色谱法概述（三）
第十一课 离子色谱法
离子色谱法
离子色谱法是利用离子交换原理和液相色谱技术测定溶液中 阴离子和阳离子的一种分析方法。离子色谱是液相色谱的一种。
离子色谱是利用不同离子对固定相亲合力的差别来实现 分离的。离子色谱的固定相是离子交换树脂，离子交换树脂是苯乙烯- 二乙烯基苯的共聚物。树脂核外是一层可离解的无机基团，由于可离解基团的不同，离子交换树脂又分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。当流动相将样品带到分离 柱时，由于样品离子对离子交换树脂的相对亲合能力不同而 得到分离，由分离柱流出的各种不同离子，经检测器检测， 即可得到一个个色谱峰。然后用通常的色谱定性定量方法进 行定性定量分析. 离子色谱法是进行离子测定的快速、灵敏、选择性好的 方法，它可以同时检测多种离子. 特别是对阴离子的测定更是其他方法所不能相比的。 如果说高频感应等离子光谱是同时测定多种元素的快速、 准确的分析方法，那么，同时测定多种阴离子的快速、灵敏 的方法便是离子色谱法了。 离子色谱自1975年问世以来，已经得到了飞快的发展， 并且引起了分析工作者的广泛注意 。目前，离子色谱法已经在能源、环境、冶金、电镀、半导 体、水文地质等方面广泛应用，并且开始进入了与生命科学 有关的分析领域。我国从80年代初期引进离子色谱仪，开始 了离子色谱的应用研究工作，同时也开始了仪器的研制，目 前已能生产离子色谱仪。随着离子色谱技术的发展，离于色 谱仪在我国的应用将日益普及。
一。离子色谱的工作原理
（1）离子交换平衡
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 能游动的配位离子。当样品加入离子交换色谱往后，如果用 适当的溶液洗脱，样品离子即与树脂上能游动的离子进行交 换，并且连续进行可逆交换吸附和解吸，最后达到吸附平衡。
（2）化学抑制型离子色谱工作原理
待测样品由流动相带入分离柱，由分离柱将不同离子 分开，由检测器得色谱峰。但是，用于离子色谱的洗脱液，一般都是强电解质溶液，其电导值 一般较待测离子高2—3个数量级，如果用电导检测器检测 待测离子，待测离子信号将完全被洗脱液所淹没。
第十二课 气质联用
气相色谱－质谱联用
色谱法是有机物的有效分离分析方法，特别适用于进行有 机物的定量分析，但定性分析比 较困难。质谱法擅长定 性分析，但对复杂的有机混合物分析则无能为力。如果 把二者结合起来，则能发挥两种仪器各自的优点。因此， 目前所有的质谱仪都与气相色谱相连。组成气相色谱－ 质谱联用(GC—MS)系统。 该技术是在50年代后期开始研究的。到60年代后期 已经成熟并出现了商品仪器。色谱仪是在常压下工作， 而质谱仪是在高真空下工作，因此，必须有一个连接装 置，将色谱流出的载气去掉，使压强降低，样品气进入 离子源。这个连接装置叫分子分离器。目前一般使用喷 射式分子分离器，样品气和载气(He)一起由色谱柱流出 进入分子分离器。由于载气分子量小，扩散快；经过喷 咀后，很快扩散开并被抽走。样品气分子量大，扩散慢 ，依靠惯性进入质谱仪。这样，经过分子分离器后，压 强由常压降到10(-2)Pa，载气被抽除，实现了载气和样 品气的分离。如果色谱仪使用毛细管柱，由于毛细管柱 流量很小，可以不必经过分子分离器而直接进入离子源 。这样，混合物样品由色谱仪一个一个分开，由质谱仪 一个一个鉴定，并且根据需要由数据系统进行数据处理 ，快速地得到各种信息。因此，GC—MS系统已成为有机 物分析的重要工具。
第十三课 液质联用
液相色谱—质谱联用
