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浅析改善离子色谱仪分离度的几种方法

2021.1.12

 离子色谱仪的分离的原理是基于离子交换树脂上可离解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和分析物溶质对交换剂亲和力的差别而被分离。适用于亲水性阴、阳离子的分离。例如几个阴离子的分离,样品溶液进样之后,首先与分析柱的离子交换位置之间直接进行离子交换(即被保留在柱上),如用NaOH 作淋洗液分析样品中的F-、Cl-和SO42-,保留在柱上的阴离子即被淋洗液中的OH-基置换并从柱上被洗脱。对树脂亲和力弱的分析物离子先于对树脂亲和力强的分析物离子依次被洗脱,这就是离子色谱分离过程,淋出液经过化学抑制器,将来自淋洗液的背景电导抑制到zui小,这样当被分析物离开进入电导池时就有较大的可准确测量的电导信号。
 

  1、改变分离和检测方式
 

  若待测离子对固定相亲合力相近或相同,样品稀释的效果常不令人满意。对这种情况,除了选择适当的流动相之外,还应考虑选择适当的分离方式和检测方式。例如,NO-3和ClO-3,由于它们的电荷数和离子半径相似,在阴离子交换分离柱上共淋洗。但ClO-3的疏水性大于NO-3,在离子对色谱柱上就很容易分开。又如NO-2与Cl-在阴离子交换分离柱上的保留时间相近,常见样品中Cl-的浓度又远大于NO-2,使分离更加困难,但NO-2有强的UV吸收,而Cl-则很弱,因此,应改用紫外作检测器测定NO-2,用电导检测Cl-,或将两种检测器串联,于一次进样同时检测Cl-与NO-2。对高浓度强酸中有机酸的分析,若采用离子排斥,由于强酸不被保留,在死体积排除,将不干扰有机酸的分离。
 

  2、样品前处理
 

  对高浓度基体中痕量离子的测定,例如海水中阴离子的测定,的方法是对样品作适当的前处理。除去过量Cl-的前处理方法有:使样品通过Ag+型前处理柱除去Cl-,或进样前加AgNO3到样品中沉淀Cl-;也可用阀切换技术,其方法是使样品中弱保留的组分和90%以上的Cl-进入废液,只让10%左右的Cl-和保留时间大于Cl-的组分进入分离柱进行分离。对含有大的有机分子的样品,应于进样前除去有机物,较简单的方法是用Dionex的前处理柱OnGuard的RP或P柱或在线阀切换除去有机基体。
 

  3、选择适当的淋洗液
 

  离子色谱仪离子色谱分离是基于淋洗离子和样品离子之间对树脂有效交换容量的竞争,为了得到有效的竞争,样品离子和淋洗离子应有相近的亲合力。
 

  对离子交换树脂亲合力强的离子有两种情况,一种是离子的电荷数大,如PO3-4,AsO3-4和多聚磷酸盐等;一种是离子半径较大,疏水性强,如I-,SCN-,S2O2-3,苯甲酸和柠檬酸等。对前者以增加淋洗液的浓度或选择强的淋洗离子为主。对后一种情况,推荐的方法是在淋洗液中加入有机改进剂(如甲醇、乙腈和对氰酚等)或选用亲水性的柱子,有机改进剂的作用主要是减少样品离子与离子交换树脂之间的非离子交换作用,占据树脂的疏水性位置,减少疏水性离子在树脂上的吸附,从而缩短保留时间,减少峰的拖尾,并增加测定灵敏度。
 

  在离子色谱仪中,可由加入不同的淋洗液添加剂来改善选择性,这种淋洗液添加剂只影响树脂和所测离子之间的相互作用,而不影响离子交换。对与树脂亲合力较强的离子,如一些可极化的离子,I-和ClO4-,以及疏水性的离子,苯甲酸和三乙胺等,在淋洗液中加入适量极性的有机溶剂如甲醇或乙腈,可缩短这些组分的保留时间并改善峰形的不对称性。为了减少样品离子与树脂之间的非离子交换作用,减少树脂对疏水性离子的吸附,在阴离子分析中,可在淋洗液中加入对氰酚。如测定1%NaCl中的痕量I-和SCN-时,加入对氰酚占据树脂对I-和SCN-的吸附位置,从而减少峰的拖尾并增加测定灵敏度。IC中,一价淋洗离子洗脱一价待测离子,二价淋洗离子洗脱二价待测离子,淋洗液浓度的改变对二价和多价待测离子保留时间的影响大于一价待测离子。若多价离子的保留时间太长,增加淋洗液的浓度是较好的方法。
 




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