相信大部分實驗室都裝備了離子色譜，為了大家更好地使用離子色譜，小析姐從離子色譜基礎(chǔ)知識進(jìn)行整理匯總，對大家非常關(guān)心的離子色譜的分類、原理、干擾、維護(hù)和常見故障解決辦法等5個方面進(jìn)行分享，希望讓大家對離子色譜有一個更深入的了解。

離子色譜（Ion Chromatography）是高效液相色譜（HPLC）的一種，故又稱高效離子色譜（HPIC）或現(xiàn)代離子色譜。是分析陰離子和陽離子的一種液相色譜方法。它是以低交換容量的離子交換樹脂為固定相對離子性物質(zhì)進(jìn)行分離，用電導(dǎo)檢測器連續(xù)檢測流出物質(zhì)電導(dǎo)變化的一種色譜方法。

色譜技術(shù)是化學(xué)分析常用的一種分離技術(shù)，離子型物質(zhì)：在水溶液中電離，具有正電荷/負(fù)電荷的元素或者基團(tuán)。•陰離子（7種）：F-、Cl-、Br-、NO2-、NO3-、SO42-、PO43-•陽離子（6種）：Li+、Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+•有機(jī)化合物：有機(jī)酸、氨基酸類、有機(jī)胺類、糖類、表面活性劑等。

離子色譜的檢測對象：陰離子：75%、陽離子：15%、其他化合物及其有機(jī)酸占10%。

離子色譜的分類

通常情況下，離子色譜可以分為三種類型：離子交換色譜、離子排斥色譜、離子對色譜。

1、離子交換色譜

離子交換色譜以離子間間作用力不同為原理，主要用于有機(jī)和無機(jī)陰、陽離子的分離。

2、離子排斥色譜

離子排斥色譜基于Donnan排隊斥作用，是利用溶質(zhì)和固定相之間的非離子性相互作用進(jìn)行分離的。它主要用于機(jī)弱酸和有機(jī)酸的分離，也可以用于醇類、醛類、氨基酸和糖類的分離。

3、離子對色譜

離子對色譜的分離機(jī)理是吸附、分離的選擇性主要由流動相決定。該方法主要用于表面活性陰離子和陽離子以及金屬絡(luò)合物的分離。

檢測原理

大多數(shù)電離物質(zhì)在溶液中會發(fā)生電離，產(chǎn)生電導(dǎo)，通過對電導(dǎo)的檢測，就可以對他的電離程度進(jìn)行分析。由于在稀溶液中大多數(shù)電離物質(zhì)都會電離，因此可以通過測定電導(dǎo)值來檢測被測物質(zhì)的含量。所以，離子色譜通用檢測器主要以電導(dǎo)檢測器為基礎(chǔ)。

離子色譜分離原理是基于離子色譜柱（離子交換樹脂）上可離解的離子與流動相中具有相同電荷的溶質(zhì)離子之間進(jìn)行的可逆交換和分析物溶質(zhì)對交換劑親和力的差別而被分離。適用于親水性陰、陽離子的分離。例如檢驗亞硝酸鹽，樣品溶液進(jìn)樣之后，首先亞硝酸根離子與分析柱的離子交換位置之間直接進(jìn)行離子交換（即被保留在柱上），然后被淋洗液中的OH-基置換并從柱上被洗脫。對樹脂親和力弱的分析物離子先于對樹脂親和力強(qiáng)的分析物離子依次被洗脫，如F-，Cl-，然后是亞硝酸根離子，硝酸根離子，這就是離子色譜分離過程。

關(guān)鍵問題是不僅被測離子具有導(dǎo)電性，而且一般淋洗液本身也是一種電離物質(zhì)，具有很強(qiáng)的電離度。所以，在離子色譜柱后端，加入相反電荷的離子交換樹脂填料，如陰離子色譜柱后加入氫型的陽離子交換樹脂，陽離子色譜柱后加入氫氧根型的陰離子交換樹脂填料，由分離柱流出的攜帶待測離子的洗脫液，在這里發(fā)生兩個簡單但十分重要的化學(xué)反應(yīng)：一個是將淋洗液轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗妼?dǎo)組分，以降低來自淋洗液的背景電導(dǎo)；另一是將樣品離子轉(zhuǎn)變成其相應(yīng)的酸或堿，以增加其電導(dǎo)。這種在分離柱和檢測器之間能降低背景電導(dǎo)值而提高檢測靈敏度的裝置，成為抑制柱（抑制器）。

