离子色谱仪的分类和用途

1975年，Small等人用电导检测器地连续检测柱流出物获得成功，标志着离子色谱法的诞生。经过近三十年的发展，离子色谱法(IC)已经成为分析离子性物质的常用方法。我国diyi代离子色谱仪于1983年6月通过了专家鉴定。离子色谱仪与一般的液相色谱仪一样，由输液系统、进样系统、分离系统和检测系统构成。本文主要介绍离子色谱仪分类、离子色谱仪的原理、离子色谱仪硬件、离子色谱仪的用途几方面的现状和Zxin进展。

一、离子色谱仪的分类

离子色谱是GX液相色谱的一种，是分析阴阳离子的一种液相色谱方法，该方法具有选择性好、灵敏、快速、简便等优点，并且可以同时测定多种组分。通常情况下，离子色谱可以分为三种类型：离子交换色谱、离子排斥色谱、离子对色谱。

离子交换色谱:

离子交换色谱以离子间作用力不同为原理，主要用于有机和无机阴、阳离子的分离。

离子排斥色谱:

离子排斥色谱基于Donnan排队斥作用，是利用溶质和固定相之间的非离子性相互作用进行分离的。它主要用于机弱酸和有机酸的分离，也可以用于醇类、醛类、氨基酸和糖类的分离。

离子对色谱:

离子对色谱的分离机理是吸附、分离的选择性主要由流动相决定。该方法主要用于表面活性阴离子和阳离子以及金属络合物的分离。

二、离子色谱仪的种类

1、按分离目的可分：

实验室离子分析色谱仪和工业离子分析色谱仪。

2、按固定相性质可分：

键合固定相离子分析色谱仪和硅胶固定相离子分析色谱仪等。

3、按分离对象的荷电性质可分：

阴离子分析色谱仪和阳离子分析色谱仪。

4、按分离对象的离子属性可分：

无机离子分析色谱仪和有机离子分析色谱仪。

5、按分离特征可分：

高选择性离子分析色谱仪、高灵敏度离子分析色谱仪和高分辨率离子分析色谱仪。

6、按分离规模可分：

微型离子分析色谱仪、小型离子分析色谱仪和大型离子分析色谱仪。

三、离子色谱仪的原理

下面我们以离子交换色谱为例简单介绍一下离子色谱的原理。

样品离子和固定相基团之间存在着相互作用，对于不同的样品离子，这种作用的大小是不同的。因此在随流动相通过色谱柱的过程中，作用力强的样品离子保留时间要比作用力弱的离子长，经过一段时间后，就可以实现样品的分离。以阴离子的分离为例说明一下离子色谱的分离过程。

在色谱柱中，填充了无数的离子交换剂作为离子分离的固定相，固定相上吸附了很多阳离子。充满色谱柱的流动相为某种盐的溶液，在没有样品进入时，流动相中的阴离子和固定相的阳离子保持平衡。样品中含有两种待分离阴离子，基中体积较大的A与固定相的正电荷作用力较大，而体积较小的B作用力小。

在样品进入色谱柱后，阴离子A、B与流动相阴离子一同前进，三种离子不断的交替占据与固定相阳离子相吸的位置;样品阴离子A与正电荷的作用力较大因而移动较慢，而B移动较快，从而实现了分离。Z终，因为流动相阴离子的数量有优势，所以样品阴离子A、B都分流出色谱柱，对在不同时间流出色谱柱，对在不同时间流出色谱柱的样品离子进行检测，就可以知道样品组分的种类与含量。

四、离子色谱仪的构成

离子色谱仪的典型结构由输液泵、进样阀、色谱柱、YZ柱、检测器和数据处理系统组成。　　

输液泵

双头往复泵是非常常用的一种输液泵，它由电机带动凸轮转动，两个柱塞杆往复运动，吸入排出流动相。两个柱塞杆的移动有一个时间差，正好补偿流动相输出的脉冲，因而流速相当平稳。

