離子排阻色譜

離子排阻色譜分離測定的是低電離度的分子而不是離子，分離在離子交換柱上實現。它的理論基礎是說明離子通過膜擴散的Donna平衡，其主要論點是離子交換劑上大體積不擴散離子可排斥同電荷小離子擴散進入該相。

由於陽離子和陰離子交換劑排阻離子，使快速通過色譜柱，無保留或保留值很小；而非離子性溶質被分布、保留並實現分離。其保留基於溶質分子與交換劑之間范德華力、偶極、疏水作用等。有機酸同系物保留值隨碳數增加；具相同碳數長鏈脂肪酸保留值隨羧基增加而降低；芳環衍生物比同碳數脂肪族化合物保留值要高

基本介紹

• 中文名：離子排阻色譜
• 外文名：Ion exclusion chromatography

簡介

排阻色譜又稱凝膠色譜或凝膠滲透色譜，是利用被分離物質分子量大小的不同和在填料上滲透程度的不同，以使組分分離。常用的填料有分子篩、葡聚糖凝膠、微孔聚合物、微孔矽膠或玻璃珠等，可根據載體和試樣的性質，選用水或有機溶劑為流動相。

如圖是用離子排阻色譜在強酸型陽離子交換固定相上以鹽酸淋洗分離羧酸色譜圖。

鹽酸淋洗分離羧酸色譜圖。

分析柱後接有銀離子的陽離子交換抑制柱，淋洗液中的氫離子被交換成銀離子，然後沉澱、除去淋洗液中氯離子以有利電導檢測。羧酸被抑制解離以非解離的分子態在色譜柱上保留。各種酸的分布常數主要與它們電離常數有關，亦還有其他因素起一定作用。離子排阻色譜已發現許多套用，如測定牛奶、咖啡、醬油、酒和其他產品中的酸性物質、胺基酸、糖類、酚類等。

選擇性產生原因

離子排阻色譜出現於50年代，現在又重新引起人們的注意。離子排阻色譜又叫作離子排阻分配色譜，離子節制分配色譜。由於Donnan電勢的存在，強酸陰離子受阻於陽離子交換樹脂之外，而低電離度弱酸分子能夠進入到樹脂內部，且通過溶質與樹脂功能團之間的極性相互作用和溶質與樹脂基體間的非極性相互作用為固定相所保留。因此，在離子排阻色譜中溶質保留的選擇性產生於：

1、溶質受阻程度的不同；

2、溶質與樹脂功能團間極性相互作用的差別；

3、溶質與樹脂基體間非極性相互作用的差別。

離子排阻色譜與離子交換色譜在裝置上沒有什麼區別。固定相是通常的磺化S—DVB陽離子交換樹脂。樹脂中二乙烯基苯的含量影響弱酸的保留，一般而言，交聯度越低，就有越多的電解質進入到樹脂內部，使弱酸的保留增強。 ·

水作為流動相。在分離弱酸陰離子時，為了抑制電離，將陰離子轉化為游離的分子，可以使用稀鹽酸作為流動相，使用酸化的流動相還使色譜峰變尖和改進峰的對稱性。當以一些鹽溶液，如硫酸銨溶液，作為洗脫液時，利用鹽析效應增加有機溶質的保留，這種方法又稱為鹽析色譜法。向流動相中加入有機改性劑能減小溶質在固定相上的吸附，常用的改性劑是乙醇和異丙醇等。

檢測器

離子色譜中主要套用電導檢測器、分光光度檢測器、螢光檢測器、折光率檢測器、電化學檢測器、原子吸收或發射檢測器。

電導檢測器

這是離子色譜法中使用最廣泛的檢測器。其作用原理是用兩個相對電極測量水溶液中離子型溶質的電導，由電導的變化測定洗脫液中溶質濃度。此檢測器的死體積小。如果採用抑制電導法，離子色譜體系通常可以獲得極低的背景電導，適於使用二極電導檢測器，其敏感度可達10^-9g/mL，線性動態範圍達10⁴；用單柱離子色譜體系，洗脫液背景電導常高達50μs/cm以上，極化效應嚴重，必須用五極式電導檢測器或精心設計的二電極式電導檢測器，其敏感度達10^-8g/mL，線性動態範圍為10³。

由於電導率的大小與離子運動速度有關，溫度升高將減少液體的粘度，加速離子的運動，其結果是使電導率增加。通常溫度每升高一度，電導率將增加2~2.5%。因此需採用絕熱恆溫措施，提高儀器對環境溫度變化的適應性。

紫外—可見光度檢測器

紫外—可見光度檢測器（以下簡稱光度檢測器）在離子色譜中的套用越來越受重視。這是由於它具有以下優點：

1、選擇性好。僅需變更入射光的波長，即可有選擇性地進行檢測。 ·

2、通用性好。除可以直接測定許多有吸收光譜的物質外，還可用間接光度法和柱後反應法分析許多不吸收紫外線或可見光的離子。

3、敏感度好。商品光度檢測器的噪聲水平可低至2X10^-5吸光度單位，其敏感度達10^-10g/ml，很容易進行ppb級濃度的離子分析。

4、線性動力學範圍達10⁵。

光度檢測器與電導檢測器比較，具有受溫度影響小的優點。光度檢測可用於直接或間接方式，或者與柱後反應器連線。在直接光度法中，檢測波長選擇在樣品離子可吸收而洗脫液不吸收的波長處。由於樣品離子常常沒有吸收，因此直接光度法受到限制。

電化學檢測器

電化學檢測器包括極譜、電流和電量方式。這是一種對某些離子具有很好選擇性以及低檢測限的檢測器。

套用

離子色譜法具有靈敏、快速、簡便易行的優點，已廣泛套用於化學、能源、環保、電子工業、食品、醫藥衛生、造紙、石油化學、紡織等領域中，完成了陰離子、陽離子、過渡金屬、有機酸、胺基酸和肽類等數百種離子和化合物的分析。以下重點敘述離子色譜法在醫藥研究中的套用。

製藥生產過程中需要高純水。採用離子色譜法能很快地檢測出一般離子性雜質的濃度。雖然當離子濃度低到一定限度時（NaCl 1ppb）電導率不再隨濃度變化，用其它方法分析各種ppb級的離子也是不可能的，但IC分析可以通過濃縮柱富集，能夠高精度地分析ppb級的離子。所謂濃縮柱法，是用裝有與分離柱內相同樹脂的短柱代替試樣室，使一定量的試樣水流過這種短柱富其中的離子，然後用洗脫液溶出，再用分離柱分離分析。