抑制器主要起兩個作用:1、降低淋洗液的背景電導(dǎo)，2、增加被測離子的電導(dǎo)率值，改善信噪比。

干擾

進(jìn)行微克/升級或更低濃度的分析時，污染是嚴(yán)重的問題，在測試的所有環(huán)節(jié)(采樣、存儲和分析)都必須非常小心，避免污染。

與其它色譜法一樣，當(dāng)樣品中某組分濃度非常高時，譜圖中會對應(yīng)產(chǎn)生很大峰，掩蓋其它物質(zhì)的峰并造成干擾，這種干擾通常可根據(jù)其它陰離子濃度，適當(dāng)稀釋樣品而減小。對于用濃縮柱進(jìn)樣時，某些高濃度的強(qiáng)保留陰離子會起淋洗液的作用，可將弱保留被測陰離子洗脫下來，這種情況下適宜用大容積樣品定量環(huán)直接進(jìn)樣。

離子色譜的日常維護(hù)

儀器至少每隔3天通一次去離子水，隔7天通一次淋洗液，離子色譜柱每使用兩個月，需用0.2mol/L的Na2CO3溶液及1%酒石酸溶液洗滌，以維持色譜柱的性能。色譜柱若長時間不用，則應(yīng)通入3%的硼酸密封連同抑制器低溫保存，平流泵用去離子水沖洗干凈。

淋洗液不可隔天使用，以免滋生細(xì)菌，影響色譜柱的使用壽命，為延長色譜柱的使用壽命，最好不用于工業(yè)廢水等污染較為嚴(yán)重的廢水的分析。若要使用，必須嚴(yán)格按照樣品的前處理方法對樣品進(jìn)行預(yù)處理，使用過程中注意避免氣體、重金屬離子以及有機(jī)物進(jìn)入色譜柱，引起色譜柱喪失部分能力，甚至損壞。

常見故障及解決辦法

1、電導(dǎo)檢測器常見故障有哪些？

答：電導(dǎo)檢測器常見故障是檢測池被污染。故障原因:污染物主要來源于沒有經(jīng)過適當(dāng)前處理的樣品,如濃度過高、復(fù)雜的樣品基體等。故障現(xiàn)象:基線噪聲變大,靈敏度降低。處理方法: （1）用3mol/L HNO3溶液清洗電導(dǎo)池,再用去離子水清洗電導(dǎo)池至pH值達(dá)中性；（2）用0.001mol/L KCl溶液校正電導(dǎo)池,使電導(dǎo)值顯示為147μS。

2、系統(tǒng)壓力增高該咋辦？

答：壓力增高一般都是因儀器部件發(fā)生堵塞引起的，當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)壓力增高時應(yīng)從流路的檢測器端開始，逐一排查，以找到引起壓力增高的具體單元。

（1）在線過濾器發(fā)生堵塞時，直接更換濾芯；

（2）色譜柱入口處濾膜堵塞時，應(yīng)反接色譜柱用去離子水反復(fù)沖洗；

（3）單向閥和濾頭堵塞后需將其卸下先用無水乙醇超聲清洗15min~30min，以清除部件上粘附的有機(jī)物，再用去離子水清洗干凈后放入1:1的硝酸溶液中超聲清洗15min，最后用去離子水反復(fù)清洗干凈后按原方位安裝好后使用。高壓系統(tǒng)中常出現(xiàn)堵塞問題的部件有單向閥、濾頭、在線過濾器、分離柱、保護(hù)柱等；

