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離子色譜百科

發布時間：2019-11-22 17:00:03 來源：盛瀚點擊：

自1975年離子色譜法(Ion Chromatography)誕生至今，歷經四十多年的快速發展，已經憑借其獨特的優勢逐漸成為離子型物質、有機酸與糖類分析的常用方法。隨著國家對環境的日益重視以及離子色譜相關技術的不斷改進，未來離子色譜在環境、食品、制藥、生物醫學等領域的應用前景可期。

盛瀚CIC-D180/180H型離子色譜儀

今天，盛小瀚從離子色譜法的原理、優點和應用領域出發，帶大家認識離子色譜那些事兒~

離子色譜講堂

1、離子色譜的原理

大家熟知的色譜技術是利用待分離混合物中物理化學性質的差別，使得各組分以不同程度分配在固定相和流動相中，因各組分隨流動相前進速度不同，從而有效分離各組分（即俗稱的“過柱子”）。而離子色譜作為一種特殊的高效液相色譜，也是基于物理分離方法。

離子色譜可以分為三種類型：離子交換色譜、離子排斥色譜和離子對色譜，其中應用最為廣泛的就是離子交換色譜（即高效離子交換色譜）。離子交換色譜柱主要填料類型為有機離子交換樹脂。填料以苯乙烯與二乙烯苯的交聯共聚體為骨架，在苯環上引入磺酸基，形成強酸型陽離子交換樹脂，或引入叔胺基而成季胺型強堿性陰離子交換樹脂。此交換樹脂具有大孔、薄殼型或多孔表面層型的物理結構，以便于快速達到交換平衡。離子交換樹脂的優點是耐酸堿，可在任何pH范圍內使用，易再生處理、使用壽命長，缺點是機械強度差、易溶易脹、受有機物污染。

以離子交換樹脂為固定相的離子色譜通常以酸性或堿性水溶液為流動相，依據不同待測離子與固定相的離子交換能力的差異最終實現分離。各待測組分與離子交換劑之間的親和力與離子半徑，電荷，離子的存在形式等相關。親和力越大，待測物在固定相中的保留時間越長。

隨著技術的不斷進步，不可溶不可電離的物質也可通過前處理（諸如燃燒、高溫水解、化學轉化溶解等）轉化成可檢測的形態（離子態）。

2、離子色譜的優點

1.同時分析多種離子
離子色譜法可單獨測定某一種離子，分析方法簡單快捷。此外，離子色譜的可一次進樣、無需分別操作即可分析多種離子。目前有的離子色譜柱技術已經達到一次進樣，同時分析多達30多種以上的離子，只需在短時間內就可得到陰、陽離子以及樣品組成的全部信息。

2.數據重現性良好

這點可以說是所有的自動化分析儀器的特點，傳統的方法諸如滴定法，根據操作人員的水平和能力不同，所得到的結果也不同，但目前的儀器自動化程度較高，只需把樣品注入到設備中，即可自動完成分離、檢測、出報告的過程，不同的操作人員不影響結果。

3.快速方便
離子色譜法對常規的７種標準陰離子（亞硝酸根、硝酸根、硫酸根、磷酸根、氟離子、氯離子以和溴離子）及6種陽離子鋰離子、鈉離子、銨離子、鉀離子、鎂離子和鈣離子的分離可在半小時內完成，如使用高效快速色譜柱，則速度更快，10分鐘以內即可完成，可大大縮短人工操作時間。

4.分離不同形態和價態的離子
這是離子色譜法的突出優勢，可以對不同形態和價態的離子進行分離。比如亞硝酸鹽和硝酸鹽的分離，傳統的分光光度法，由于亞硝酸根和硝酸根吸光值很接近，不能很好的將其分離。而通過離子色譜法則可以將亞硝酸鹽和硝酸鹽實現良好分離。

5.靈敏度高
離子色譜法靈敏度高，分析濃度范圍通常為低μg/L～mg/L，一般可以達到μg/L的級別，若通過增加進樣量、采用小孔徑柱或在線濃縮等方法可以提高靈敏度，檢出限則更低，甚至能達到ng/L。

3、離子色譜的應用領域

1.環保行業

環保行業中，離子色譜法在水質分析、大氣污染物分析、土壤與生物體污染分析及化石燃料分析中應用較多。各類水質標樣中各種無機陰陽離子和有機酸都可用離子色譜法測定，如水質分析中的鉀離子、鈉離子、鋰離子、鈣離子等等。

同時，國家出臺的部分政策同樣規定需用離子色譜法測定相關離子。諸如HJ812-2016對水質中可溶性陽離子的測定，HJ84-2016對水質中無機陰離子的測定、HJ799-2016對環境空氣中顆粒物中水溶性陽離子的測定、HJ800-2016對環境空氣顆粒物中水溶性陰離子的測定等。

2.食品檢測

離子色譜法在食品檢測中的應用廣泛，如對硝酸鹽和亞硝酸鹽的檢測。硝酸鹽和亞硝酸鹽作為食品添加劑，目前還無可替代，因此需要檢測它們在食品中的殘留量。針對硝酸鹽的測定，國際上廣泛采用鎘柱還原和分光光度分析法測定硝酸鹽，往往操作繁瑣、費時費力。若使用離子色譜法，則可大大提高檢測速度和靈敏度，簡化樣品預處理程序。

同樣，我國對需要使用離子色譜檢測的食品污染物、添加劑等做出了明確規定，諸如GB 2762-2017《食品安全國家標準》中對食品中污染物限量、GB 5009.33-2016《食品安全國家標準》中對食品中亞硝酸鹽和硝酸鹽的測定。

除了以上領域，農業中對農藥、肥料及土壤的分析，生物醫學中對血液、尿液、人體微量元素等的分析，材料中金屬材料、半導體材料的分析，日化中對化妝品、洗滌劑、清潔劑的成分分析等同樣需要使用離子色譜分析法，效率高且精準。

曾經復雜繁瑣的工作，或許只是換一種分析方法就可以變得輕松，這也提醒了我們不斷學習新技術的重要性。