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離子色譜知識及實驗室用水小常識

發布日期：2024-03-18

核心提示：離子色譜 (Ion Chromatography)是高效液相色譜（HPLC）的一種，是分析陰離子和陽離子的一種液相色譜方法。離子色譜法在上世紀70年

離子色譜 (Ion Chromatography)是高效液相色譜（HPLC）的一種，是分析陰離子和陽離子的一種液相色譜方法。

離子色譜法在上世紀70年代逐步發展起來的一種微量離子分析技術，在分析測定陰、陽離子、離子型化合物方面具有靈敏、快速、準確度高、選擇多樣等優點，獲得很多研究人員及技術人員的青睞，隨后離子色譜儀被廣泛應用于環境監測、石油化工、農藥、食品生產等行業。跟小析姐一起來看看離子色譜的那些知識點吧。

什么是離子色譜？

離子色譜（Ion Chromatography）是高效液相色譜（HPLC）的一種，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:化學分析常用的一種分離技術l離子型物質:在水溶液中電離,具有+或一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%。

離子色譜的原理

在色譜分離過程中,樣品中的離子與流動相中對應離子進行交換,在一個短的時間,樣品離子會附著在固定相中的固定電荷上。由于各種樣品待測離子和固定相樹脂間的親和力不同,吸附在固定相上的離子和流動相的離子發生競爭交換反應,各種離子按先后順序被洗脫出來。

離子色譜的類型

1.離子交換色譜

高效離子交換色譜應用離子交換的原理，采用低交換容量的離子交換樹脂來分離離子，它在離子色譜中應用最廣泛，其主要填料類型為有機離子交換樹脂，主要用于有機和無機陰、陽離子的分離。

2.離子對色譜

離子對色譜的固定相為疏水型的中性填料，用于陰離子分離的對離子是烷基胺類，如氫氧化四丁基銨、氫氧化十六烷基三甲烷等；用于陽離子分離的對離子是烷基磺酸類，如己烷磺酸鈉、庚烷磺酸鈉等。主要用于表面活性劑，金屬絡合物和脂肪族季銨鹽離子的分離。

3.離子排斥色譜

離子排斥色譜主要根據Donnon膜排斥效應：電離組分受排斥不被保存，而弱酸則有一定保存的原理制成。采用高交換容量的磺化H型陽離子交換樹脂為填料，主要用于分離有機酸以及無機含氧酸根，如硼酸根、碳酸根和硫酸根、有機酸等。

離子交換色譜是離子色譜中最重要的分離方式。

離子色譜的優點

1.快速、方便

對7種常見陰離子(F-、Cl-、Br-、NO2-、NO3-、SO42-、PO43-)和6種常見陽離子(Li+、Na+ 、NH4+、K、Mg2+ 、Ca2+)的平均分析時間已分別小于8min。用高效快速分離柱對上述7種最重要的常見陰離子達基線分離只需3min。

2.靈敏度高

離子色譜分析的濃度范圍為低μg/L(1～10μg/L)至數百mg/L。直接進樣(25μL)，電導檢測，對常見陰離子的檢出限小于10μg/L。

3.選擇性好

IC法分析無機和有機陰、陽離子的選擇性可通過選擇恰當的分離方式、分離柱和監測方法來達到。與HPLC相比，IC中固定相對選擇性的影響較大。

4.可同時分析多種離子化合物

與光度法、原子吸收法相比，IC的主要優點是可同時檢測樣品中的多種成分。只需很短的時間就可得到陰、陽離子以及樣品組成的全部信息。

5.分離柱的穩定性好、容量高

與HPLC中所用的硅膠填料不同，IC柱填料的高pH值穩定性允許用強酸或強堿作淋洗液，有利于擴大應用范圍。

離子色譜的應用

離子色譜由于其自身,快速、靈敏度高、選擇性好、可同時測定多組分的優點已經成為繼液相、氣相之后的第三大色譜技術。

a)環境檢測中水質中痕量陰、陽離子的分析

b)分析有機離子如有機酸等

c)采用安培檢測可以分析糖類、氨基酸和抗生素

d)采用柱后衍生可以分析重金屬和過渡金屬元素

離子色譜被廣泛的應用于環境、電子、能源、食品飲料、化工、制藥、生命科學等領域,具有不可替代的地位

隨著技術的發展，實驗室各類儀器越來越精密，對于測試過程中使用的試劑、水的要求也越來越高。尤其是在實驗過程中無處不用的實驗室用水，更是重要。那么，關于實驗室用水小常識，你知道多少呢？

