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带你了解离子色谱的基础知识和发展

发布时间:2022-05-18

           
  经过几十年的快速发展,离子色谱以其独特的优势逐渐成为离子物质、有机酸和糖类分析的常用方法。随着科技的不断发展离子色谱相关技术的不断完善,离子色谱在环境、食品、制药、生物医学等领域的应用前景广阔。为我们的健康生活提供有力保障。今天小编就从离子色谱的原理、优势、应用领域带大家走进离子色谱的知识海洋。~


  离子色谱原理

  众所周知的色谱技术是利用待分离混合物中物理化学性质的差异,使各组分不同程度地分布在固定相和流动相中。由于各组分随流动相以不同的速度前进,可以有效地分离各组分(俗称“过柱”)。离子色谱作为一种特殊的高效液相色谱,也是基于物理分离的方法。

  离子色谱可分为离子交换色谱、离子排斥色谱和离子对色谱三种,其中离子交换色谱(即高效离子交换色谱)应用最为广泛。离子交换色谱柱的主要填料类型是有机离子交换树脂。以填料苯乙烯和二乙烯苯的交联共聚物为骨架,在苯环上引入磺酸基形成强酸性阳离子交换树脂,或者引入叔胺基形成季胺型强碱性阴离子交换树脂。交换树脂具有大孔、薄壳或多孔表层的物理结构,从而快速达到交换平衡。离子交换树脂的优点是耐酸碱,可在任何pH范围内使用,易再生,使用寿命长。缺点是机械强度差,易溶解膨胀,受有机物污染。

  以离子交换树脂为固定相的离子色谱,通常以酸性或碱性水溶液为流动相,根据不同待测离子与固定相的离子交换容量的差异,最终实现分离。每个待测组分与离子交换剂之间的亲和力与离子半径、电荷和离子的存在形式有关。亲和力越大,分析物在固定相中的保留时间越长。

  随着仪器的不断更替,不可溶和不可电离的物质也可以通过预处理(如燃烧、高温水解、化学转化和溶解等)转化为可检测的形式(离子态)。


  离子色谱的优势

  1.多种离子的同时分析

  离子色谱法可以单独测定某一种离子,分析方法简单快捷。此外,离子色谱可以一次进样,分析多种离子,无需单独操作。目前,一些离子色谱柱技术已经实现了一次进样,同时分析30多种离子,短时间内即可获得阴离子、阳离子和样品组成的全部信息。


  2.良好的数据再现性。

  这可以说是所有自动化分析仪器的特点。传统的方法,如滴定,根据操作者的水平和能力有不同的结果。而现在的仪器自动化程度很高,只需将样品注入设备中,分离、检测、报告的过程就可以自动完成。不同的运算符不影响结果。3.快捷方便

  离子色谱可用于在半小时内分离七种标准阴离子(亚硝酸根、硝酸根、硫酸根、磷酸根、氟化物、氯化物和溴化物)和六种阳离子(锂、钠、铵、钾、镁和钙)。如果使用高效快速的色谱柱,速度会更快,10分钟内就可以完成,可以大大缩短人工操作时间。


  4.不同形态和价态离子的分离

  这就是离子色谱的突出优势,可以分离不同形态和价态的离子。比如亚硝酸盐和硝酸盐的分离,传统的分光光度法,因为亚硝酸盐和硝酸盐的吸收值非常接近,不能很好的分离。离子色谱法可以很好地分离亚硝酸盐和硝酸盐。


  5:高灵敏度

  离子色谱法灵敏度高,分析浓度范围通常较低g/L  ~ mg/L,一般能达到g/L的水平,如果能通过增加样品体积、使用小孔柱或在线浓缩来提高灵敏度,检出限会更低,甚至达到ng/L。


  应用领域


  1.环保产业

  在环保行业,离子色谱广泛应用于水质分析、空气污染物分析、土壤和生物污染分析以及化石燃料分析。用离子色谱法可以测定水质标准样品中的各种无机阴离子和有机酸,如钾离子、钠离子、锂离子、钙离子等。

  同时,国家出台的一些政策也规定要用离子色谱法测定相关离子。比如HJ812-2016测定水质中可溶性阳离子,HJ84-2016测定水质中无机阴离子,HJ799-2016测定环境空气颗粒物中水溶性阳离子,HJ800-2016测定环境空气颗粒物中水溶性阴离子。


  2.食物

  离子色谱仪广泛应用于食品检测,如硝酸盐和亚硝酸盐的检测。硝酸盐和亚硝酸盐作为食品添加剂目前是不可替代的,因此有必要对其在食品中的残留进行检测。针对硝酸盐的测定,国际上普遍采用镉柱还原法和分光光度法,这些方法往往复杂、费时、费力。如果使用离子色谱法,可以大大提高检测速度和灵敏度,并且可以简化样品预处理程序。

  同样,我国对需要用离子色谱法检测的食品污染物和添加剂也做出了明确的规定,如GB  2762-2017《食品安全国家标准》中食品中污染物的限量,GB  5009.33-2016《食品安全国家标准》中食品中亚硝酸盐和硝酸盐的测定。

  除了上述的领域,农业上的农药、化肥、土壤的分析,生物医学上的人体内的血、尿、微量元素,材料上的金属材料、半导体材料,日用化学品中的化妆品、洗涤剂、去污剂的成分分析等。还需要用离子色谱法,高效准确。为了帮助你更好的学习关于离子色谱的知识,仪器课程邀请了离子色谱领域的专家和圣翰的高级工程师开发了关于离子色谱的课程,快速跟随行业专家的知识海洋。

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