离子色谱分析法（Ion Chromatography, 简称IC）是化学检验员在分析离子型化合物时的重要技术手段，特别适用于水溶液中常见阴离子和阳离子的分离与定量检测。该方法具有灵敏度高、选择性好、可同时分析多种离子等优点，广泛应用于环境监测、食品安全、电力、化工、科研等领域。

一、基本原理

离子色谱基于不同离子在固定相（离子交换树脂）和流动相（电解质溶液）之间的离子交换能力差异实现分离。当样品随流动相流经色谱柱时，各离子与固定相上的功能基团发生可逆交换，由于亲和力不同，在柱中保留时间也不同，从而实现逐一分离。

分离后的离子进入检测器，通过电导检测或抑制电导检测进行定量分析。现代离子色谱多采用抑制型电导检测，通过抑制器去除背景电导，显著提高检测灵敏度。

二、仪器组成

输液系统（高压泵）
提供稳定、无脉动的流动相（淋洗液），通常为碳酸盐、氢氧化物或甲烷磺酸等溶液，支持梯度洗脱。

进样系统
通过手动或自动进样器将样品注入，常用进样环体积为25 μL或1 mL，确保进样量准确。

分离柱（核心部件）
柱内填充具有离子交换功能的树脂微粒。

分析阴离子时使用阴离子交换柱，功能基团为季铵基；

分析阳离子时使用阳离子交换柱，功能基团为磺酸基。
柱效直接影响分离效果，需定期维护。

抑制器（关键部件，用于抑制型IC）
位于色谱柱和检测器之间，其作用是降低流动相的背景电导，同时增强被测离子的电导信号。

抑制后的流动相转化为低电导的水或弱酸，而被测离子转化为高电导的酸或碱，从而大幅提高信噪比。

检测器

电导检测器：最常用，适用于大多数无机离子和有机酸；

安培检测器：用于糖类、氨基酸、氰化物等可氧化或还原物质；

紫外-可见检测器：配合衍生化技术检测特定离子。

数据处理系统
色谱工作站记录色谱图，进行峰识别、积分、定性和定量分析。

三、主要分析对象

常见阴离子：氟离子（F⁻）、氯离子（Cl⁻）、亚硝酸根（NO₂⁻）、硝酸根（NO₃⁻）、磷酸根（PO₄³⁻）、硫酸根（SO₄²⁻）等；

有机酸：甲酸、乙酸、草酸、柠檬酸等；

常见阳离子：锂离子（Li⁺）、钠离子（Na⁺）、铵离子（NH₄⁺）、钾离子（K⁺）、钙离子（Ca²⁺）、镁离子（Mg²⁺）等；

小分子极性化合物：如胺类、醇类（需特殊柱或衍生化）。

四、分析流程

样品前处理

水样可直接过滤（0.45 μm或0.22 μm滤膜）后进样；

复杂基质（如食品、土壤提取液）需进行稀释、过滤、净化（如固相萃取）去除有机物或颗粒物；

避免引入离子污染（如使用去离子水、洁净容器）。

仪器准备与平衡

开机后冲洗管路，排除气泡；

用淋洗液充分平衡色谱柱，直至基线稳定。

标准溶液测定

配制系列标准溶液，进样建立标准曲线（浓度–峰面积）；

确认各离子保留时间，用于后续定性。

样品分析

注入处理好的样品，记录色谱图；

根据保留时间定性，峰面积定量。

数据处理与报告

使用外标法或内标法计算样品中各离子含量；

每批样品应包括空白、平行样和加标回收样，确保数据质量。

五、化学检验员典型应用场景

环境水质分析：地表水、地下水、饮用水、废水中的阴/阳离子检测，评估水质安全；

食品饮料检测：矿泉水中阴离子含量、果汁中有机酸、酱油中氯化钠与铵盐；

电力行业：锅炉水、冷却水中痕量阴离子监测，防止设备腐蚀；

制药行业：注射用水（WFI）中电导率相关离子控制；

科研与质检：材料浸出液、土壤提取液、电池电解液成分分析。

六、操作要点与注意事项

淋洗液配制：使用高纯试剂和超纯水，现配现用，避免CO₂吸收影响pH；

系统清洗：长时间不使用时，用去离子水冲洗系统，防止盐结晶；

色谱柱保护：避免颗粒物堵塞柱头，使用在线过滤器或保护柱；

抑制器维护：定期再生或更换，保持抑制效率；

避免交叉污染：进样前后用去离子水冲洗进样针；

空白控制：实验室用水、试剂、器皿必须洁净，防止背景干扰。

七、优点与局限性

离子色谱法的最大优势在于能够同时、快速、准确地测定多种离子，且无需复杂衍生化步骤。其检出限可达ppb级，适用于痕量分析。
局限性在于对复杂基体样品前处理要求较高，某些有机干扰物可能影响分离，且仪器运行成本相对较高。

八、总结

离子色谱分析法是化学检验员开展离子成分分析的核心技术，尤其在水质和食品检测中具有不可替代的作用。掌握仪器操作、方法开发、数据处理和日常维护技能，是确保检测结果准确可靠的关键。

在实际工作中，应注重样品代表性、标准曲线线性、系统稳定性及质量控制措施。随着免化学试剂离子色谱（RFIC）和联用技术的发展，离子色谱正朝着更高效、更智能、更环保的方向迈进，应用前景广阔。