（4）檢查管路中peek頭是否擰得過緊，否則也會導(dǎo)致壓力增高。

3、分析泵常見故障咋處理？

答：分析泵常見故障是泵內(nèi)產(chǎn)生氣泡和漏液故障現(xiàn)象：基線的噪聲加大，色譜峰形變差(出現(xiàn)亂峰)。處理方法：為分析泵提供充足的淋洗液，并且給淋洗液施加一定的壓力(通常小于35kPa)。對于容易產(chǎn)生氣體的溶液可以先用真空脫氣，然后用惰性氣體在線脫氣的處理方法：若泵漏液，可更換泵密封圈。

4、抑制器使用中的常見故障怎么排除？

答：抑制器在離子色譜儀中具有舉足輕重的作用。抑制器工作性能的好壞對分析結(jié)果有很大的影響。抑制器最常見的故障是漏液，使峰面積減小（靈敏度下降）和背景電導(dǎo)升高。（1）峰面積減小造成峰面積減小的主要原因有：微膜脫水、抑制器漏液、溶液流路不暢和微膜被玷污。抑制器長期不用，會發(fā)生微膜脫水現(xiàn)象，為激活抑制器，可用注射器向陰離子抑制器內(nèi)以淋洗液流路相反的方向注入少許0.2mol/L的硫酸溶液。同時向再生液進(jìn)口注入少許純凈水，并將抑制器放置半小時以上。抑制器內(nèi)玷污的金屬離子可以用草酸鈉清洗。（2）背景電導(dǎo)值高在化學(xué)抑制型電導(dǎo)檢測分析過程中，若背景電導(dǎo)高，說明抑制器部分存在一定的問題。大多數(shù)是操作不當(dāng)引起的。例如淋洗液或再生液流路堵塞，系統(tǒng)中無溶液流動造成背景電導(dǎo)偏高或使用的電抑制器電流設(shè)置的太小等。膜被污染后交換容量下降亦會使背景電導(dǎo)升高。而失效的抑制器在使用時會出現(xiàn)背景電導(dǎo)持續(xù)升高的現(xiàn)象，此時應(yīng)更換一支新的抑制器。（3）漏液抑制器漏液的主要原因是抑制器內(nèi)的微膜沒有充分水化。因此，長時間未使用的抑制器在使用前應(yīng)讓微膜水溶脹后再使用。另外要保證再生液出口順暢，因此反壓較大時也會造成抑制器漏液。另外抑制器保管不當(dāng)造成抑制器內(nèi)的微膜收縮、破裂也會發(fā)生漏液現(xiàn)象。5、離子色譜柱該如何維護(hù)、保存？

答：色譜柱的保存色譜柱填充料的不同，其保存方法也各異。一般而言，大多數(shù)陰離子分離柱在堿性條件下保存，陽離子分離柱在酸性條件下保存。需長時間保存時（30天以上），先按要求向柱內(nèi)泵入保存液，然后將柱子從儀器上取下，用無孔接頭將柱子兩端堵死后放在低溫處保存。短時間不用，每周應(yīng)至少開機(jī)一次，讓儀器運行1~2h。 色譜柱的清洗清洗色譜柱注意事項：清洗前，應(yīng)將分離柱與系統(tǒng)分離，讓廢液直接排出。另外，每次清洗后應(yīng)用去離子水沖洗10min以上，再用淋洗液平衡系統(tǒng)。清洗時的流速不宜過快，在1mL/min以下。 無機(jī)離子的玷污離子半徑較大的無機(jī)離子與交換基團(tuán)結(jié)合，影響正常的交換分離。首先應(yīng)考慮用組分相同且濃10倍的淋洗液清洗色譜柱。清洗陰離子分離柱上的金屬離子（如Fe3+）使用0.1mol/L草酸。清洗陽離子分離柱上的某些金屬（如Al3+）可使用1~3mol/LHCl。 有機(jī)物玷污清洗色譜柱內(nèi)的有機(jī)物常用甲醇或乙腈，但對帶有羧基的陽離子分離柱需要避免使用甲醇。低交聯(lián)度的離子交換樹脂填充的色譜柱（交聯(lián)度小于5%）清洗液中有機(jī)溶劑的濃度不宜超過5%。