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离子色谱的发展及应用

摘要：自1975年第一台商品化的离子色谱仪问世以来，离子色谱的仪器有了长足发展，离子色谱的应用领域也由最初的无机阴阳离子分析拓展到更宽的范围。本文对离子色谱的发展进行总结，并对离子色谱的几个热点应用进行了介绍。

关键词：离子色谱，发展，应用。

1离子色谱的发展

1.1离子色谱的历史发展

早在20世纪40年代，离子交换树脂就己开始被应用于分离离子性物质，但那时的填料物颗粒的粒径较大且很不均勾，主要被装填于玻璃柱管中，而且流动相主要是靠重力自然流下，只能做些比较简单的分离，不能对柱流出物进行连续的检测，并且分离效果很差、耗时也长。到了60年代后期，离子交换树脂的性能有了很大地改进，并且流动相的输送采用高压泵，显著地提高了离子交换树脂的分离性能和分析速度。然而，所使用的流动相都是强电解质溶液，背景电导值非常高，导致被测离子洗脱到流动相中引起的电导值变化比较小，故无法直接用电导检测器区分流动相中待测离子和淋洗离子；而紫外或可见分光光度检测器的适用范围有限,又只能对少数离子性物质进行检测。到了1975年，Small等人利用低交换容量的阴离子或阳离子交换柱为分离柱，串联一根称为抑制柱的与分离柱填料相反的离子交换树脂柱，以强电解质作为流动相分离无机离子，成功地解决了用电导检测器连续检测柱流出物的难题。1979年，Fritz等人以弱电解质作为流动相，提出了非抑制型的电导检测离子色谱技术。从此，有了真正意义上的离子色谱法（IC），也因此作为一门重要的色谱分离技术从液相色谱法中独立出来[1]。人们将使用抑制柱的离子色谱法称作双柱离子色谱法或抑制型离子色谱法，把不使用抑制柱的离子色谱法称作单柱离子色谱法或非抑制型离子色谱法。20世纪80年代初，IC已经开始广泛地被人们所认同、接受，离子色谱仪的销售量以每年15%以上的速度递增。在新型离子色谱系统中，以纯水作为“Pumpedphase”，在线产生高纯度的淋洗液。同时随着离子色谱检测技术的发展，可通过与质谱技术的联用，显著提高检测选择性，实现重叠色谱峰的分析，用于复杂样品的准确检测。IC最初主要应用于环境监测中痕量阴、阳离子的分析，随着离子色谱的分离技术和检测水平的提高，目前IC也已广泛地应用于电力和能源行业、电子行业、食品及饮料行业、化学工业、制药行业和生命科学领域，成为色谱分析的重要分支。按分离机理可以将分为离子交换色谱法、离子排斥色谱法、离子对色谱法、离子抑制色谱法、配位离子色谱及静电色谱，其中前三种为主要分离模式。

1.2离子色谱的必威体育精装版进展

离子色谱作为实验室中常规分析手段,近几年发展的趋势主要集中在以下几方面:高性能的分离柱和抑制器的研究；减少人为误差,提高自动化程度；成为国家、各行业中某些项目特别是阴离子“标准分析方法”的数量不断增加；增加数据容量和数据集中管理使用等[2]。

1.2.1分离柱

新型柱填料的问世,改善了分离的选择性,简化了样品前处理步骤,提高了分析结果的准确度。例如,高聚物离子交换材料,除了高效之外,在pH=0～14以及在与水互溶的有机溶剂中稳定,且延长柱子的使用寿命;高容量柱的离子交换容量较常用柱高10～20倍,可改善弱保留离子的分离和峰形,而且高浓度基体的样品和相邻两峰浓度比高达1000∶1的样品可直接进样,简化样品的前处理过程;对羟基(OH-)选择性的新型分离柱,可提高检测灵敏度和减小梯度淋洗时的基线漂移,改善弱保留离子的分离[3]。

1.2.2淋洗液在线发生器

淋洗液在线发生器与自动再生抑制器结合,不用化学试剂,只需高纯水就可完成阴、阳离子的分析[4]。“仅用水”装置简单,易操作,仅需点击计算机鼠标即可得到所需浓度的淋洗液,作梯度淋洗也只需点击鼠标即可。不仅免用化学试剂,消除腐蚀,延长了关键部件的使用寿命,而且降低了淋洗液污染的可能性,杜绝了化学试剂杂质和大气中二氧化碳溶入碱性溶液的干扰,还可以排除由于配制溶液操作和人为因素等所引起的误差,使分析结果的精密度和准确度明显提高。

2离子色谱的应用

2.1饮用水中的溴酸盐

饮用水中的溴酸盐是用臭氧对其进行消毒时产生的消毒副产物,具有致癌作用。目前，离子色谱法测定饮用水中溴酸盐的方法主要采用三种不同的检测器：抑制型电导检测、柱后衍生光度检测和质谱检测。柱后衍生检测的灵敏度较高，但衍生装置比较复杂，操作烦琐，衍生条件难以控制，并且有些衍生试剂对人体有害，故相对限制了其应用。质谱检测具有较高的灵敏度和较好的选择性，但仪器设备和运转费用昂贵，难以普及。传统的抑制型电导检测以Na2CO3为淋洗液，因水负峰大而限制进样体积，从而限制了方法的相对灵敏度[5]。样品中碳酸根的峰在氯离子峰之前，干扰溴酸盐的检测。IonPacAS19分析柱是Dionex公司发展的用于检