離子色譜高手進階知識匯總

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知識進行整理匯總，對大家非常關心的離子色譜的分類、原理、干擾、維護和常見故障解決辦法等5個方面進行分享，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進行分離，用電導檢測器連續檢測流出物質電導變化的一種色譜方法。

色譜技術是化學分析常用的一種分離技術，離子型物質：在水溶液中電離，具有正電荷/負電荷的元素或者基團。•陰離子（7種）：F-、Cl-、Br-、NO2-、NO3-、SO42-、PO43-•陽離子（6種）：Li+、Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+•有機化合物：有機酸、氨基酸類、有機胺類、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，主要用于有機和無機陰、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，是利用溶質和固定相之間的非離子性相互作用進行分離的。它主要用于機弱酸和有機酸的分離，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合物的分離。

檢測原理

大多數電離物質在溶液中會發生電離，產生電導，通過對電導的檢測，就可以對他的電離程度進行分析。由于在稀溶液中大多數電離物質都會電離，因此可以通過測定電導值來檢測被測物質的含量。所以，離子色譜通用檢測器主要以電導檢測器為基礎。

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離子之間進行的可逆交換和分析物溶質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。

關鍵問題是不僅被測離子具有導電性，而且一般淋洗液本身也是一種電離物質，具有很強的電離度。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，在這里發生兩個簡單但十分重要的化學反應：一個是將淋洗液轉變為低電導組分，以降低來自淋洗液的背景電導；另一是將樣品離子轉變成其相應的酸或堿，以增加其電導。這種在分離柱和檢測器之間能降低背景電導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，2、增加被測離子的電導率值，改善信噪比。

干擾

進行微克/升級或更低濃度的分析時，污染是嚴重的問題，在測試的所有環節(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，當樣品中某組分濃度非常高時，譜圖中會對應產生很大峰，掩蓋其它物質的峰并造成干擾，這種干擾通?？筛鶕渌庪x子濃度，適當稀釋樣品而減小。對于用濃縮柱進樣時，某些高濃度的強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直接進樣。

離子色譜的日常維護

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，最好不用于工業廢水等污染較為嚴重的廢水的分析。若要使用，必須嚴格按照樣品的前處理方法對樣品進行預處理，使用過程中注意避免氣體、重金屬離子以及有機物進入色譜柱，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、電導檢測器常見故障有哪些？

答：電導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過適當前處理的樣品,如濃度過高、復雜的樣品基體等。故障現象:基線噪聲變大,靈敏度降低。處理方法: （1）用3mol/L HNO3溶液清洗電導池,再用去離子水清洗電導池至pH值達中性；（2）用0.001mol/L KCl溶液校正電導池,使電導值顯示為147μS。

2、系統壓力增高該咋辦？

答：壓力增高一般都是因儀器部件發生堵塞引起的，當發現系統壓力增高時應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）在線過濾器發生堵塞時，直接更換濾芯；

（2）色譜柱入口處濾膜堵塞時，應反接色譜柱用去離子水反復沖洗；

（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清洗干凈后按原方位安裝好后使用。高壓系統中常出現堵塞問題的部件有單向閥、濾頭、在線過濾器、分離柱、保護柱等；

（4）檢查管路中peek頭是否擰得過緊，否則也會導致壓力增高。

3、分析泵常見故障咋處理？

答：分析泵常見故障是泵內產生氣泡和漏液故障現象：基線的噪聲加大，色譜峰形變差(出現亂峰)。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，會發生微膜脫水現象，為激活抑制器，可用注射器向陰離子抑制器內以淋洗液流路相反的方向注入少許0.2mol/L的硫酸溶液。同時向再生液進口注入少許純凈水，并將抑制器放置半小時以上。抑制器內玷污的金屬離子可以用草酸鈉清洗。（2）背景電導值高在化學抑制型電導檢測分析過程中，若背景電導高，說明抑制器部分存在一定的問題。大多數是操作不當引起的。例如淋洗液或再生液流路堵塞，系統中無溶液流動造成背景電導偏高或使用的電抑制器電流設置的太小等。膜被污染后交換容量下降亦會使背景電導升高。而失效的抑制器在使用時會出現背景電導持續升高的現象，此時應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造成抑制器內的微膜收縮、破裂也會發生漏液現象。5、離子色譜柱該如何維護、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，每周應至少開機一次，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，應將分離柱與系統分離，讓廢液直接排出。另外，每次清洗后應用去離子水沖洗10min以上，再用淋洗液平衡系統。清洗時的流速不宜過快，在1mL/min以下。 無機離子的玷污離子半徑較大的無機離子與交換基團結合，影響正常的交換分離。首先應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。 有機物玷污清洗色譜柱內的有機物常用甲醇或乙腈，但對帶有羧基的陽離子分離柱需要避免使用甲醇。低交聯度的離子交換樹脂填充的色譜柱（交聯度小于5%）清洗液中有機溶劑的濃度不宜超過5%。