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離子色譜 （Ion Chromatography）是液相色譜（HPLC）的一種，是分析陰離子和陽離子的一種液相色譜方法。
一、離子色譜的基本原理
離子色譜的分離機(jī)理主要是離子交換，有3種分離方式，它們是離子交換色譜（HPIC）、離子排斥色譜 （HPIEC）和離子對色譜 （MPIC）。用于3種分離方式的柱填料的樹脂骨架基本都是苯乙烯-二乙烯基苯的共聚物，但樹脂的離子交換功能基和容量各不相同。HPIC用低容量的離子交換樹脂，HPIEC用高容量的樹脂，MPIC用不含離子交換基團(tuán)的多孔樹脂。3種分離方式各基于不同分離機(jī)理。HPIC的分離機(jī)理主要是離子交換，HPIEC主要為離子排斥，而MPIC則是主要基于吸附和離子對的形成。
1、離子交換色譜
應(yīng)用離子交換的原理，采用低交換容量的離子交換樹脂來分離離子，這在離子色譜中應(yīng)用zui廣泛，其主要填料類型為有機(jī)離子交換樹脂，以苯乙烯二乙烯苯共聚體為骨架，在苯環(huán)上引入磺酸基，形成強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂，引入叔胺基而成季胺型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂，此交換樹脂具有大孔或薄殼型或多孔表面層型的物理結(jié)構(gòu)，以便于快速達(dá)到交換平衡，離子交換樹脂耐酸堿可在任何pH范圍內(nèi)使用，易再生處理、使用壽命長，缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度差、易溶脹易、受有機(jī)物污染。
硅質(zhì)鍵合離子交換劑以硅膠為載體，將有離子交換基的有機(jī)硅烷與基表面的硅醇基反應(yīng)，形成化學(xué)鍵合型離子交換劑，其特點(diǎn)是柱效高、交換平衡快、機(jī)械強(qiáng)度高，缺點(diǎn)是不耐酸堿、只宜在pH28范圍內(nèi)使用。
離子交換色譜是zui常用的離子色譜。
2、離子排斥色譜
它主要根據(jù)Donnon膜排斥效應(yīng)，電離組分受排斥不被保留，而弱酸則有一定保留的原理，制成離子排斥色譜主要用于分離有機(jī)酸以及無機(jī)含氧酸根，如硼酸根碳酸根和硫酸根有機(jī)酸等。它主要采用高交換容量的磺化H型陽離子交換樹脂為填料以稀鹽酸為淋洗液。
3、離子對色譜
離子對色譜的固定相為疏水型的中性填料，可用苯乙烯二乙烯苯樹脂或十八烷基硅膠（ODS），也有用C8硅膠或CN，固定相流動(dòng)相由含有所謂對離子試劑和含適量有機(jī)溶劑的水溶液組成，對離子是指其電荷與待測離子相反，并能與之生成疏水性離子，對化合物的表面活性劑離子，用于陰離子分離的對離子是烷基胺類如氫氧化四丁基銨氫氧化十六烷基*烷等，用于陽離子分離的對離子是烷基磺酸類，如己烷磺酸鈉，庚烷磺酸鈉等對離子的非極性端親脂極性端親水，其CH2鍵越長則離子對化合物在固定相的保留越強(qiáng)，在極性流動(dòng)相中，往往加入一些有機(jī)溶劑，以加快淋洗速度，此法主要用于疏水性陰離子以及金屬絡(luò)合物的分離，至于其分離機(jī)理則有3種不同的假說，反相離子對分配離子交換以及離子相互作用。
二、離子色譜系統(tǒng)
IC系統(tǒng)的構(gòu)成與HPLC相同，儀器由流動(dòng)相傳送部分、分離柱、檢測器和數(shù)據(jù)處理4個(gè)部分組成，在需要抑制背景電導(dǎo)的情況下通常還配有MSM或類似抑制器。其主要不同之處是IC的流動(dòng)相要求耐酸堿腐蝕以及在可與水互溶的有機(jī)溶劑（如乙腈、甲醇和丙酮等）中不溶脹的系統(tǒng)。因此，凡是流動(dòng)相通過的管道、閥門、泵、柱子及接頭等均不宜用不銹鋼材料，而是用耐酸堿腐蝕的PEEK材料的全塑IC系統(tǒng)。離子色譜的zui重要的部件是分離柱。柱管材料應(yīng)是惰性的，一般均在室溫下使用。柱和特殊性能分離柱的研制成功，是離子色譜迅速發(fā)展的關(guān)鍵。
三、離子色譜的優(yōu)點(diǎn)
1、快速、方便：對7種常見陰離子（F-、Cl-、Br-、NO2-、NO3-、SO42-、PO43-）和6種常見陽離子（Li+、Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+）的平均分析時(shí)間已分別小于8min。用快速分離柱對上述7種zui重要的常見陰離子達(dá)基線分離只需3min。
