实验室仪器仪表离子色谱方法及其应用

　　离子色谱是高效液相色谱的一种，是用于分离能在水中解离成有机和无机离子的一种液相色谱方法。从20世纪70年代中期问世以来，很快成为水溶液中阴、阳离子的重要分析手段。应用范围从分析水中常见的阴、阳离子和有机酸类，发展到分析极性有机化合物以及生物样品中的糖、氨基酸、肽、蛋白质等。

　　一、离子色谱方法的特点对离子型化合物的测定是经典分析化学的主要内容。对阳离子的分析已有一些快速而灵敏的分析方法，如原子吸收、高频电感偶合等离子体发射光谱和X射线荧光分析等。而对于阴离子的分析长期以来缺乏快速灵敏的方法。一直沿用经典的容量法、重量法和光度法等。这些方法操作步骤冗长费时，灵敏低且易受干扰。而发展起来的离子色谱克服了以上缺点，具有快速、灵敏度高、选择性好、可同时测定多组分的优点。可以说，离子色谱对阴离子的分析是分析化学中的一项新突破。

　　1快速、方便对7种常见阴离子(F-、Cl-、Br-、NO3-、NO2-、SO42-、PO43-)和六种常见阳离子(Li、Na、NH4、K、Mg2、Ca2)的分析时间小于10min。如采用高效分离柱对上述七种常见阴离子的分离时间只需3min。

　　2灵敏度高离子色谱分析的浓度范围为μg/L~mg/L。当进样量为50μl时，常见阴离子的检出限小于是10μg/L。如增加进样量并采用小孔径柱(2mm直径)或在线浓缩时，检出限可达10-12g/L。

　　3选择性好IC法分析无机和有机阴、阳离子的选择性主要由选择适当的分离和检测系统来达到的。由于IC的选择性，对样品的前处理要求简单、一般只需做稀释和过滤。

　　4可同时测定多种离子化合物与光度法、原子吸收法相比，IC的主要优点是只需很短的时间就可同时检测样品中的多种成分。

　　5分离柱的稳定性好、容量高IC中苯乙烯/二乙烯苯聚合物是应用最广的填料。这种树脂的高pH稳定性允许用强酸或强碱作淋洗液，有利于扩大应用范围。样品分析时，溶解、稀释和过滤是前处理的主要工作。

　　二、离子色谱系统的组成IC系统的构成主要由流动相传送部分、分离柱、检测器和数据处理单元四个部分组成(见图1为化学抑制型离子色谱工艺流程)。其中，分离柱是离子色谱的最重要部件之一。高效柱和特殊分离柱的成功研制是离子色谱迅速发展的关键。而对于抑制型检测器，抑制器是关键部件，高的抑制溶量、低的死体积，能自动连续工作，不用有害的化学试剂是现代抑制器的主要特点。

　　一个理想的检测器，对不同的样品，在不同浓度及各种淋洗条件下均能准确、及时、连续地反应色谱峰的变化。为实现上述要求，检测器应具备较高的灵敏度、较宽的定量检测范围，较好的选择性和重现性。

　　离子色谱常用的检测方法可以分为两类：即电化学法和光学法。电化学检测器有三种，即电导、安培和积分安培(包括脉冲安培)。其中，电导检测器应用的最广泛。电导检测器又可分为抑制型(两柱型)和非抑制型(单柱型)两种。由于抑制型能够显著提高电导检测器的灵敏度和选择性已逐渐成为电导检测器的主流。而光学法主要是紫外—可见光和荧光检测器。

　　电导检测器按照Kohlraush定律，电解液在一定的电场作用下，溶液的电导率与其浓度是成正比的。此检测器主要用于测定无机阴、阳离子离子(pKa7的离子。直流安培检测器具有很高的灵敏度，可以测定μg/L级无机和有机离子，如与环境有关的阴离子、硫化物、氰化物、As、卤素、肼和各种酚。积分安培和脉冲安培检测器则主要测量醇、醛、胺和含硫基团、糖类有机化合物和硫化物。

　　紫外—可见光吸收和荧光检测器它具有选择性好、应用面广、灵敏度高的优点，其应用范围越来越广泛。紫外—可见光检测器的基本原理是以郎伯—比尔定律为基础的。UV-Vis检测器在离子色谱中最重要的应用是通过柱后衍生技术测量过渡金属和镧系元素。以吡啶2，6-二羧酸或草酸为淋洗液可分离过渡金属，经分离后，34种过渡金属可与显色剂4-间苯二酚发生衍生反应。同时，还可对一些元素的不同氧化态进行检查，如Fe3/Fe2、Cr3/Cr6、Sn2/Sn4。

　　荧光检测器是通过测定分子中电子能级跃迁时发射出的荧光强度来表征物质的浓度。可用于测定铵离子、伯胺、多胺和肽。

　　离子色谱检测器的选择，主要的依据是被测定离子的性质、淋洗液的种类等。同一种物质有时可以用多种检测器进行检测，但灵敏度不同。离子色谱常用检测器的主要应用范围见表1。

　　表1离子色谱中的主要检测器的应用范围检测方法检测原理应用范围电导法电导pKa