1975年，Small等人用電導(dǎo)檢測(cè)器地連續(xù)檢測(cè)柱流出物獲得成功，標(biāo)志著離子色譜法的誕生。經(jīng)過(guò)近三十年的發(fā)展，離子色譜法(IC)已經(jīng)成為分析離子性物質(zhì)的常用方法。我國(guó)diyi代離子色譜儀于1983年6月通過(guò)了專(zhuān)家鑒定。離子色譜儀與一般的液相色譜儀一樣，由輸液系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成。本文主要介紹離子色譜儀分類(lèi)、離子色譜儀的原理、離子色譜儀硬件、離子色譜儀的用途幾方面的現(xiàn)狀和Zxin進(jìn)展。

一、離子色譜儀的分類(lèi)

離子色譜是GX液相色譜的一種，是分析陰陽(yáng)離子的一種液相色譜方法，該方法具有選擇性好、靈敏、快速、簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，并且可以同時(shí)測(cè)定多種組分。通常情況下，離子色譜可以分為三種類(lèi)型：離子交換色譜、離子排斥色譜、離子對(duì)色譜。

離子交換色譜:

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

離子排斥色譜:

離子排斥色譜基于Donnan排隊(duì)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(lèi)、醛類(lèi)、氨基酸和糖類(lèi)的分離。

離子對(duì)色譜:

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

二、離子色譜儀的種類(lèi)

1、按分離目的可分：

實(shí)驗(yàn)室離子分析色譜儀和工業(yè)離子分析色譜儀。

2、按固定相性質(zhì)可分：

鍵合固定相離子分析色譜儀和硅膠固定相離子分析色譜儀等。

3、按分離對(duì)象的荷電性質(zhì)可分：

陰離子分析色譜儀和陽(yáng)離子分析色譜儀。

4、按分離對(duì)象的離子屬性可分：

無(wú)機(jī)離子分析色譜儀和有機(jī)離子分析色譜儀。

5、按分離特征可分：

高選擇性離子分析色譜儀、高靈敏度離子分析色譜儀和高分辨率離子分析色譜儀。

6、按分離規(guī)?？煞郑?/span>

微型離子分析色譜儀、小型離子分析色譜儀和大型離子分析色譜儀。

三、離子色譜儀的原理

下面我們以離子交換色譜為例簡(jiǎn)單介紹一下離子色譜的原理。

樣品離子和固定相基團(tuán)之間存在著相互作用，對(duì)于不同的樣品離子，這種作用的大小是不同的。因此在隨流動(dòng)相通過(guò)色譜柱的過(guò)程中，作用力強(qiáng)的樣品離子保留時(shí)間要比作用力弱的離子長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，就可以實(shí)現(xiàn)樣品的分離。以陰離子的分離為例說(shuō)明一下離子色譜的分離過(guò)程。

在色譜柱中，填充了無(wú)數(shù)的離子交換劑作為離子分離的固定相，固定相上吸附了很多陽(yáng)離子。充滿(mǎn)色譜柱的流動(dòng)相為某種鹽的溶液，在沒(méi)有樣品進(jìn)入時(shí)，流動(dòng)相中的陰離子和固定相的陽(yáng)離子保持平衡。樣品中含有兩種待分離陰離子，基中體積較大的A與固定相的正電荷作用力較大，而體積較小的B作用力小。

在樣品進(jìn)入色譜柱后，陰離子A、B與流動(dòng)相陰離子一同前進(jìn)，三種離子不斷的交替占據(jù)與固定相陽(yáng)離子相吸的位置;樣品陰離子A與正電荷的作用力較大因而移動(dòng)較慢，而B(niǎo)移動(dòng)較快，從而實(shí)現(xiàn)了分離。Z終，因?yàn)榱鲃?dòng)相陰離子的數(shù)量有優(yōu)勢(shì)，所以樣品陰離子A、B都分流出色譜柱，對(duì)在不同時(shí)間流出色譜柱，對(duì)在不同時(shí)間流出色譜柱的樣品離子進(jìn)行檢測(cè)，就可以知道樣品組分的種類(lèi)與含量。

四、離子色譜儀的構(gòu)成

離子色譜儀的典型結(jié)構(gòu)由輸液泵、進(jìn)樣閥、色譜柱、YZ柱、檢測(cè)器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成?！　?/p>

輸液泵

雙頭往復(fù)泵是非常常用的一種輸液泵，它由電機(jī)帶動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)柱塞桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)，吸入排出流動(dòng)相。兩個(gè)柱塞桿的移動(dòng)有一個(gè)時(shí)間差，正好補(bǔ)償流動(dòng)相輸出的脈沖，因而流速相當(dāng)平穩(wěn)。

進(jìn)樣閥　

常用的進(jìn)樣方法是六通閥進(jìn)樣，這種方法進(jìn)樣量的可變范圍大，耐高壓，而且易于自動(dòng)化。

色譜柱　

分離系統(tǒng)的主要元件是色譜柱，它是色譜分離過(guò)程中存放固定相的場(chǎng)所。離子色譜儀的柱填料是離子色譜儀研究的熱點(diǎn)，是離子色譜儀發(fā)展的主要推動(dòng)力，發(fā)展很快。

