摘要：離子色譜儀器實(shí)際上是一種能夠有效地分離檢修離子的分析設(shè)備，其在各個(gè)領(lǐng)域都得到廣泛地運(yùn)用。文章闡述了離子色譜儀器的基本原理，分析了使用離子色譜儀器的條件，探討了在離子色譜儀器使用中常見的問題以及日常維護(hù)方法。

關(guān)鍵詞：離子色譜儀器；故障排除；儀器維護(hù)；固定相；淋洗液 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TH833 文章編號(hào)：1009-2374（2017）11-0114-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.058

1 離子色譜儀器原理

離子色譜儀器主要是借助混合物的成分中兩相間分配系數(shù)之間的差異，如果溶質(zhì)在兩相間出現(xiàn)相對(duì)的波動(dòng)時(shí)，各個(gè)組成就會(huì)在兩相間出現(xiàn)多次的分配，最后使得各組分完成了分離。完成分離的組分通過淋洗液的助推會(huì)經(jīng)過抑制器，進(jìn)而能夠減小淋洗液的基底電阻，提高測(cè)離子間電導(dǎo)的響應(yīng)值。最后可以根據(jù)電導(dǎo)檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)還要繪制出各個(gè)離子的色譜圖，并將保留時(shí)間作為定性，要將峰高、峰面積作為定量，進(jìn)而有效地、準(zhǔn)確地測(cè)出離子含量。離子色譜實(shí)際上是屬于液相色譜一類，而且離子色譜法的形成基于多種分離機(jī)能，主要就是以下三種：（1）高效離子交換色譜法；（2）高效離子排斥色譜；（3）流動(dòng)相離子色譜法。

在現(xiàn)實(shí)生活中經(jīng)常會(huì)用到的分離方式是高效離子交換色譜法，而在進(jìn)行色譜分離期間，選取的樣品中存在離子與流動(dòng)相中存在的對(duì)應(yīng)離子之間會(huì)出現(xiàn)交換，同時(shí)在一定的時(shí)間段內(nèi)，選取的樣品離子會(huì)依附在特定相中特定的電荷上。因?yàn)檫x取的樣品離子會(huì)對(duì)特定相親和力的差異，有很大可能促使樣品中存在多種組分出現(xiàn)分離。

2 離子色譜分析條件的選擇

2.1 固定相的選擇

在進(jìn)行測(cè)定實(shí)驗(yàn)之前，必須要先掌握樣本化合物的分子結(jié)構(gòu)、分子的性質(zhì)、樣品的特點(diǎn)等方面情況，其中涉及到的水合能高、疏水性弱的離子，盡可能地使用高效離子交換方式；而存在的水合能低、疏水性強(qiáng)的離子，盡可能地使用親水性比較強(qiáng)的離子交換柱；而對(duì)于具有一定疏水性、比較突出水合能1～7pKa的離子來說，盡可能地選用高效離子排斥法；還存在一些離子，譬如氨基酸、生物堿和過渡金屬等離子，不僅可以使用陰離子進(jìn)行交換分離，還能夠使用陽離子進(jìn)行交換分離。就分類來說，陰離子分析柱主要有兩種：一種是碳酸鹽選擇性陰離子交換柱；另一種是氫氧根離子交

換柱。

2.2 淋洗液的選擇

2.2.1 就淋洗離子的類別、含量及流速等方面來說，其中陰離子色譜最常見的淋洗液是根據(jù)其洗脫能力的強(qiáng)度進(jìn)行劃分的，譬如由強(qiáng)到弱排序有碳酸鹽、碳酸氫根、氫氧根、硼酸、四硼酸鈉，還能夠按照被洗脫離子保留性強(qiáng)度來進(jìn)行選取。離子保留性的強(qiáng)度會(huì)受多方面因素的影響，譬如離子的價(jià)態(tài)、離子半徑、極化度等方面；離子的價(jià)態(tài)越高，離子的保留性也隨之越強(qiáng)；離子半徑越大，離子的保留性也會(huì)隨之越強(qiáng)；極化度越大，離子的保留性也會(huì)隨之越強(qiáng)。而對(duì)于同一類型的淋洗液，其濃度越大，就表明其洗脫能力是越強(qiáng)的。除此之外，如果提升淋洗液的流速能夠有效地減少保留時(shí)間，不過在操作過程中要注意分離度、柱子能夠承受的最大壓力。

