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離子色譜柱是離子色譜儀實(shí)現(xiàn)樣品中不同離子分離的核心部件，廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品檢測(cè)、醫(yī)藥分析、水質(zhì)分析等領(lǐng)域，可精準(zhǔn)分離并測(cè)定陰離子(如Cl?、SO?²?、NO??)、陽(yáng)離子(如Na?、K?、Ca²?)及有機(jī)酸、胺類等極性化合物，為后續(xù)檢測(cè)提供高純度的單一組分。?
其工作原理基于“離子交換”與“分配平衡”機(jī)制：色譜柱內(nèi)填充的固定相為離子交換樹脂，樹脂表面鍵合有可解離的離子基團(tuán)(陰離子柱多為季銨鹽基團(tuán)，陽(yáng)離子柱多為磺酸基或羧酸基)。當(dāng)樣品溶液(流動(dòng)相攜帶)流經(jīng)色譜柱時(shí)，樣品中的目標(biāo)離子會(huì)與固定相表面的離子發(fā)生可逆交換反應(yīng)。由于不同離子的電荷密度、離子半徑存在差異，與固定相的親和力不同——親和力弱的離子不易被吸附，隨流動(dòng)相快速流出色譜柱；親和力強(qiáng)的離子則被反復(fù)吸附、解吸，流出時(shí)間更長(zhǎng)，較終實(shí)現(xiàn)不同離子的逐一分離。?
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，離子色譜柱注重“高效分離+穩(wěn)定性”。柱管多采用不銹鋼或PEEK材質(zhì)(PEEK材質(zhì)耐酸堿、無(wú)金屬離子溶出，適配強(qiáng)腐蝕性流動(dòng)相)，內(nèi)徑常見4.0mm(分析柱)或2.0mm(高效柱)，柱長(zhǎng)10-25cm，確保分離效率與分析速度的平衡。固定相顆粒粒徑通常為3-10μm，粒徑越小分離效率越高(理論塔板數(shù)可達(dá)10?/m以上)，但對(duì)流動(dòng)相壓力要求更高。根據(jù)分離需求，離子色譜柱可分為常規(guī)離子交換柱(如Shodex IC SI-90 4E)、高效快速柱(如Thermo Scientific Dionex IonPac Fast Anion)及專用柱(如用于氨基酸分析的陰離子交換柱)。?
應(yīng)用場(chǎng)景中，其分離能力至關(guān)重要：環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，用于測(cè)定地表水中的氟化物、硝酸鹽等污染物，評(píng)估水質(zhì)污染程度；食品檢測(cè)中，可檢測(cè)飲料中的有機(jī)酸、食鹽中的碘離子，保障食品安全；醫(yī)藥行業(yè)，用于抗生素中殘留離子的檢測(cè)，確保藥品質(zhì)量。使用維護(hù)需注意：避免樣品中顆粒物進(jìn)入色譜柱(需經(jīng)0.22μm濾膜過(guò)濾)，防止堵塞固定相；流動(dòng)相需脫氣處理，避免氣泡影響分離效果；長(zhǎng)期不用時(shí)，需用保存液(如陰離子柱用5%甲醇水溶液)沖洗柱體，密封后存放于4-30℃環(huán)境，防止固定相失水變質(zhì)。?
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