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离子交换色谱对物质分离

 我们很早就知道离子交换色谱可以对许多物质进行分离,如阳离子交换树脂可以分离阳离子,而阴离子交换树脂可以分离阴离子。离子交换色谱是高效液相色谱分离的一种方法,但传统的高效液相色谱分析方法主要采用紫外及可见光检测器,大多数有机化合物有足够的共轭双键具备一定的紫外吸收,因此高效液相色谱可以对大多数有机化合物进行分析。对于大多数无机离子,虽然可以用离子交换色谱分离,但是由于没有紫外吸收和合适的检测手段,使之无法用高效液相色谱( HPLC)进行分析。

能否采用电导作为色谱检测的工具呢?以前也有人进行了大量的尝试,但问题尚未得到最后解决,传统的水溶液中阴离子和阳离子的定性和定量分析往往对不同离子需要采用不同的方法,而样品基体对测定会产生干扰影响测定,因此痕量的性质相似的离子测定往往是十分困难的,在分离离子态物质时,可以采用离子交换树脂,例如用树脂去除离子态的不纯,将其浓缩成一种或多种物质并催化化学反应,和分离不同离子对于离子的分离有大量的离子交换,树脂分离方案但却没有出现相关的商品化仪器,仪器在线的检测器可以提供快速重复性的分析,这在离子色谱诞生前就已经出现,而液相色谱中采用的检测器对离子色谱却不太适合,如光度检测器是高效液相色谱中最常用的检测器,它可以测定在一定波长有吸收的物质,而采用的淋洗液必须是在此波长下没有任何吸收,但大多数常见离子只有在低波长条件下才能吸收。

将这些物质转化为有光度吸收的物质需要一定的试剂反应条件和特定的分析波长,这方面典型的例子就是氨基酸分析采用茚三酮( ninhydrin)和邻苯二醛(o-phth-aldehyde)发色后进行吸光。光度或荧光检测折光指数检测器难以对痕量离子进行高灵敏的检测,而电化学检测需要离子态物质具有易氧化或还原性质,它只有在特定的情况下才可以采用。由于在溶液中不同离子都不同程度地表现出一定的电导,所以离子色谱通用检测器可以电导检测器为基础,但关键问题是不仅被测离子具有电导,而且一般淋洗液本身是一种电离物质具有很强的电离度,因此采用电导检测时被测离子的电导会被湮没在淋洗液电导之中,以致无法对低含量被测离子进行检测。

由于H. Small等人研制的抑制型离子色谱仪是专利产品,只有Dionex公司可以生产和销售,人们设想采用其他途径研制离子色谱仪,这其中最为成功的是在美国艾奥瓦州立大学JSFritz等人提出非抑制型离子色谱,即采用低交换容量的离子交换树脂制成色谱柱,采用弱酸及其盐类作为淋洗液对不同离子进行淋洗,在控制一定pH值的条件下背景电导比较低,可以不加抑制器直接电导检测,该方法称为非抑制电导离子色谱。由于非抑制型离子色谱只采用了分离柱,人们通常称之为单柱型离子色谱,而对应的称为抑制型离子色谱由于采用分离柱和抑制器又称为双柱型离子色谱。

20世纪80年代初,离子色谱已经广泛地被人们所认同接受,离子色谱的销售量每年以15%以上的速度递增,美国化学文摘及英国的分析化学文摘专门将离子色谱分成独立的一类,而Journal of Chromatography Science每年在介绍色谱仪器时,将其分为液相色谱、气相色谱、离子色谱和毛细管电泳四大类型。国际上每年都召开国际离子色谱学术会议,至今已经召开了14届,而国内目前也每两年召开一次全国性离子色谱会议和一些区域性的离子色谱协作会议,由此可见离子色谱学科以飞快的速度向前发展。

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作者:/发布日期:2012/6/11 8:47:00
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