2.2.2 就淋洗液的pH值方面來說，淋洗液的pH值越高，氫氧根濃度就會(huì)隨之提升，而大多數(shù)情況被測(cè)離子保留時(shí)間會(huì)出現(xiàn)縮短；而就弱酸、多元酸方面來說，淋洗液pH值會(huì)提高，電離也會(huì)隨之增加，但是其保留時(shí)間會(huì)出現(xiàn)延長(zhǎng)，譬如磷酸根。

2.2.3 就改進(jìn)劑產(chǎn)生的作用來說，運(yùn)用改進(jìn)劑能夠縮短保留時(shí)間，同時(shí)會(huì)對(duì)疏水性的離子產(chǎn)生特別大的作用，能夠提高樣品的溶解度，能夠完善疏水性、極化離子的色譜峰形，還能夠?qū)в形廴镜纳V柱進(jìn)行有效的清潔。

3 離子色譜儀器使用中常見的問題以及其解決方法

3.1 故障現(xiàn)象：電導(dǎo)值偏高

存在一些離子色譜儀器如果很長(zhǎng)一段時(shí)間沒有使用，當(dāng)再次使用時(shí)就會(huì)出現(xiàn)較高的電導(dǎo)值，導(dǎo)致離子色譜儀器很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)無法保持平衡。而造成這一問題的原因有兩個(gè)：

3.1.1 在淋洗液基體中存在比較高電導(dǎo)的物質(zhì)。如果出現(xiàn)水處理不當(dāng)、選取藥品不純、混入其他鹽類等情況時(shí)，這些問題通過抑制器進(jìn)行抑制后，會(huì)變成對(duì)應(yīng)的高電導(dǎo)值的酸。當(dāng)淋洗液中含有Cl-時(shí)，經(jīng)過抑制器會(huì)被抑制成為對(duì)應(yīng)的HCl，最后導(dǎo)致電導(dǎo)值過高。對(duì)這一問題的解決：可以將水再次進(jìn)行處理、選用純度足夠的藥品、選用適合的淋洗液。

3.1.2 由于色譜柱中吸附了大量比較高的電導(dǎo)物質(zhì)造成的。對(duì)這一狀況的解決方法：可以先選用去離子水進(jìn)行10～15分鐘的沖洗，再選用不加抑制電流的淋洗液進(jìn)行10～15分鐘的沖洗，最后再選用去離子水進(jìn)行二次沖洗。這樣反復(fù)地進(jìn)行沖洗幾次，如果有必要的話也可以選用0.1～0.2MNa2CO2溶液進(jìn)行沖洗，再運(yùn)用去離子水進(jìn)行沖洗，最后再選用淋洗液進(jìn)行平衡，進(jìn)而能夠降低電導(dǎo)值。

3.2 故障現(xiàn)象：壓力偏低或沒有流動(dòng)相流出，壓力指示為零

3.2.1 由于恒流泵泵內(nèi)存在大量的氣體。對(duì)這一問題的解決：首先將泄壓閥打開，目的是能夠讓泵保持在每分鐘至少5毫升的流量下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，要將全部的氣泡排完，或者是選用50毫升的注射器放置在泵出口處幫助抽出其內(nèi)存在的氣體。

3.2.2 系統(tǒng)出現(xiàn)了漏液情況。在其接頭部位出現(xiàn)了松動(dòng)、過緊、磨損、被污染、不匹配等情況而導(dǎo)致泄漏問題的出現(xiàn)。對(duì)這一狀況的解決方法：一般是采用擰緊接頭、更換管路等方式，處理出現(xiàn)的漏液?jiǎn)栴}。但是在處理過程中必須要關(guān)注的問題是會(huì)出現(xiàn)過于擰緊接頭，這種情況會(huì)造成金屬接頭處的漏液、擔(dān)料接頭處出現(xiàn)了磨損。當(dāng)采用適當(dāng)?shù)臄Q緊接頭還是無法有效地處理漏液的問題，那就需要將接頭拆下，檢查是否出現(xiàn)了損壞，如果出現(xiàn)損壞，就需要及時(shí)更換新的接頭。

