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了解離子色譜中常用的改善分離度方法方案優(yōu)勢(shì)
閱讀:1333 發(fā)布時(shí)間:2021-12-16一.稀釋樣品 對(duì)組成復(fù)雜的樣品,若待測(cè)離子對(duì)樹脂親合力相差頗 大,就要作幾次進(jìn)樣,并用不同濃度或強(qiáng)度的淋洗液或 梯度淋洗。對(duì)固定相親合力差異較大的離子,增加分離 度的簡(jiǎn)單方法是稀釋樣品或作樣品前處理。例如鹽水 中SO42-和Cl-的分離。若直接進(jìn)樣,其色譜峰很寬而且 拖尾表明進(jìn)樣量已超過(guò)分離柱容量,在常用的分析陰離 子的色譜條件下,30min之后Cl-的洗脫仍在繼續(xù)。在這 種情況下,在未恢復(fù)穩(wěn)定基線之前不能再進(jìn)樣。若將樣 品稀釋10倍之后再進(jìn)樣就可得到Cl-與痕量SO42-之間的 較好分離。對(duì)陰離子分析推薦的最大進(jìn)樣量,一般為柱 容量的30%,超過(guò)這個(gè)范圍就會(huì)出現(xiàn)大的平頭峰或肩峰
二.改變分離和檢測(cè)方式 若待測(cè)離子對(duì)固定相親合力相近或相同,樣品稀釋的效 果常不令人滿意。對(duì)這種情況,除了選擇適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)相 之外,還應(yīng)考慮選擇適當(dāng)?shù)姆蛛x方式和檢測(cè)方式。例 如,NO3-和ClO3-,由于它們的電荷數(shù)和離子半徑相 似,在陰離子交換分離柱上共淋洗。但ClO3-的疏水性 大于NO3-,在離子對(duì)色譜柱上就很容易分開了。又如NO 2-與Cl-在陰離子交換分離柱上的保留時(shí)間相近,常見 樣品中Cl-的濃度又遠(yuǎn)大于NO2-,使分離更加困難,但N O2-有強(qiáng)的UV吸收,而Cl-則很弱,因此應(yīng)改用紫外作檢 測(cè)器測(cè)定NO2-,用電導(dǎo)檢測(cè)Cl-,或?qū)煞N檢測(cè)器串 聯(lián),于一次進(jìn)樣同時(shí)檢測(cè)Cl-與NO2-。對(duì)高濃度強(qiáng)酸中 有機(jī)酸的分析,若采用離子排斥,由于強(qiáng)酸不被保留, 在死體積排除,將不干擾有機(jī)酸的分離。
三.樣品前處理:對(duì)高濃度基體中痕量離子的測(cè)定,例如海水中陰離子的 測(cè)定,方法是對(duì)樣品作適當(dāng)?shù)那疤幚?。除去過(guò)量 Cl-的前處理方法有:使樣品通過(guò)Ag+型前處理柱除去C l-,或進(jìn)樣前加AgNO3到樣品中沉淀Cl-;也可用閥切換 技術(shù),其方法是使樣品中弱保留的組分和90%以上的Cl- 進(jìn)入廢液,只讓10%左右的Cl-和保留時(shí)間大于Cl-的組 分進(jìn)入分離柱進(jìn)行分離。對(duì)含有大的有機(jī)分子的樣品, 應(yīng)于進(jìn)樣前除去有機(jī)物,較簡(jiǎn)單的方法是用Dionex的前 處理柱OnGuard的RP或P柱或在線閥切換除去有機(jī)基體。
四.選擇適當(dāng)?shù)牧芟匆?離子色譜分離是基于淋洗離子和樣品離子之間對(duì)樹脂有 效交換容量的競(jìng)爭(zhēng),為了得到有效的競(jìng)爭(zhēng),樣品離子和 淋洗離子應(yīng)有相近的親合力。下面舉例說(shuō)明選擇淋洗液 的一般原則。用CO32--HCO3-作淋洗液時(shí),在Cl-之前洗 脫的離子是弱保留離子,包括一價(jià)無(wú)機(jī)陰離子、短碳鏈 一元羧酸和一些弱離解的組分,如F-、甲酸、乙酸、As O2-、CN-和S2-等。對(duì)乙酸、甲酸與F-、Cl-等的分離應(yīng) 選用較弱的淋洗離子,常用的弱淋洗離子有HCO3-、OH- 和B4O72-。由于HCO3-和OH-易吸收空氣中CO2,CO2在堿 性溶液中會(huì)轉(zhuǎn)變成CO32-,CO32-之淋洗強(qiáng)度較HCO3-和O H-大,因而不利于上述弱保留離子的分離。B4O72-亦為 弱淋洗離子,但溶液穩(wěn)定,是分離弱保留離子的推薦淋 洗液。中等強(qiáng)度的碳酸鹽淋洗液對(duì)高親和力組分的洗脫 效率低。
對(duì)離子交換樹脂親合力強(qiáng)的離子有兩種情況, 一種是離子的電荷數(shù)大,如PO43-、AsO43-和多聚磷酸 鹽等;一種是離子半徑較大,疏水性強(qiáng),如I-、SCN-、 S2O32-,苯甲酸和檸檬酸等。對(duì)前者以增加淋洗液的濃 度或選擇強(qiáng)的淋洗離子為主。對(duì)后一種情況,推薦的方 法是在淋洗液中加入有機(jī)改進(jìn)劑(如甲醇、乙腈和對(duì)氰 酚等)或選用親水性的柱子,有機(jī)改進(jìn)劑的作用主要是 減少樣品離子與離子交換樹脂之間的非離子交換作用, 占據(jù)樹脂的疏水性位置,減少疏水性離子在樹脂上的吸 附,從而縮短保留時(shí)間,減少峰的拖尾,并增加測(cè)定靈 敏度。
在離子色譜中,可由加入不同的淋洗液添加劑來(lái)改 善選擇性,這種淋洗液添加劑只影響樹脂和所測(cè)離子之 間的相互作用,而不影響離子交換。對(duì)與樹脂親合力較 強(qiáng)的離子,如一些可極化的離子,I-和ClO4-,以及疏 水性的離子,苯甲酸和三乙胺等,在淋洗液中加入適量 極性的有機(jī)溶劑如甲醇或乙腈,可縮短這些組分的保留 時(shí)間并改善峰形的不對(duì)稱性。為了減少樣品離子與樹脂 之間的非離子交換作用,減少樹脂對(duì)疏水性離子的吸 附,在陰離子分析中,可在淋洗液中加入對(duì)氰酚。如測(cè) 定1% NaCl中的痕量I-和SCN-時(shí),加入對(duì)氰酚占據(jù)樹脂 對(duì)I-和SCN-的吸附位置,從而減少峰的拖尾并增加測(cè)定 的靈敏度。IC中,一價(jià)淋洗離子洗脫一價(jià)待測(cè)離子,二 價(jià)淋洗離子洗脫二價(jià)待測(cè)離子,淋洗液濃度的改變對(duì)二 價(jià)和多價(jià)待測(cè)離子保留時(shí)間的影響大于一價(jià)待測(cè)離子。 若多價(jià)離子的保留時(shí)間太長(zhǎng),增加淋洗液的濃度是較好 的方法。 注:本文已發(fā)表在《環(huán)境化學(xué)》2002年第二期“戴安色譜園地"