1

蒸餾水（Distilled Water）

蒸餾水是實驗室最常用的一種純水。蒸餾水能夠去除自來水里大部分的污染物，但是無法去除揮發性的雜質，如二氧化硅、氨、二氧化碳、以及一些有機物。
新鮮的蒸餾水是無菌的，但經過儲存后細菌易繁殖，因此建議不要長時間存放。

另外，儲存蒸餾水的容器也很講究，需要盡量選擇非惰性物質制造的容器，不然，容器中的離子和塑形物質會析出造成蒸餾水的二次污染，無法使用。

在早期實驗室中，由于蒸餾水制備方便，因而應用比較廣泛。但是蒸餾水設備雖然設備便宜，但極其耗能，費水并且制水速度慢，近年來實驗室應用逐漸減少。

2

去離子水（Deionized Water）

去離子水是使用離子交換樹脂去除水中的陰離子和陽離子而得到的。去離子水中還是存在可溶性的有機物，可以污染離子交換柱從而降低其功效，影響水質。

如同蒸餾水一樣，去離子水存放后也容易引起細菌的繁殖，因此要現取先用，減少儲存時間。

3

反滲透水（Reverse osmosis Water）

反滲透水是目前實驗室應用越來越廣泛的一種實驗室用水。反滲透水的生成原理是水分子在壓力的作用下，通過反滲透膜制出純水，水中的雜質被反滲透膜截留排出。反滲透水的生產過程耗能低，產水快，安全，純物理過程，無化學反應。因此，這種經濟、實用、安全、高效的制水方式現在被越來越的實驗室所應用。

反滲透水可以有效的去除水中的溶解鹽、病毒、細菌、膠體，細菌內毒素和大部分有機物等雜質，克服了蒸餾水和去離子水的許多缺點，好的反滲透膜的脫鹽率可以達到約99%，但不同廠家生產的反滲透膜對反滲水的質量影響很大。

反滲透水因為其純度高，很容易遭受空氣的二次污染，因為儲存要求較高，盡量不要長時間在空氣中暴露儲存。

4

超純水（Ultra-pure grade water）

超純水的標準是水的電阻率為18.2MΩ.cm（25℃）（請注意，我們所說的水的情況都是在25度的理想環境下）。
超純水除了水，離子含量接近無，是一種強氧化劑，極容易被空氣二次污染，即使儲存，電阻率也下降的很快。因為，在實驗室里，為保證實驗的準確性，我們建議超純水現取現用。

超純水在TOC、細菌、內毒素等指標方面因為各種實驗的要求而并不相同，因此，需要根據實驗的要求來確定，超純水的相關標準。

以下介紹幾種評價超純水水質的常用指標：

A、電阻率（electrical resistivity），超純水電阻率的單位為MΩ/cm（25℃），是衡量實驗室用水導電性能的指標。
超純水的電阻率隨著水內無機離子的減少而電阻加大，電阻率與電導率成倒數關系。
實驗室超純水的標準：水的電阻率為18.25MΩ.cm（25℃）。
B、TOC總有機碳（Total Organic Carbon），TOC是超純水中碳的的濃度，單位為ppm或ppb，能夠反映水中氧化的有機化合物的含量，對一些有機物實驗影響較大。

C、內毒素（Endotoxin），內毒素又稱之為“熱原”，主要是革蘭氏陰性細菌的脂多糖細胞壁碎片，其單位CFU/EU，去除內毒素的超純水主要應用在生命科學方面。

編輯：songjiajie2010

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