离子色谱固定相最新进展

摘 要：本文笔者先对离子色谱固定相做了简要介绍，进而深入分析了离子色谱固定相在多方面的重要进展，最后对其发展做了展望，以帮助人们更好的认识离子色谱固定相。

关键词：离子色谱；固定相 ；进展

中图分类号：TQ343+.4文献标识码：A

一、概述

传统的离子色谱采用强酸型阳离子交换树脂或强碱型阴离子交换树脂作为固定相，由于离子色谱基质和功能基的局限性，传统离子色谱固定相的适用范围和应用领域受到很大的限制。经过多年的发展，目前离子色谱用固定相基质已经可以反相兼容，并且使离子色谱除采用离子交换之外，还可以采用离子排斥、离子对、反相及多维的分离方式进行分离，极大地拓宽了离子色谱的适用范围，使离子色谱的应用领域延伸到包括糖类、氨基酸、蛋白质、核酸等大量生物物质的分离。

二、重要进展

（一）多种类型、多种功能基和高交换容量的固定相

作为美国戴安公司的主导产品，乳胶附聚型离子色谱固定相一度在该领域中占据着主导地位。随着合成固定相的发展，接枝型同定相逐渐成为离子色谱固定相的主导类型。

无机基质的填料也逐渐进入离子色谱固定相。无机基质的填料具有刚性强、柱效高、柱压低的特点，已经在HPLc方面有成熟的应用。硅胶型填料在高pH条件下不稳定，这类无机填料过去一直没有在离子色谱中得以应用。由于硅胶型填料在酸性溶液中具有相对稳定性，适于用作阳离子色谱固定相。其它类型的无机材料如氧化锆、氧化铝、碳等在材料成型方面的技术得到提高和发展，已经在离子色谱固定相方面得到广泛应用。

强酸型阳离子交换树脂和强碱型阴离子交换树脂已经不是离子色谱固定相的主导，弱酸型阳离子交换树脂正在成为阳离子色谱固定相的主要类型，这类固定相可以一次性同时分离一价和二价阳离子，解决了碱金属和碱土金属无法同时分离的问题。

（二）静电离子色谱和仿生离子色谱

静电离子色谱又称为两性离子色谱，是W Z Hu(胡文治)等最先提出的，它是在反相离子色谱固定相上涂覆的两性离子，利用固定相具有阴阳离子两性的特征，早期的研究认为只要用纯水就可以同时分离不同的离子，但研究发现实际分离过程是同一离子的不同对离子形态也会形成多个色谱峰。为了解决这一问题，静电离子色谱建立了一系列类似于常规离子色谱分离方式，虽然这些分离与常规离子色谱有一些保留方面的差异，但总体而言，静电离子色谱在分离和检测上并没有明显的优势，而涂覆型色谱柱的稳定性和pH的适用范围，使静电离子在实际推广上受到很大限制。

（三）羟基选择性接枝型色谱高效离子色谱固定相

Hsmall提出抑制型离子色谱技术开始，人们在理论上认为氢氧根离子是阴离子分析中最理想的淋洗液，但实际氢氧根淋洗液的离子色谱一直到近来才真正发展起来。制约氢氧根淋洗液发展的主要原因是：①氢氧根淋洗液的配制过程中极易带进二氧化碳，从而形成碳酸盐对分析结果产生不利影响；②与碳酸根和碳酸氢根相比，氢氧根只是一种价态的离子，要在合理条件下同时洗脱不同价态的离子，对固定相要求就更高；③氢氧根的洗脱能力相对比较弱，因此要采用比较高的浓度进行洗脱，对抑制器的要求也就更高。但随着近年来离子色谱技术的发展，特别是无试剂离子色谱的提出、新型固定相的研制和更高水平的抑制技术的发展，羟基选择性离子色谱固定相成为离子色谱固定相发展的一个新方向。

（四）可变交换容量的固定相

常规的离子色谱树脂离子交换场所为点状的阴、阳离子基团，而新型的离子色谱树脂可以是环状或球状的交换基团，穴状配体(cryptand)树脂就是一个例子，10前就有人采用穴状配体作为离子色谱固定相，Dionex将穴状配体键合至树脂填料并商品化-”。。采用穴状配体阴离子树脂，其最明显的特征是离子交换的保留强度随着对离子的不同而不同，对阳离子的半径越大，树脂的环状阳离子交换基团越易于吸引阴离子，交换强度就越大。利用这类固定相的特点，就可以采用不同的阳离子淋洗液来控制保留的强弱，也可以利用对离子的不同来进行梯度淋洗。这种对离子色谱柱在1999年已经由Djon“生产和商品化。

（五）整体式固定相

整体式离子色谱柱采用聚合物、硅胶等作为固

定相，具有柱效高、流速快、柱压低的特点，已经成为液相色谱固定相发展的一个最新趋势，目前已经出现了商品化的反相整体式色谱柱。

利用商品化整体式反相液相色谱固定相，涂上阳离子表面活性剂制成阴离子色谱固定相，可以在比较低的压力下实现阴离子的高速分离。其最大的特点是，即使在非常高的流速条件下，离子色谱固定相的柱效也基本保持不变，可以快速、高灵敏地实现离子分离和检测，可以在30s内分离常规的7种阴离子。

商品化整体式液相色谱同定相涂覆后可以制成阴离子色谱固定相和阳离子色谱固定相，也有希望通过合成制成商品化的整体式离子色谱柱，从而使离子色谱的分析速度和灵敏度大大提高。

三、展望

从目前的商品化离子色谱固定相的情况来看，由于离子色谱的流动相pH范围比较宽，而硅胶型离子色谱固定相无法在强酸或强碱的流动相条件下进行分离，使离子色谱只能采用pH适用范围宽而柱效比较低的聚合物固定相。因此，除了选择采用接近中性的流动相之外，还将主要从以下几个方面发展离子色谱的固定相：(1)采用新型的无机材料，有不同结构和表面，伸缩性小，柱压低，耐酸碱性强；(2)高效、键合相固定相，其柱效可以与HPLC相

比；(3)整体式固定相是所有液相色谱技术的一个重要发展方向，离子色谱也不例外。随着整体式离子色谱固定相的出现，特别是今后商品化产品的研制，可以方便地实现高速离子色谱分离；(4)微型化也是离子色谱固定相的一个趋势，而芯片化为离子色谱固定相的微型化提供了可行之路。要实现离子色谱的微型化，主要需要解决抑制器的问题；(5)新的分离功能基团和有机离子具有很高的选择性，为适合于生命科学研究的下一代离子色谱固定相的研

制提供可能性。

四、 结论

离子色谱的最新应用主要是以解决传统GC和HPLC所无法解决的分析难题为主；离子色谱固定相的优点明显，应用潜力巨大，将会对今后离子色谱的发展起巨大的推动作用。