离子色谱样品预处理

离子色谱样品预处理

随着离子色谱日益广泛的应用，许多样品已经无法用传统的方法采用采样、稀释、过滤后直接进样的模式来进行离子色谱的分析。对于大量复杂基体的样品，离子色谱可以采用合适的方法，通过预处理后再用离子色谱法进行分析，这样一方面可以解决样品复杂基体对离子色谱柱的污染，另一方面也可以大大提高复杂基体样品测定结果和准确性，提高分析方法的灵敏度。

有关样品预处理方法，随着国内离子色谱的用户水平的提高，出现了大量相关离子色谱的预处理方法，这些方法有如下几方面的特点：

（1）大部分样品前处理方面，采用国产材料进行，预处理的成本很低，更能适合于中国国情，可以在国内广泛推广使用；

（2）大部分样品预处理方法采用离线方法，不需要昂贵的在线设备；但相对而言，样品处理的时间比较长，需要的样品量也比较多一些；

（3）与国际上出现的一些样品预处理方法相比较，国内出现的样品前处理绝大多数均出自于基层单位，实用性强；但相关的理论方面的探讨比较少。因此，许多国内采用样品前处理方法，一方面可以再进一步从理论角度进行讨论，另一方面也可以通过适当改进配合包括国内和国外的仪器用于在线样品的预处理。

离子色谱样品前处理遵循的原则

(1)样品处理后待测组分的含量应不低于检测器的检出限 ;

(2)样品中各组分的分离必须达到色谱定量要求;

(3)样品中不能含有机械杂质和微小颗粒物,以免堵塞色谱柱;

(4)尽可能避免待测组分离子发生化学变化,防止和减少待测组分损失;

(5)待测组分进行化学反应时其化学计量关系必须明确并且反应彻底;

(6)避免和减少无关离子和化合物的引入,防止待测组分被污染并增加分离难度。

1.膜处理法

1.1.滤膜或砂芯处理法

滤膜过滤样品是离子色谱分

析最通用的水溶液样品前处

理方法，一般如果样品含颗

粒态的样品时，可以通过

0.45或0.22μm微孔滤膜过滤后直接进样。由于一般的滤膜不能耐高压，因此滤膜过滤只能用于离线样品处理。有时需要在线样品处理，或者将该方法用于仪器管路中，必须采用砂芯滤片。但滤膜过滤方法只能去除颗粒态不溶性物质，对于极小颗粒或有机大分子可溶性化合物和金属水溶性离子，照样能够进入色谱柱干扰样品的测定并沾污色谱柱。

1.2.电渗析处理法

在国内比较的特色的工作是采用电渗析法，与其它的膜处理方法相比，电渗析处理法有一定的选择性，因此不仅可以有效去除颗粒物、有机污染物，而且也可以去除重金属离子的污染物。是处理复杂基体样品最有效的方法之一。

1.3.电解中和法

强酸、强碱中微量离子的测定是离子色谱较难解决的问题,电解中和法的应用使问题迎刃而解。该方法是利用水电解产生的氢离子或氢氧根离子对高浓度

的酸或碱进行中和处理,是降低高浓度酸碱基体的理想方法。

1.4. 超滤与纳滤

超滤是应用最为广泛的膜技术之一,也是我国国产化率最高的膜品种。主要用来处理含有大分子的生化样品,膜的使用以一次性为主,以避免样品的交叉污染。纳滤膜介于反渗透和超滤膜之间,膜表面的分离层可能具有纳米级微孔结构。纳滤膜主要用于去除一个纳米左右的溶质粒子,其截留的相对分子质量一般为100～2000。

纳滤膜只对特定的溶质具有脱除率。目前对纳滤的机理、特征等的认识还不充分。在分析测试领域主要用于脱除水溶液中烷烃、异味、色度、农药、合成洗涤剂、可溶有机物等。

2.化学反应基体消除法

化学反应基体消除法是根据样品中干扰基体和待测组分化学性质的不同,利用化学反应的特点、化学计量关系将干扰基体通过化学反应实现与待测组分分离。常用的化学反应有氧化还原、络合、沉淀、离子交换等。采用该方法弄清楚基体的化学状态和存在形式,并应注意在消除原有基体干扰的同时尽量避免新的干扰组分产生。

该方法的主要优点是简单、灵活,不需要特殊仪器设备;缺点是容易带入化学试剂的杂质,操作费时,解决的问题有局限性;适用范围是基体化学组分比较明确、具有固定化学计量反应关系的样品。

3.固相萃取法

固相萃取是国内离子色谱样品前处理应用最广泛的一种方法，对不同的溶液中的污染物，可以分别利用反相、离子交换、螯合树脂等多种手段进行，从而萃取手段上也可以利用常规的固相萃取法和固相微萃取法，但固相微萃取法一般是利用了在液相色谱上样品浓缩和去除基体干扰的反过程，因此固相微萃取法用于离子色谱中，更为方便，而且一个固相微萃取柱可以多次使用。

3.1.反相和吸附固相萃取法

对于反相或吸附固定相，可以有多种类型，从固定相颗粒大小上，可以分为常规吸附树脂，也可以用固相微萃取，所不同的是处理样品量上有所差异；而固定相也可以采用硅胶型或聚合物型，但要注意的是，对于高pH值的样品，宜采用聚合物型的固定相。

3.2.离子交换树脂法

不同类型的离子交换树脂可以有效去除不同有针对性的污染物，如阳离子交换树脂可以去除金属离子的污染，而特定形式的阴离子交换树脂可以去除过高含量的阴离子，如银型阴离子交换树脂可以将过量氯离子或其它卤素阴离子去除，而钡型阴离子交换树脂可以将过量的硫酸根离子去除。有时，通过离子交换树脂也可以将一些有机物去除，而将离子交换树脂与吸附或反相树脂混合使用，可以同时去除有机物和离子态化合物。下表为近年来国内所用离子交换树脂法固定相萃取。

3.3.螯合树脂

鳌合树脂法可以用于复杂基体中痕量过渡金属和镧系金属离子的浓缩和富集。该方法的选择性好,使用适当的淋洗液可以在线去除金属离子的干扰。目前所使用的鳌合树脂的官能团大多为弱酸(COOH)和弱碱(NH) ,因此淋洗液的pH 值对其鳌合能力有较大的影响

离子色谱的样品前处理涉及多种不同原理和类型，涉及各种不同类型的物理和化学方法，包括过滤、沉淀、吸附、电化学和化学反应等，且越来越多的样品前处理方法被离子色谱所采用，通过选择合适的样品前处理，可以有效拓宽离子色谱的应用范围。

另外，样品前处理直接影响到离子色谱分析的速度、灵敏度、精密度。因此，在测定实际样品时应根据样品的性质，测试要求及仪器选择合适的样品前处理方法，从而达到快速，准确分析的目的。