色譜 > 離子色譜法
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No. 1
  ion chromatography, ic
  狹義地講,是基於離子性化合物與固定相表面離子性功能基團之間的電荷相互作用實現離子性物質分離和分析的色譜方法;廣義地講,是基於被測物的可離解性(離子性)進行分離的液相色譜方法。
  1975年small發明的離子色譜是以低交換容量離子交換劑作固定相、用含有合適淋洗離子的電解質溶液作流動相使無機離子得以分離,並成功地用電導檢測器連續測定流出物的電導變化。但隨着色譜固定相和檢測技術的發展,非離子交換劑固定相和非電導檢測器也廣泛用於離子性物質的分離分析。根據分離機理,離子色譜可分為離子交換色譜、離子排斥色譜、離子對色譜、離子抑製色譜和金屬離子配合物色譜等幾種分離模式(方式)。其中離子交換色譜是應用最廣泛的離子色譜方法,是離子色譜日常分析工作的主體,通常要采用專門的離子色譜儀進行分析。離子色譜法已經廣泛地用於環境、食品、材料、工業、生物和醫藥等許多領域。
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  lizi sepufa
  離子色譜法
  ion chromatography
  將改進後的電導檢測器安裝在離子交換樹脂柱的後面,以連續檢測色譜分離的離子的方法。1975年H.斯莫爾等人將經典的離子交換色譜與高效液相色譜技術相結合,創造了使用連續電導檢測器的現代離子色譜法,它與經典的離子交換色譜的區別(見表經典離子交換色譜與現代離子色譜的比較)在於分離柱的高效能,即現代離子色譜使用小粒度和低交換容量的樹脂及小柱徑的分離柱,以及進樣閥進樣,泵輸送洗脫液,連續檢測,故具有迅速、連續、高效、靈敏等優點。
  類型 斯莫爾等人首先介紹雙柱法(圖 1雙柱法流程示意圖)。該法使用一根離子交換柱作為分離樣品用。另一根是抑製柱,用於除去大部分洗脫液中的離子,以便在檢測時能消除移動相離子的幹擾。
  1979年D.T.耶爾德、J.S.弗裏茨和G.施穆剋爾斯介紹了不用抑製柱的單柱法,從分離柱流出的液體直接進入檢測器,由於不需要特殊的抑製柱,並且可以使用常規的液相色譜儀器,所以單柱法發展最快。然而,新的抑製法的出現,例如填充中空纖維的抑製柱,使柱效得到改善,所以仍然得到廣泛的使用。
  原理 在離子交換樹脂上分離離子,實質上取决於樣品離子、移動相、離子交換官能團三者之間的關係。離子A和B進行交換,對一價離子用反應式(1)表示,對有不同價數電荷的離子用反應式(2)描述離子交換平衡:
  A□+B□□A□+B□ □(1)
  □A□+□B□□□A□+□B□ (2)下標s代表溶液相,r代表樹脂相。□和□代表電荷數。平衡常數(也叫選擇性係數)表示如下:
  □式中方括弧代表離子濃度。
  對已交換的離子A,重量分配係數□□為:
  □ (3)體積分配係數□□為:
  □□=□□×□式中□是樹脂床層的密度,單位為剋(幹樹脂)/毫升(樹脂床層體積)。
  色譜中常用的容量因子□□與分配係數有關,離子A的容量因子是柱中樹脂相中的量(不是濃度)被溶液相中的量除。根據上述定義,再結合式(3)得到:
  □ (4)
  式(4)表明,容量因子可根據分配係數來計算。在現代色譜中,根據被洗脫的離子保留體積 (□)或保留時間(□)來測定容量因子:
  □式中□0和□0分別是該柱的死體積和死時間。
  儀器裝置 分離柱 裝有離子交換樹脂,如陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂或螯合離子交換樹脂。為了減小擴散阻力,提高色譜分離效率,要使用均勻粒度的小球形樹脂。最常用的陽離子交換樹脂是在有機聚合物分子(如苯乙烯-二乙烯基苯共聚物)上連接磺酸基官能團(─SO□─)。最常用的陰離子交換劑是在有機聚合物分子上連接季銨官能團(─NH□)。這些都是常規高交換容量的離子交換樹脂,由於它們的傳質速度低,使柱效和分離速度都低。C.霍瓦特描述了一種薄膜陰離子交換樹脂,它是在苯乙烯-二乙烯基苯共聚物核心上沉澱一薄層陰離子交換樹脂,就象雞蛋有一薄層外皮那樣,離子交換反應衹在外皮上進行,因此縮短了擴散的路徑,所以離子交換速度高,傳質快,提高了柱效。同樣,在小顆粒多孔硅膠上塗一薄層離子交換材料也可得到相同類型的樹脂。螯合離子交換樹脂具有絡合某些金屬離子而同時排斥另一些金屬離子的能力,因此這種樹脂具有很高的選擇性。除了離子交換柱外,其他高效液相色譜柱也可用於分離離子。
  抑製柱和柱後衍生作用 常用的檢測器不僅能檢測樣品離子,而且也對移動相中的離子有響應,所以必須消除移動相離子的幹擾。在離子色譜中,消除(抑製)移動相