實(shí)驗(yàn)室儀器儀表離子色譜方法及其應(yīng)用

　　離子色譜是高效液相色譜的一種，是用于分離能在水中解離成有機(jī)和無(wú)機(jī)離子的一種液相色譜方法。從20世紀(jì)70年代中期問世以來(lái)，很快成為水溶液中陰、陽(yáng)離子的重要分析手段。應(yīng)用范圍從分析水中常見的陰、陽(yáng)離子和有機(jī)酸類，發(fā)展到分析極性有機(jī)化合物以及生物樣品中的糖、氨基酸、肽、蛋白質(zhì)等。

　　一、離子色譜方法的特點(diǎn)對(duì)離子型化合物的測(cè)定是經(jīng)典分析化學(xué)的主要內(nèi)容。對(duì)陽(yáng)離子的分析已有一些快速而靈敏的分析方法，如原子吸收、高頻電感偶合等離子體發(fā)射光譜和X射線熒光分析等。而對(duì)于陰離子的分析長(zhǎng)期以來(lái)缺乏快速靈敏的方法。一直沿用經(jīng)典的容量法、重量法和光度法等。這些方法操作步驟冗長(zhǎng)費(fèi)時(shí)，靈敏低且易受干擾。而發(fā)展起來(lái)的離子色譜克服了以上缺點(diǎn)，具有快速、靈敏度高、選擇性好、可同時(shí)測(cè)定多組分的優(yōu)點(diǎn)?？梢哉f，離子色譜對(duì)陰離子的分析是分析化學(xué)中的一項(xiàng)新突破。

　　1快速、方便對(duì)7種常見陰離子(F-、Cl-、Br-、NO3-、NO2-、SO42-、PO43-)和六種常見陽(yáng)離子(Li、Na、NH4、K、Mg2、Ca2)的分析時(shí)間小于10min。如采用高效分離柱對(duì)上述七種常見陰離子的分離時(shí)間只需3min。

　　2靈敏度高離子色譜分析的濃度范圍為μg/L~mg/L。當(dāng)進(jìn)樣量為50μl時(shí)，常見陰離子的檢出限小于是10μg/L。如增加進(jìn)樣量并采用小孔徑柱(2mm直徑)或在線濃縮時(shí)，檢出限可達(dá)10-12g/L。

　　3選擇性好IC法分析無(wú)機(jī)和有機(jī)陰、陽(yáng)離子的選擇性主要由選擇適當(dāng)?shù)姆蛛x和檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)達(dá)到的。由于IC的選擇性，對(duì)樣品的前處理要求簡(jiǎn)單、一般只需做稀釋和過濾。

　　4可同時(shí)測(cè)定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)是只需很短的時(shí)間就可同時(shí)檢測(cè)樣品中的多種成分。

　　5分離柱的穩(wěn)定性好、容量高IC中苯乙烯/二乙烯苯聚合物是應(yīng)用最廣的填料。這種樹脂的高pH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。樣品分析時(shí)，溶解、稀釋和過濾是前處理的主要工作。

　　二、離子色譜系統(tǒng)的組成IC系統(tǒng)的構(gòu)成主要由流動(dòng)相傳送部分、分離柱、檢測(cè)器和數(shù)據(jù)處理單元四個(gè)部分組成(見圖1為化學(xué)抑制型離子色譜工藝流程)。其中，分離柱是離子色譜的最重要部件之一。高效柱和特殊分離柱的成功研制是離子色譜迅速發(fā)展的關(guān)鍵。而對(duì)于抑制型檢測(cè)器，抑制器是關(guān)鍵部件，高的抑制溶量、低的死體積，能自動(dòng)連續(xù)工作，不用有害的化學(xué)試劑是現(xiàn)代抑制器的主要特點(diǎn)。

　　一個(gè)理想的檢測(cè)器，對(duì)不同的樣品，在不同濃度及各種淋洗條件下均能準(zhǔn)確、及時(shí)、連續(xù)地反應(yīng)色譜峰的變化。為實(shí)現(xiàn)上述要求，檢測(cè)器應(yīng)具備較高的靈敏度、較寬的定量檢測(cè)范圍，較好的選擇性和重現(xiàn)性。

　　離子色譜常用的檢測(cè)方法可以分為兩類：即電化學(xué)法和光學(xué)法。電化學(xué)檢測(cè)器有三種，即電導(dǎo)、安培和積分安培(包括脈沖安培)。其中，電導(dǎo)檢測(cè)器應(yīng)用的最廣泛。電導(dǎo)檢測(cè)器又可分為抑制型(兩柱型)和非抑制型(單柱型)兩種。由于抑制型能夠顯著提高電導(dǎo)檢測(cè)器的靈敏度和選擇性已逐漸成為電導(dǎo)檢測(cè)器的主流。而光學(xué)法主要是紫外—可見光和熒光檢測(cè)器。

　　電導(dǎo)檢測(cè)器按照Kohlraush定律，電解液在一定的電場(chǎng)作用下，溶液的電導(dǎo)率與其濃度是成正比的。此檢測(cè)器主要用于測(cè)定無(wú)機(jī)陰、陽(yáng)離子離子(pKa7的離子。直流安培檢測(cè)器具有很高的靈敏度，可以測(cè)定μg/L級(jí)無(wú)機(jī)和有機(jī)離子，如與環(huán)境有關(guān)的陰離子、硫化物、氰化物、As、鹵素、肼和各種酚。積分安培和脈沖安培檢測(cè)器則主要測(cè)量醇、醛、胺和含硫基團(tuán)、糖類有機(jī)化合物和硫化物。

　　紫外—可見光吸收和熒光檢測(cè)器它具有選擇性好、應(yīng)用面廣、靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。紫外—可見光檢測(cè)器的基本原理是以郎伯—比爾定律為基礎(chǔ)的。UV-Vis檢測(cè)器在離子色譜中最重要的應(yīng)用是通過柱后衍生技術(shù)測(cè)量過渡金屬和鑭系元素。以吡啶2，6-二羧酸或草酸為淋洗液可分離過渡金屬，經(jīng)分離后，34種過渡金屬可與顯色劑4-間苯二酚發(fā)生衍生反應(yīng)。同時(shí)，還可對(duì)一些元素的不同氧化態(tài)進(jìn)行檢查，如Fe3/Fe2、Cr3/Cr6、Sn2/Sn4。

　　熒光檢測(cè)器是通過測(cè)定分子中電子能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)射出的熒光強(qiáng)度來(lái)表征物質(zhì)的濃度?？捎糜跍y(cè)定銨離子、伯胺、多胺和肽。

　　離子色譜檢測(cè)器的選擇，主要的依據(jù)是被測(cè)定離子的性質(zhì)、淋洗液的種類等。同一種物質(zhì)有時(shí)可以用多種檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)，但靈敏度不同。離子色譜常用檢測(cè)器的主要應(yīng)用范圍見表1。

　　表1離子色譜中的主要檢測(cè)器的應(yīng)用范圍檢測(cè)方法檢測(cè)原理應(yīng)用范圍電導(dǎo)法電導(dǎo)pKa