3.3 故障現(xiàn)象：基線漂移過大

3.3.1 由于柱溫的波動(dòng)，即便是不明顯的溫度變化都會(huì)導(dǎo)致基線出現(xiàn)的波動(dòng)。對(duì)這一狀況的解決方法：盡可能地維持室內(nèi)溫度穩(wěn)定，可以通過恒溫裝置進(jìn)行測(cè)量，有效地保持柱溫穩(wěn)定。

3.3.2 由于流動(dòng)相配比出現(xiàn)不當(dāng)、流速產(chǎn)生了變化所導(dǎo)致的。因?yàn)榱鲃?dòng)相條件發(fā)生變化時(shí)會(huì)導(dǎo)致基線出現(xiàn)漂移，大于溫度的變化而導(dǎo)致基線出現(xiàn)漂移。對(duì)這一狀況的解決方法：可以定期地對(duì)流動(dòng)相組成、流速進(jìn)行仔細(xì)的檢查。

3.4 故障現(xiàn)象：離子分離度不好

3.4.1 由于淋洗液濃度選取的不適當(dāng)導(dǎo)致的。對(duì)這一狀況的解決方法：選取適當(dāng)淋洗液的濃度、Na2CO3與NaHCO3的配比。譬如：NO3-與SO42-重疊就需要選取濃度較低的淋洗液。譬如：NO3-與SO42-之間的相距過大時(shí)，就需要選取較高濃度的淋洗液。

3.4.2 由于選取的樣品的濃度過高導(dǎo)致的。對(duì)這一狀況的解決方法：在不了解樣品的情況下，可以先對(duì)其稀釋100倍后，再對(duì)樣品進(jìn)行分析。

3.5 故障現(xiàn)象：分析重現(xiàn)性差

3.5.1 由于試劑、去離子水等的質(zhì)量較低導(dǎo)致的。如：諸多試劑中Cl-含量比較高，致使在分析低含量Cl-過程增大了分析的誤差值。對(duì)這一狀況的解決方法：盡量選擇最優(yōu)質(zhì)的純?cè)噭?，在必要情況下可以使用兩次去離子水。

3.5.2 由于淋洗液流量出現(xiàn)變化，從而流動(dòng)系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)滲漏。對(duì)這一狀況的解決方法：必須采取切實(shí)有效的方法對(duì)流動(dòng)系統(tǒng)的滲漏問題進(jìn)行解決。

3.5.3 由于樣品濃度超出或低于工作曲線范圍內(nèi)而導(dǎo)致的。對(duì)這一狀況的解決方法：要先將試樣進(jìn)行適當(dāng)?shù)南♂?，進(jìn)而促使被分析的離子濃度處在工作曲線范圍之內(nèi)。

4 離子色譜儀器的日常維護(hù)

至少每隔3天需要對(duì)離子色譜儀器進(jìn)行一次去離子水沖洗，每隔七天要進(jìn)行一次淋洗液沖洗。而對(duì)于離子色譜柱的維護(hù)來說，需要每運(yùn)用2個(gè)月后用每升0.2molNa2CO3溶液、含量1%酒石酸溶液進(jìn)行清洗，進(jìn)而能夠有效地維護(hù)色譜柱的性能。如果接下來長(zhǎng)時(shí)間不再使用色譜柱，就需要運(yùn)用含量3%的硼酸密封連同抑制器放置在低溫環(huán)境中進(jìn)行保存，而對(duì)于平流泵來說，可以使用去離子水對(duì)其進(jìn)行沖洗。

接觸到空氣的淋洗液不能夠隔天再次使用，要防止滋生細(xì)菌，進(jìn)而避免降低色譜柱的使用期限。要想實(shí)現(xiàn)色譜柱的使用期限得以延長(zhǎng)，就盡可能地不要對(duì)工業(yè)廢水等污染比較大的廢水進(jìn)行分析；如果必須使用時(shí)，就要事先對(duì)選取的樣品進(jìn)行嚴(yán)格的前期處理、預(yù)處理。在使用離子色譜儀器過程中，必須要注意防止氣體、重金屬離子、有機(jī)物等混入色譜柱當(dāng)中，有效地避免這些狀況對(duì)色譜柱的性能產(chǎn)生影響。

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作者簡(jiǎn)介：張昭，男，河北唐山人，供職于開灤（集團(tuán)）有限責(zé)任公司煤炭質(zhì)量檢測(cè)中心化驗(yàn)室，研究方向：設(shè)備管理。

（責(zé)任編輯：蔣建華）