和分析：离子交换色谱法可用于分离和测定金属离子，如钠、钾、钙、镁等。
通过选择含有适当功能基团的固定相，可实现对不同金属离子的分离和分析。
3、环境样品的分离和分析：离子交换色谱法可用于分离和测定环境样品中的阴、阳离子，如水样、土壤样品的分离和分析。
通过优化实验条件，可实现高分辨率分离和准确测定。
4、生物样品的分离和分析：离子交换色谱法可用于分离和测定生物样品中的离子，如氨基酸、多肽等。
通过选择合适的固定相和流动相，可实现高分辨率分离和准确测定。
5、其他领域的应用：离子交换色谱法还可应用于化学合成、药物分析、食品分析等领域。
通过选择合适的固定相和流动相，可实现对不同类型化合物的分离和分析。
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三、提高离子交换分离效果的途径
1）树脂的选择与填充技术 参照文献方法，结合被分离对象（阴离子？阳离子？）选择合适类型
交联度为8%的强酸性聚苯乙烯型树脂，约50um， 柱温50℃。
以150×0.9cm的交换柱，0.2M柠檬酸钠，pH 3.244.25为淋洗剂可以先分离出酸性氨基酸如谷氨酸，后分离 出中性氨基酸，如苯丙氨酸
以15 ×0.9cm的短交换柱，0.4M 0.2M柠檬酸钠， pH5.26为淋洗剂可以分离出碱性氨基酸，如精氨酸等。
带”——即色谱 Chromatography
该方法现在仍然广泛使用，如有机合成中的“过柱子”。常见的 是以硅胶或氧化铝作固定相的吸附柱。又称为柱层析/柱色谱，或经 典液相色谱法（相对于HPLC）。
一、离子交换色谱法的分类
1）淋洗色谱：通常先将少量样品通过交换柱，达到吸附 平衡，然后用亲和力比组分A、B、C都弱的离子作淋洗剂， 得到相互分离开的淋洗曲线。主要用于分析分离。
后进行测定。
置换色谱：
锂和钠的硫酸盐混合溶液通过一根氢型DOWE×50，300目树脂的交 换柱，用1.0mol/L(NH4)2SO4淋洗得到的淋洗曲线。
有时，在淋洗液中加入一定的络合剂，降低金属离子与树脂的亲和力， 从而使得NH4 +, Na+能对二、三价的金属离子起到置换作用。 Li+＜H+＜Na+＜NH4+＜K+＜Rb+＜Cs+＜Ag+＜Tl+
在用溶剂平衡时，先使材料沉淀， 用倾泻法除去悬浮的细颗粒，否则由 于细颗粒的堵塞，溶剂的流速将显著 降低。
层析柱的填装是先关闭出口，用溶剂灌注至1/3体积，并使支持 板下的“死体积”不存有气泡，再慢慢地向溶剂中加浆状物，要小 心地沿着玻棒倾注以防止气泡存留在柱内。让悬浮液沉淀，并放出 过多的溶剂，为了避免分层，最好一次装完，如需分几次填装，则 在二次填装前应先在已经沉淀的表面用玻棒搅拌后再倾注，重复这 个过程，直至装到需要的高度。用溶剂彻底洗涤层析柱后使液面降 到比层析床表面略高一点。最后覆盖一张圆形滤纸或尼龙布，以免 加样时扰乱离子的钠盐混合溶
液通过一支Ac-交换柱的淋洗曲线。
二、离子交换色谱的操作技术
1）交换柱的准备： 填充均匀
2）淋洗 加样时不能扰动柱床。 要求有恒定的流速，否则出现不规则小峰。
3）流出液的收集与分析 手工检测/自动分析？ 绘制淋洗曲线（浓度与淋洗体积V）
层析柱的基本装置如图。层析柱通常是玻璃的。
的柱子 装柱通常采用重力下沉法。将树脂用蒸馏水调成浆状，在柱内加入
3cm的蒸馏水，然后到入浆状树脂，让其在重力作用下下沉。（匀浆法） 不能有裂缝。 2）流速
最佳流速根据树脂的性能、粒度大小、交换反应的快慢等由实验结果 确定。
流速应稳定、适中.太快，难以有效分离，或者出现紊流，是本来已 经分开的组分重新混合；太慢，耗时，也可能由于扩散使分离效率降低。 （通常可调范围有限。）
长柱分辨力好（柱子径高比一般在1：5-10 ），但大
量物质的处理则用粗的柱比较适宜。
分离材料: 又称为色谱填料、固定
相等。可以是硅胶、氧化铝或者其他 如氧化锆、活性炭、……、壳聚糖微 球等。
在装柱前这些材料要用溶剂平衡， 另外还需作一些预处理。例如，凝胶 层析材料需要溶胀，吸附剂需要加热 或酸处理来活化，离子交换树脂需要 用酸碱处理来得到所需的电离形式。
第五章 离子交换色谱法
1903-1906年，俄国植物学家Tswett发表了叶绿素和其他植物色素分 离过程的描述。但直到25年后才得到公认。
Twestt的色素分离 过程说明 1、层析柱（即玻璃管） 2、装入固定相（“CaCO3”）； 3、从上面加入植物色素，然后
用石油醚淋洗； 4、分离成为有“颜色的谱
2）置换色谱：先将较大量的样品（通常接近柱的满负载） 通过交换柱，然后用亲和力比组分A、B、C都强的离子作 淋洗剂，将样品组分依次置换下来，得到部分重叠的淋洗 曲线。可用于大量物质的制备分离。又称顶替or排代色谱。
3）前沿色谱：将样品直接通过交换柱，最先流出的组分 可以部分得到纯的组成（不需要淋洗剂）。实际应用不多。 又称迎头色谱。
淋洗色谱：
Li+，Na+，K+ 的分离： （1）含有Li+，Na+，K+的混合溶液通过强酸型阳
离子交换树脂柱，三种离子都被树脂吸附。 （2）用0.1mol/L的HCl淋洗，三种离子都被洗脱。 （3）根据树脂对这三种离子亲和力的不同，依次得
到不同的金属离子（见淋洗曲线）。 （4）将洗脱下来的Li+，Na+，K+分别用容器收集
3）淋洗液的性质与浓度（重要的影响因素！）
浓度太高，组分很快被洗脱，未能得到分离；浓度太低分离时间延 长，并出现拖尾现象。
有时可采用梯度淋洗法，即用两种或两种以上浓度的同一种淋洗液 按一定顺序淋洗，其效果见图。有时，还采用酸度、温度梯度淋洗。
在分离稀土元素时，性质差别小，为了扩大差异，可加入柠檬酸作 淋洗剂（络合淋洗，非简单的交换）。 4）温度
提高温度可以加快传质速度，加快反应速度（如络合交换），有利 于改善分离效果。（但操作上有一定的难度。） 5）交换柱的长度、内径
结合分离效率、实际需求（样品量）、操作难易（填充均匀性、柱 压）等考虑。
梯度淋洗 等度淋洗
四、离子交换色谱法的应用
同离子交换分离法。（色谱方法与离子交换法相互 结合，提高了分离效率，尤其是性质相似物质的分离或 者多种组分的分离。） 例：氨基酸的分离