自1975年離子色譜誕生以來，經(jīng)過40多年的快速發(fā)展，離子色譜憑借其優(yōu)勢，逐漸成為離子物質(zhì)、有機(jī)酸、糖類分析的常用方法。隨著人們對環(huán)境的日益重視以及離子色譜相關(guān)技術(shù)的不斷完善，未來離子色譜在環(huán)境、食品、制藥、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用前景可期。

離子色譜原理

色譜技術(shù)是利用待分離混合物的物理和化學(xué)性質(zhì)的差異，使組分不同程度地分布在固定相和流動相中。由于組分隨流動相以不同的速度前進(jìn)，因此可以有效分離組分。離子色譜法作為一種特殊的高效液相色譜法，也是基于物理分離方法。

離子色譜法有離子交換色譜法、離子排阻色譜法和離子對色譜法三種。應(yīng)用廣泛的是離子交換色譜法（高效離子交換色譜法）。

離子交換色譜柱的主要填料類型是有機(jī)離子交換樹脂。該填料以苯乙烯和二乙烯基苯的交聯(lián)共聚物為骨架，在苯環(huán)上引入磺酸基，形成強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂。或引入叔胺基團(tuán)，形成季胺型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂。這種交換樹脂具有大孔、薄殼型或多孔表層型的物理結(jié)構(gòu)，以便快速達(dá)到交換平衡。離子交換樹脂的優(yōu)點(diǎn)是耐酸堿，可在任何pH范圍內(nèi)使用，易于再生，使用壽命長。缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度差、易溶解、易受有機(jī)物污染。

以離子交換樹脂為固定相的離子色譜通常采用酸性或堿性水溶液作為流動相，根據(jù)不同待測離子與固定相的離子交換能力的差異，最終實(shí)現(xiàn)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、離子存在形式有關(guān)。親和力越大，分析物在固定相中的保留時(shí)間越長。

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，不溶性、不可電離的物質(zhì)也可以通過預(yù)處理轉(zhuǎn)化為可檢測的形式。

離子色譜法的優(yōu)點(diǎn)

1.多種離子同時(shí)分析

離子色譜法可以單獨(dú)測定某種離子，分析方法簡單、快速。此外，離子色譜可以一次進(jìn)樣，無需單獨(dú)操作即可分析多個(gè)離子。目前，有些離子色譜柱技術(shù)已實(shí)現(xiàn)一次進(jìn)樣，可同時(shí)分析30多種離子，并可在短時(shí)間內(nèi)獲得陰離子、陽離子以及樣品成分的全部信息。

2.數(shù)據(jù)重現(xiàn)性好

這是自動化分析儀器的一個(gè)特點(diǎn)。傳統(tǒng)方法如滴定法，根據(jù)操作者的水平和能力，得到不同的結(jié)果。目前儀器自動化程度較高。只需將樣品注入設(shè)備，分離、檢測、報(bào)告過程即可自動完成，不同操作人員不會影響結(jié)果。

3.快捷方便

離子色譜分析常規(guī)7種標(biāo)準(zhǔn)陰離子（亞硝酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、氟離子、氯離子、溴離子）和6種陽離子、鋰離子、鈉離子、銨離子、鉀離子鎂的分離離子和鈣離子可在半小時(shí)內(nèi)完成。如果使用高效快速色譜柱，速度更快，10分鐘內(nèi)即可完成，這將大大縮短手動操作時(shí)間。

4.分離不同形狀和價(jià)態(tài)的離子

這就是離子色譜的突出優(yōu)點(diǎn)，它可以分離不同形狀和價(jià)態(tài)的離子。如亞硝酸鹽和硝酸鹽的分離，傳統(tǒng)的分光光度法。由于亞硝酸鹽和硝酸鹽的吸光度值非常接近，因此不能很好地分離它們。然而，通過離子色譜法可以更好地分離亞硝酸鹽和硝酸鹽。

5.高靈敏度

離子色譜法的靈敏度較高，分析濃度范圍通常為低μg/L～mg/L，一般可達(dá)到μg/L水平。若加大進(jìn)樣量，可采用小孔徑色譜柱或在線濃縮法來提高靈敏度。檢測限更低，甚至達(dá)到ng/L。

應(yīng)用領(lǐng)域

1.環(huán)保產(chǎn)業(yè)

在環(huán)保行業(yè)，離子色譜廣泛應(yīng)用于水質(zhì)分析、空氣污染分析、土壤和生物污染、化石染料分析等。各種水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中的各種無機(jī)陰離子、陽離子、有機(jī)酸均可采用離子色譜法測定。如水質(zhì)分析中的鉀離子、鈉離子、鋰離子、鈣離子等。

2.食品

離子色譜法廣泛應(yīng)用于食品檢測。如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，因此有必要檢測其在食品中的殘留量。對于硝酸鹽的測定，鎘柱還原和波譜寬度分析在世界范圍內(nèi)廣泛用于測定硝酸鹽。該操作通常是繁瑣、耗時(shí)且勞動強(qiáng)度大的。如果采用離子色譜法，可以提高檢測速度和靈敏度，并簡化樣品前處理程序。

除上述領(lǐng)域外，農(nóng)業(yè)中農(nóng)藥、化肥、土壤的分析。生物醫(yī)學(xué)中血液、尿液、人體微量元素的分析。材料中金屬材料和半導(dǎo)體材料的分析。化妝品、洗滌劑、日用化學(xué)品中洗滌劑的成分分析。使用離子色譜分析高效且準(zhǔn)確。