離子色譜技術(shù)(ICS3000離子色譜儀)

v1.0可編寫可改正ICS3000/5000離子色譜培訓(xùn)教材Version201120131賽默飛世爾科技戴順產(chǎn)品培訓(xùn)中心v1.0可編寫可改正目錄第一章31.什么是色譜32.色譜的發(fā)展33.液相色譜3第二章51.分別度52.柱效63.傳質(zhì)影響84.縱向擴(kuò)散85.溶質(zhì)傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)86.選擇性97.保存特征98.總結(jié)102v1.0可編寫可改正第一章本文敘述相關(guān)離子色譜法的基本知識(shí)和檢測(cè)方面的理論。什么是色譜色譜法是一種物理化學(xué)剖析方法。它利用混淆物中組分在兩相間分派系數(shù)的差異，當(dāng)溶質(zhì)在兩相間作相對(duì)挪動(dòng)時(shí)，各組分在兩相間進(jìn)行多次分派，進(jìn)而使各組分獲取分別。色譜的發(fā)展色譜這一觀點(diǎn)是由俄國(guó)植物學(xué)家Tswett（茨維特）1903年提出的，他在一根修長(zhǎng)的玻璃管中裝入碳酸鈣粉末，而后將植物綠葉的石油醚萃取液倒入管中，萃取液的色素就被吸附在管上部的碳酸鈣上，再用純凈的石油醚洗脫這些被吸附的色素，于是在碳酸鈣上形成了一圈一圈的色帶，這些色帶被稱為色譜。進(jìn)過(guò)很多年的發(fā)展，“色譜”一詞已涵蓋很多技術(shù)領(lǐng)域。新式固定相的發(fā)展隨和體、液體以及超臨界立體作為可動(dòng)相使用，色譜漸漸成為最有效的分別手段。本文僅限于離子色譜?？墒遣暗降挠^點(diǎn)與全部其余色譜方法是同樣的。液相色譜液相色譜一詞指派用的流動(dòng)相是液體的色譜方法能夠分為兩類。1、反相色譜：固定相為非極性物質(zhì)（疏水性），流動(dòng)相為極性溶液（如甲醇、乙腈水溶液）。分別方式鑒于多次吸附-解吸附的重復(fù)過(guò)程，非極性化合物較極性化合物在拄中擁有較強(qiáng)的保存。2、正相色譜：固定相是極性物質(zhì)，流動(dòng)相是非極性或弱極性的溶液(如正己烷或四氫呋喃)。如前所述，分別過(guò)程也是鑒于被分別組分在流動(dòng)相與固定相之間的分派均衡。3、分子排阻色譜：固定相由一些起分子篩作用的多孔資料構(gòu)成，較大的分子被叫快地從色譜柱中洗脫，較小的分子則滯留在填補(bǔ)資料的渺小孔徑中，保存較長(zhǎng)的時(shí)間。3v1.0可編寫可改正4、離子色譜：A．高效離子互換色譜法（HPIC）：分別是鑒于發(fā)生在流動(dòng)相和鍵合在基質(zhì)上的離子互換基團(tuán)之間的離子互換過(guò)程，也包含部分非離子的互相作用，這類分別方式可用于有機(jī)和無(wú)機(jī)陰離子和陽(yáng)離子的分別。B．高效離子排阻色譜（HPICE）：分別是鑒于固定相和被剖析物之間三種不一樣的作用—Donnan排擠、空間排擠和吸附作用。這類分別方式主要用于弱的有機(jī)和無(wú)機(jī)酸的分離。C．流動(dòng)相離子色譜法（MPIC）：分別是鑒于被剖析物在剖析柱上的吸附作用。分析柱的選擇性主要取決于可流動(dòng)相的構(gòu)成和濃度。流動(dòng)相除了加入有機(jī)改良劑以外，還需加入離子對(duì)試劑，這類分別方式可用于表面活性陰離子和陽(yáng)離子以及過(guò)渡金屬絡(luò)合物的分別。4v1.0可編寫可改正第二章本章將簡(jiǎn)要描繪色譜柱性質(zhì)的術(shù)語(yǔ)和觀點(diǎn)分別度任何分別的目標(biāo)都是使兩個(gè)相鄰的峰完整分開(kāi)。