離子檢測(cè)器

離子檢測(cè)器分為兩大類(lèi)，即電化學(xué)檢測(cè)器和光學(xué)檢測(cè)器，電化學(xué)檢測(cè)器包括電導(dǎo)、直流安培、脈沖安培和積分安培等，而光學(xué)檢測(cè)器包括紫外、或見(jiàn)光和熒光檢測(cè)器。其中電導(dǎo)檢測(cè)器是離子色譜Z重要的檢測(cè)器，現(xiàn)簡(jiǎn)單介紹如下。

所有的離子化合物(有機(jī)離子、無(wú)機(jī)離子、強(qiáng)酸和強(qiáng)堿)以及可被解離的化合物(弱酸和弱堿)的水溶液都能夠?qū)щ?。電?dǎo)檢測(cè)器就是以離子色譜流動(dòng)相中導(dǎo)電的變化作為定量的依據(jù)的。電導(dǎo)檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、檢測(cè)池在兩個(gè)電極中間，當(dāng)在電極上加上電壓時(shí)，栓測(cè)池內(nèi)溶液中的離子就會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電流的測(cè)量就可以知道溶液中離子的濃度。而如果流動(dòng)相的導(dǎo)電性很高，而樣品的導(dǎo)電性較低，那么電導(dǎo)檢測(cè)器就不會(huì)有效的檢測(cè)出樣品離子的濃度。

YZ柱

因此，人們?cè)谏V柱和電導(dǎo)檢測(cè)器之間加上了一個(gè)YZ柱，它可以改變流動(dòng)相和樣品的導(dǎo)電性，從而使樣品離子得到靈敏的檢測(cè)。就用和發(fā)展經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，離子色譜已經(jīng)在生產(chǎn)生活的各種領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。

五、離子色譜儀的用途

離子色譜儀主要是利用離子交換來(lái)進(jìn)行分離的，其主要是用于環(huán)境樣品的分析和檢測(cè)，如：地面水、雨水、生活污水和工業(yè)廢水等，通過(guò)利用離子色譜儀，能夠準(zhǔn)確的檢測(cè)出樣品中的陰、陽(yáng)離子，從而對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，來(lái)了解樣品中是否含有危害人們身體健康的物質(zhì)。同時(shí)，隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的不斷進(jìn)步，離子色譜儀也開(kāi)始應(yīng)用于微電子工業(yè)廢水和試劑雜質(zhì)的檢測(cè)和分析，為電子產(chǎn)品的質(zhì)量把關(guān)，也作為高新的技術(shù)手段，受到國(guó)內(nèi)許多廠家的青睞。

據(jù)了解，目前，離子色譜儀不僅使用于以上領(lǐng)域，還在食品、衛(wèi)生和石油化工等方面發(fā)揮了不可替代的作用。在離子色譜儀的檢測(cè)數(shù)據(jù)中：常見(jiàn)的離子有：

陰離子：F-, Cl-, Br-, NO2-, PO43-, NO3-, SO42-，甲酸，乙酸，草酸等。

陽(yáng)離子：Li+, Na+, NH4+, K+, Ca2+, Mg2+, Cu2+, Zn2+, Fe2+, Fe3+等。

作為專(zhuān)業(yè)檢測(cè)離子的儀器，離子色譜儀在陰離子分離方面，較其他的儀器更有優(yōu)勢(shì)，只要將樣品注入到離子色譜儀內(nèi)，20min左右，通過(guò)離子色譜儀檢測(cè)和分析，能夠準(zhǔn)確的得到7個(gè)常見(jiàn)離子的測(cè)定結(jié)果。

六、離子色譜儀的應(yīng)用領(lǐng)域

1.環(huán)境分析　

離子色譜在其產(chǎn)生初期Z重要的應(yīng)用便是環(huán)境樣品的分析，其應(yīng)用對(duì)象主要是環(huán)境樣品中各種陰、陽(yáng)離子的定性、定量分析。作為一種快速準(zhǔn)確而有效果分析方法，離子色譜儀廣泛應(yīng)用于微電子、電力工業(yè)中高純水、高純?cè)噭┖哿侩s質(zhì)的分析。

2.食品飲料分析　　

與傳統(tǒng)的分析方法相比，離子色譜法的突出優(yōu)點(diǎn)是多組分同時(shí)進(jìn)行分析，樣品處理簡(jiǎn)單，因此成為食品和飲料中陰陽(yáng)離子、有機(jī)酸、胺和糖類(lèi)分析的較好方法。

3.聯(lián)用技術(shù)　　

離子色譜聯(lián)用技術(shù)是離子色譜發(fā)展的一個(gè)方向。聯(lián)用技術(shù)的發(fā)展，使得離子色譜分析技術(shù)的應(yīng)用范圍和檢測(cè)靈敏度有了很大的提高，關(guān)于離子色譜--原子吸收(發(fā)射)光譜、離子色譜--電感耦合等離子體、離子色--質(zhì)譜的聯(lián)用已有不少報(bào)道。

離子色譜儀經(jīng)過(guò)近30年的發(fā)展，已成為一種比較成熟的分析技術(shù)。但隨著新材料、新技術(shù)的出現(xiàn)，離子色譜仍會(huì)有很大的發(fā)展空間。離子色譜儀將向一體化、小型化、便攜化方向發(fā)展。新的固定相將會(huì)不斷出現(xiàn)，例如：具有陰離子和陽(yáng)離子交換功能的混合色譜柱，及壽命長(zhǎng)、抗污染能力強(qiáng)的色譜柱等。新的檢測(cè)手段將擴(kuò)展離子色譜儀的應(yīng)用范圍。