一文详解离子色谱仪(IC)的工作原理、操作流程及应用实例

离子色谱仪（IC，Ion Chromatography）是一种高效液相色谱方法，主要用于分析水溶液中的阴离子和阳离子。

一、工作原理

离子色谱仪的分离原理基于离子交换树脂上可离解的离子与流动相中具有相同电荷的溶质离子之间进行的可逆交换和分析物溶质对交换剂亲和力的差别而被分离，适用于亲水性阴、阳离子的分离，离子色谱仪的固定相是低交换容量的离子交换树脂，流动相为水溶液，在色谱分离过程中，样品中的离子与流动相中对应离子进行交换，根据离子交换剂与溶质离子的亲和力不同，实现离子的分离。

二、操作流程

1. 准备工作：选取合适的离子交换树脂柱，根据需要可以选择阴离子交换柱或阳离子交换柱，准备淋洗液，通常为碱性或酸性溶液。安装仪器，连接电源、气路和流动相瓶。

2. 样品处理：将待分析样品加入水中，搅拌均匀，稀释至适当浓度，可以通过预处理单元（如膜过滤器、浓缩器等）对样品进行预处理，以满足离子色谱仪的分析要求。

3. 进样：将处理后的样品进入离子色谱仪的进样器，进样器有多种类型，如手动进样器、自动进样器等。

4. 色谱分离：样品进入离子交换树脂柱，与淋洗液进行离子交换，不同离子在树脂柱中保留时间不同，从而实现分离。

5. 检测：使用电导检测器连续检测流出液的电导率变化，根据电导率变化确定离子的浓度。

6. 数据处理：记录检测数据，采用相关软件进行数据处理，绘制色谱图，分析离子的种类及浓度。

三、应用实例

1. 无机阴离子分析：如卤素及简单阴离子、酸根、阳离子的配阴离子等；例如，分析水体中的氯离子、硝酸盐等污染物。

2. 无机阳离子分析：如碱金属、碱土金属、过渡金属、稀土元素等；例如，分析水体中的钙离子、镁离子等。

3. 有机阴离子分析：如有机酸、烷基硫酸、烷基磺酸、磷酸多聚磷酸等；例如，分析环境样品中的有机污染物。

4. 有机阳离子分析：如胺、醇胺、铵盐、吡啶、生物碱等；例如，分析生物样品中的有机化合物。

5. 天然有机物分析：如糖、醇、酚、醛、维生素等；例如，分析食品中的营养成分。

6. 生物物质分析：如有机磷化合物、氨基酸、肽、核酸、核苷酸、蛋白质、碱基、抗生素等；例如，分析生物样品中的生物活性物质。

7. 其他应用：离子色谱仪还可以应用于分析气体中的离子成分，如烟气中的硫酸盐、硝酸盐等。