2、靈敏度高：離子色譜分析的濃度范圍為低μg／L（1～10μg／L）至數(shù)百mg／L。直接進(jìn)樣（25μL），電導(dǎo)檢測，對常見陰離子的檢出限小于10μg／L。
3、選擇性好：IC法分析無機(jī)和有機(jī)陰、陽離子的選擇性可通過選擇恰當(dāng)?shù)姆蛛x方式、分離祝賀監(jiān)測方法來達(dá)到。與HPLC相比，IC中固定相對選擇性的影響較大。
4、可同時(shí)分析多種離子化合物：與光度法、原子吸收法相比，IC的主要優(yōu)點(diǎn)是可同時(shí)檢測樣品中的多種成分。只需很短的時(shí)間就可得到陰、陽離子以及樣品組成的全部信息。
5、分離柱的穩(wěn)定性好、容量高：與HPLC中所用的硅膠填料不同，IC柱填料的高pH值穩(wěn)定性允許用強(qiáng)酸或強(qiáng)堿作淋洗液，有利于擴(kuò)大應(yīng)用范圍。
四、離子色譜的檢測方法
離子色譜的檢測器分為兩大類，即電化學(xué)檢測器和光學(xué)檢測器。電化學(xué)檢測器包括電導(dǎo)、直流安培、脈沖安培和積分安培；光化學(xué)檢測器包括紫外-可見和熒光。
隨著離子色譜的廣泛應(yīng)用，離子色譜的檢測技術(shù)已由單一的化學(xué)抑制型電導(dǎo)法發(fā)展為包括電化學(xué)光化學(xué)和與其他多種分析儀器聯(lián)用的方法。 1、抑制電導(dǎo)檢測法；2、直接電導(dǎo)檢測法；3、紫外吸收光度法；4、柱后衍生光度法；5、電化學(xué)法；6、與元素選擇性檢測器聯(lián)用法。
五、離子色譜的應(yīng)用
1、無機(jī)陰離子的檢測
無機(jī)陰離子是發(fā)展zui早，也是目前zui成熟的離子色譜檢測方法，包括水相樣品中的氟、氯、溴等鹵素陰離子、硫酸根、硫代硫酸根、氰根等陰離子，可廣泛應(yīng)用于飲用水水質(zhì)檢測、啤酒、飲料等食品的安全、廢水排放達(dá)標(biāo)檢測、冶金工藝水樣、石油工業(yè)樣品等工業(yè)制品的質(zhì)量控制。特別由于鹵素離子在電子工業(yè)中的殘留受到越來越嚴(yán)格的限制，因此離子色譜被廣泛的應(yīng)用到無鹵素分析等重要工藝控制部門。
無機(jī)陰離子交換柱通常采用帶有季胺功能團(tuán)的交聯(lián)樹脂或其他具有類似性質(zhì)的物質(zhì)，常見的陰離子交換柱如Metrosep A supp 4-150， A supp 5-250等。常用的淋洗液為Na2CO3和NaHCO3按一定比例配置成的稀溶液，改變淋洗液的組成比例和濃度，可控制不同陰離子的保留時(shí)間和出峰順序。
2、無機(jī)陽離子的檢測
無機(jī)陽離子的檢測和陰離子檢測的原理類似，所不同的是采用了磺酸基陽離子交換柱，如Metrosep C1， C2-150等，常用的淋洗液系統(tǒng)如酒石酸/二甲基吡啶酸系統(tǒng)，可有效分析水相樣品中的Li，Na，NH4+，K，Ca，Mg等離子。
3、有機(jī)陰離子和陽離子分析
隨著離子色譜技術(shù)的發(fā)展，新的分析設(shè)備和分離手段不斷出現(xiàn)，逐漸發(fā)展到分析生物樣品中的某些復(fù)雜的離子，目前較成熟的應(yīng)用包括：
1）生物胺的檢測
Metrosep C1分離柱；2.5mM 硝酸/10%丙酮淋洗液; 3 µL進(jìn)樣，可有效分析腐胺、組胺、尸胺等成分，已經(jīng)成為刑事偵查系統(tǒng)和法醫(yī)學(xué)的重要檢測手段。
2）有機(jī)酸的檢測
Metrosep Organic Acids分離柱，MSM抑制器 ；0.5 mM H2SO4作為淋洗液，可有效分析包括乳酸、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸、異戊酸、蘋果酸、檸檬酸等各種有機(jī)酸成分，在微生物發(fā)酵工業(yè)、食品工業(yè)都是簡便有效的分離方法
3）糖類分析
目前已經(jīng)開發(fā)出各種糖類的分析手段，包括葡萄糖、乳糖、木糖、阿拉伯糖、蔗糖等多種糖類分析方法。在食品工業(yè)中的應(yīng)用尤其廣泛。
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