分別度定義為兩個(gè)相鄰色譜峰的峰中心之間的距離與兩峰的均勻峰寬的比值。(1)方程（1）兩色譜峰的分別5v1.0可編寫可改正方程（1）給出了一個(gè)權(quán)衡分別利害的尺度，但它并無(wú)告訴我們?cè)鯓荧@取一個(gè)較好的分別。為了搞清這個(gè)問(wèn)題，我們將分別度表示為含有3個(gè)色譜分別參數(shù)的函數(shù)，這3個(gè)參數(shù)分別為柱效、選擇性和保存時(shí)間，這些參數(shù)與固定相和流動(dòng)相性質(zhì)相關(guān)。(2)方程（2）保存時(shí)間式中，表示柱效;表示選擇性；表示保存特征。分別初始，在零時(shí)間，羊皮位于色譜柱的頂端。本剖析的樣品隨流動(dòng)相進(jìn)入固定相，樣品組分鑒于對(duì)兩相親和力的不一樣而被分別。一般地講，固定相與流動(dòng)相之間化學(xué)性質(zhì)的差異應(yīng)當(dāng)足夠大，被分別物才能與此中一相發(fā)生較強(qiáng)作用。正是因?yàn)楸４鏁r(shí)間的不一樣，使得分別得以實(shí)現(xiàn)。2.柱效柱效是指色譜柱保存某一化合物而不使其擴(kuò)散的能力，柱效能是一支色譜柱獲取窄譜帶和改良分別的相對(duì)能力。我們能夠經(jīng)過(guò)一根柱子的理論塔板數(shù)藍(lán)權(quán)衡色譜柱的柱效，在色譜柱中理論塔板數(shù)N定義為：6v1.0可編寫可改正理論塔板數(shù)(3)方程（3）柱效式中，T是色譜峰中心與進(jìn)樣開(kāi)端點(diǎn)間的距離，是峰高一半處峰的寬度。理論塔板是指固定相和流動(dòng)相之間均衡的理論狀態(tài)。在一個(gè)塔板的均衡達(dá)成以后，剖析物進(jìn)入下一個(gè)均衡塔板，這類傳遞過(guò)程重復(fù)不停，直到分別完整。分子依據(jù)自己的性質(zhì)（分子大小和電荷）進(jìn)行轉(zhuǎn)移或遷徙，鑒于它們對(duì)固定相和流動(dòng)相的親和力的不一樣進(jìn)行分別，分子挪動(dòng)并形成一條帶狀、以正態(tài)散布（高斯散布）的色譜峰流出。理論塔板數(shù)能夠用于權(quán)衡整個(gè)色譜系統(tǒng)譜帶的擴(kuò)散程度。譜帶擴(kuò)散程度越小（即色譜峰越窄），理論塔板數(shù)N越大。理論塔板數(shù)N與色譜柱長(zhǎng)度形成比率：也就是說(shuō)，色譜柱越長(zhǎng)，理論塔板數(shù)N越大。(4)方程（4）理論塔板高度理論踏板高度HETP一詞是單位長(zhǎng)度色譜柱效能的量度，能夠用于比較不一樣長(zhǎng)度色譜柱的理論塔板數(shù)N。7v1.0可編寫可改正這個(gè)方程表示高效率的色譜柱擁有較大的理論塔板數(shù)，也就是說(shuō)，擁有較小理論塔板高度（在色譜柱長(zhǎng)度同樣的條件下）。影響理論塔板高度的要素有：1、1、多流路2、2、縱向擴(kuò)散3、3、傳質(zhì)影響傳質(zhì)影響傳質(zhì)影響是描繪因?yàn)橹友b填不均勻造成流路分叉而惹起的擴(kuò)散。剖析物在色譜柱中的流路遇到柱子裝填和樹(shù)脂等很多要素的影響。填料顆粒的直徑直接影響柱效，一般來(lái)說(shuō)，粒徑越小，分別效率越高。同時(shí)，顆粒大小和裝填的均勻度越好，柱效也越高。假如一根柱子由大小不均勻的顆粒填補(bǔ)，溶質(zhì)分子將因?yàn)橄嘤龅念w粒粒徑大小的不一樣而以不一樣速度挪動(dòng)。這樣就造成溶質(zhì)分子的流出譜帶變寬。在一些裝填不均勻的柱子中，溶質(zhì)分子經(jīng)過(guò)一些未填滿的縫隙或溶質(zhì)分子或與樹(shù)脂顆粒的互相作用將致使譜帶擴(kuò)散。