进样阀　

常用的进样方法是六通阀进样，这种方法进样量的可变范围大，耐高压，而且易于自动化。

色谱柱　

分离系统的主要元件是色谱柱，它是色谱分离过程中存放固定相的场所。离子色谱仪的柱填料是离子色谱仪研究的热点，是离子色谱仪发展的主要推动力，发展很快。

离子检测器

离子检测器分为两大类，即电化学检测器和光学检测器，电化学检测器包括电导、直流安培、脉冲安培和积分安培等，而光学检测器包括紫外、或见光和荧光检测器。其中电导检测器是离子色谱Z重要的检测器，现简单介绍如下。

所有的离子化合物(有机离子、无机离子、强酸和强碱)以及可被解离的化合物(弱酸和弱碱)的水溶液都能够导电。电导检测器就是以离子色谱流动相中导电的变化作为定量的依据的。电导检测器的结构比较简单、检测池在两个电极中间，当在电极上加上电压时，栓测池内溶液中的离子就会产生运动。通过对运动产生的电流的测量就可以知道溶液中离子的浓度。而如果流动相的导电性很高，而样品的导电性较低，那么电导检测器就不会有效的检测出样品离子的浓度。

YZ柱

因此，人们在色谱柱和电导检测器之间加上了一个YZ柱，它可以改变流动相和样品的导电性，从而使样品离子得到灵敏的检测。就用和发展经过多年的发展，离子色谱已经在生产生活的各种领域发挥着重要的作用。

五、离子色谱仪的用途

离子色谱仪主要是利用离子交换来进行分离的，其主要是用于环境样品的分析和检测，如：地面水、雨水、生活污水和工业废水等，通过利用离子色谱仪，能够准确的检测出样品中的阴、阳离子，从而对数据进行分析，来了解样品中是否含有危害人们身体健康的物质。同时，随着经济和技术的不断进步，离子色谱仪也开始应用于微电子工业废水和试剂杂质的检测和分析，为电子产品的质量把关，也作为高新的技术手段，受到国内许多厂家的青睐。

据了解，目前，离子色谱仪不仅使用于以上领域，还在食品、卫生和石油化工等方面发挥了不可替代的作用。在离子色谱仪的检测数据中：常见的离子有：

阴离子：F-, Cl-, Br-, NO2-, PO43-, NO3-, SO42-，甲酸，乙酸，草酸等。

阳离子：Li+, Na+, NH4+, K+, Ca2+, Mg2+, Cu2+, Zn2+, Fe2+, Fe3+等。

作为专业检测离子的仪器，离子色谱仪在阴离子分离方面，较其他的仪器更有优势，只要将样品注入到离子色谱仪内，20min左右，通过离子色谱仪检测和分析，能够准确的得到7个常见离子的测定结果。

六、离子色谱仪的应用领域

1.环境分析　

离子色谱在其产生初期Z重要的应用便是环境样品的分析，其应用对象主要是环境样品中各种阴、阳离子的定性、定量分析。作为一种快速准确而有效果分析方法，离子色谱仪广泛应用于微电子、电力工业中高纯水、高纯试剂痕量杂质的分析。

2.食品饮料分析　　

与传统的分析方法相比，离子色谱法的突出优点是多组分同时进行分析，样品处理简单，因此成为食品和饮料中阴阳离子、有机酸、胺和糖类分析的较好方法。

3.联用技术　　

离子色谱联用技术是离子色谱发展的一个方向。联用技术的发展，使得离子色谱分析技术的应用范围和检测灵敏度有了很大的提高，关于离子色谱--原子吸收(发射)光谱、离子色谱--电感耦合等离子体、离子色--质谱的联用已有不少报道。

离子色谱仪经过近30年的发展，已成为一种比较成熟的分析技术。但随着新材料、新技术的出现，离子色谱仍会有很大的发展空间。离子色谱仪将向一体化、小型化、便携化方向发展。新的固定相将会不断出现，例如：具有阴离子和阳离子交换功能的混合色谱柱，及寿命长、抗污染能力强的色谱柱等。新的检测手段将扩展离子色谱仪的应用范围。