对于热稳定性差或不易汽化的样品，使用GC—MS有一定 的困难。因此，近年来又发展了液 相色谱—质谱(LC— MS)联用技术。LC和MS连接的主要问题是如何去除溶剂。 目前应用较多的接口装置有传送带式和热喷雾式两种。 传送带接口是依靠不锈钢或高聚物的传送带将样品送入 离子源。在传送过程中，溶剂被加热汽化并用泵抽走， 样品在离子源汽化并电离,这种接口适用于非极性溶剂。 对于极性溶剂，由于汽化慢，需要分流，因而样品利 用率低，影响了整个系统的灵敏度。 热喷雾接口是80 年代发展起来的新的接口装置。这种装置包括汽化器、 电窝室和抽气系统 三部分。汽化器是一根金属毛细管 ，内径约0．15mm,毛细管采用直接电加热法加热。电 离室有发射电子的灯丝和放电电离装置。抽气系统主要 是一个机械泵，有的加冷阱，目的为了捕集溶剂。 热 喷雾接口的电离方式有三种：直接热喷雾电离、放电 电离和电子束电离。热喷雾电离是 在流动相中加入电 解质(如醋酸铵)，当流动相通过加热的汽化器后，以接 近汽化(或部分汽化)的状态从毛细管喷出，形成合有 细微雾滴的气流，因为溶液中合有电解质，溶液中就 含有一定量的离子，微小雾滴因而带电。随着雾滴的 不断蒸发变小，形成局部强电场，发生场解吸电离。 场解吸电离生成的溶剂离子和样品离子还可以通过离 子分子反应生成新的离子。此外，还可以利用放电电 离和电子束使热喷雾气流产生化学电离。先使溶剂分 子电离，然后与样品分子反应生成样品离子。电离生 成的离子进入分析器，溶剂气体由抽气系统抽出。 热 喷雾方式的特点：
(1)直接热喷雾电离产生的样品离子一般为质子化的离 子或所加阳离子 与样品分子的合成离子，如(M十H)+， (M十NH4)+等。这种电离方式比化学电离温和，谱图往 往有较强的准分子离子。因而更适用于难汽化和热不 稳定样品的分子；
(2)能满足一船液相色谱流量要求，100%的水也能分析；
(3)有良好的色谱分辨率，灵敏度等于或优于传送带方 式；
(4)需加入电解质，操作麻烦，结构信息少，适合于四 极质谱而不适合于磁质谱。
以上两种联接装置，虽然使液相色谱和质谱的联 用成为可能，但都有不足之处。目前正在发 展中的超 临界流体色谱(SFC)和质谱(MS)联用，可能是对难挥发、 易分解物质进行联用分析最有前途的方法。
第十四课 质－质联用
质谱—质谱联用
80年代初，在传统的质谱仪基础上，发展了质谱— 质语(MS—MS)联用技术。它和GC—MS不同， GC—MS是依 靠GC将混合物分离，然后由MS定性。而MS—MS则是依靠 第一级MS分离出特定的离子，经过碰撞活化后，再依靠 第二级MS进行定性分析。质谱—质谱联用方式很多，既 有磁式质谱—质谱联用，如BEB型、EBE型、BEBE型(B： 磁分析器，E：静电分析器)，又有四极质谱—质谱联用 ，如QQQ型(Q：四极场)，也有混合质谱项谱联用，如EB QQ型。无论哪种类型的联用，都采用了碰撞诱导分解 (CID)技术。 质谱—质谱联用技术对于有机物结构研究 是非常有用的。利用它可以进行于离子扫描、母离子 扫描以及中性丢失扫描。子离子扫描可以用来研究某个 化合物的结构；母离子扫描则用以研究一组相关的化合 物；而中性丢失扫描。可以在复杂的混合物中，寻找县 有相同官能团的系列化合物。同时，采用MS—MS技术还 可以直接进行混合有机物的分析。由第一级MS选择复杂 混合物中的特定离子，碰撞活化后由第二级MS定性测定 。另外，对于分子量大的热不稳定的化合物，可以利用 场解吸—质谱—质谱(FD—MS—MS)或快原于轰击—质谱 —质谱(FAB—MS—MS)联用方法，充分发挥MS—MS联用的 优势。