所以，提升顆粒的均勻度和減小粒徑能夠減小譜帶的擴(kuò)散。縱向擴(kuò)散用于描繪任何氣體和液體擴(kuò)散或分別的內(nèi)在趨向。這類狀況能夠發(fā)生在整個(gè)色譜系統(tǒng)中的任何地方。最先，在窄的譜帶中的溶質(zhì)分子向四周的溶劑擴(kuò)散，是譜帶變寬。理論上講，縱向擴(kuò)散也能夠在流動(dòng)相和固定相中發(fā)生。結(jié)果表示，擴(kuò)散問(wèn)題在離子色譜填補(bǔ)柱中其實(shí)不像在氣相色譜中那樣廣泛。溶質(zhì)傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)溶質(zhì)傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)是描繪溶質(zhì)分子在固定相和流動(dòng)相之間運(yùn)動(dòng)的速率。理想狀態(tài)下，與填充柱作用的溶質(zhì)分子不停進(jìn)出固定相中。當(dāng)分子在固定相中時(shí)，分子被保存為位于譜帶中央的后邊。當(dāng)分子在流動(dòng)相中時(shí)，因?yàn)橐后w流動(dòng)速度大于譜帶的速率，則它的速率老是大于譜8v1.0可編寫可改正帶中心的速率。這類在兩相之間的任意進(jìn)出惹起譜帶的擴(kuò)散。假如不發(fā)生流動(dòng)，溶質(zhì)分子就會(huì)在兩相之間達(dá)成均衡。正是因?yàn)榇嬖诹鲃?dòng)，在流動(dòng)相中真切的溶質(zhì)濃度沒(méi)法與相鄰的固定相中濃度達(dá)到均衡，色譜峰的擴(kuò)散能夠經(jīng)過(guò)減小不均衡程度和增添互換速率來(lái)降低。溶質(zhì)傳遞的動(dòng)力學(xué)常常是譜帶擴(kuò)散的主要原由，所以對(duì)柱效的影響也最大的。選擇性選擇性是互換過(guò)程的一個(gè)熱力學(xué)函數(shù)，色譜柱的選擇性是兩個(gè)化合物的調(diào)整保存時(shí)間的比值，也等于兩個(gè)化合物在固定相和流動(dòng)相至見(jiàn)的均衡常數(shù)的比值。(5)方程(5)柱的選擇性此中和是兩峰峰中心與進(jìn)樣點(diǎn)時(shí)間的差值，是死體積保存時(shí)間。當(dāng)保存時(shí)間的比值等于1時(shí)，沒(méi)有任何分別度或稱共洗脫。選擇性越好或比值越大，關(guān)于兩個(gè)化合物的分別越簡(jiǎn)單。公式中相對(duì)較小的改變，就會(huì)使分別度發(fā)生較大的改變，較高的選擇性能夠再柱效的相對(duì)較低的柱子上獲取較好的分別。一般來(lái)說(shuō)，流速和柱壓的改變對(duì)選擇性沒(méi)有影響。保存特征用容量因子描繪化合物保存性質(zhì)，其定義以下：(6)方程（6）容量因子式中是色譜峰中央到進(jìn)樣開(kāi)端時(shí)間點(diǎn)的差值，是死體積時(shí)間。實(shí)質(zhì)上，容量因子給出了剖析物在固定相時(shí)間超出在流動(dòng)相的時(shí)間的數(shù)目。越小說(shuō)明化合物被柱子保存弱，化合物洗脫體積與死體積鄰近。值越大說(shuō)明被剖析物與固定相作用較強(qiáng)而具有好的分別，可是較大的致使較長(zhǎng)的剖析時(shí)間和色譜峰的展寬。一般來(lái)說(shuō)，的最正確范圍在2~10之間；能夠經(jīng)過(guò)改變流動(dòng)相來(lái)獲取最正確值。9v1.0可編寫可改正總結(jié)分別度表示為一個(gè)與柱效、選擇性、保存特征相關(guān)的函數(shù)。利用這些參數(shù)能