离子色谱知识-HPIC

自1975年离子色谱诞生以来，经过40多年的快速发展，离子色谱凭借其优势，逐渐成为离子物质、有机酸、糖类分析的常用方法。随着人们对环境的日益重视以及离子色谱相关技术的不断完善，未来离子色谱在环境、食品、制药、生物医学等领域的应用前景可期。

离子色谱原理

色谱技术是利用待分离混合物的物理和化学性质的差异，使组分不同程度地分布在固定相和流动相中。由于组分随流动相以不同的速度前进，因此可以有效分离组分。离子色谱法作为一种特殊的高效液相色谱法，也是基于物理分离方法。

离子色谱法有离子交换色谱法、离子排阻色谱法和离子对色谱法三种。应用广泛的是离子交换色谱法（高效离子交换色谱法）。

离子交换色谱柱的主要填料类型是有机离子交换树脂。该填料以苯乙烯和二乙烯基苯的交联共聚物为骨架，在苯环上引入磺酸基，形成强酸性阳离子交换树脂。或引入叔胺基团，形成季胺型强碱性阴离子交换树脂。这种交换树脂具有大孔、薄壳型或多孔表层型的物理结构，以便快速达到交换平衡。离子交换树脂的优点是耐酸碱，可在任何pH范围内使用，易于再生，使用寿命长。缺点是机械强度差、易溶解、易受有机物污染。

以离子交换树脂为固定相的离子色谱通常采用酸性或碱性水溶液作为流动相，根据不同待测离子与固定相的离子交换能力的差异，最终实现分离。各待测组分与离子交换剂之间的亲和力与离子半径、电荷、离子存在形式有关。亲和力越大，分析物在固定相中的保留时间越长。

随着技术的不断进步，不溶性、不可电离的物质也可以通过预处理转化为可检测的形式。

离子色谱法的优点

1.多种离子同时分析

离子色谱法可以单独测定某种离子，分析方法简单、快速。此外，离子色谱可以一次进样，无需单独操作即可分析多个离子。目前，有些离子色谱柱技术已实现一次进样，可同时分析30多种离子，并可在短时间内获得阴离子、阳离子以及样品成分的全部信息。

2.数据重现性好

这是自动化分析仪器的一个特点。传统方法如滴定法，根据操作者的水平和能力，得到不同的结果。目前仪器自动化程度较高。只需将样品注入设备，分离、检测、报告过程即可自动完成，不同操作人员不会影响结果。

3.快捷方便

离子色谱分析常规7种标准阴离子（亚硝酸盐、硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐、氟离子、氯离子、溴离子）和6种阳离子、锂离子、钠离子、铵离子、钾离子镁的分离离子和钙离子可在半小时内完成。如果使用高效快速色谱柱，速度更快，10分钟内即可完成，这将大大缩短手动操作时间。

4.分离不同形状和价态的离子

这就是离子色谱的突出优点，它可以分离不同形状和价态的离子。如亚硝酸盐和硝酸盐的分离，传统的分光光度法。由于亚硝酸盐和硝酸盐的吸光度值非常接近，因此不能很好地分离它们。然而，通过离子色谱法可以更好地分离亚硝酸盐和硝酸盐。

5.高灵敏度

离子色谱法的灵敏度较高，分析浓度范围通常为低μg/L～mg/L，一般可达到μg/L水平。若加大进样量，可采用小孔径色谱柱或在线浓缩法来提高灵敏度。检测限更低，甚至达到ng/L。

应用领域

1.环保产业

在环保行业，离子色谱广泛应用于水质分析、空气污染分析、土壤和生物污染、化石染料分析等。各种水质标准中的各种无机阴离子、阳离子、有机酸均可采用离子色谱法测定。如水质分析中的钾离子、钠离子、锂离子、钙离子等。

2.食品

离子色谱法广泛应用于食品检测。如硝酸盐和亚硝酸盐的检测。硝酸盐和亚硝酸盐作为食品添加剂，因此有必要检测其在食品中的残留量。对于硝酸盐的测定，镉柱还原和波谱宽度分析在世界范围内广泛用于测定硝酸盐。该操作通常是繁琐、耗时且劳动强度大的。如果采用离子色谱法，可以提高检测速度和灵敏度，并简化样品前处理程序。

除上述领域外，农业中农药、化肥、土壤的分析。生物医学中血液、尿液、人体微量元素的分析。材料中金属材料和半导体材料的分析。化妆品、洗涤剂、日用化学品中洗涤剂的成分分析。使用离子色谱分析高效且准确。