第十七章高效液相色譜分析課件

第十七章高效液相色譜分析17.1概述17.2HPLC儀器包括：高壓輸液裝置;進樣系統(tǒng);分離系統(tǒng);檢測系統(tǒng);輔助系統(tǒng)17.3流動相和固定相簡介17.4高效液相色譜方法各論分配色譜、吸附色譜、離子交換色譜、尺寸排阻色譜和親和色譜17.1概述高效液相色譜(HPLC)是以溶劑液體為流動相的色譜方法。按照固定相不同可分為：液液分配色譜；吸附色譜(液固色譜)；離子交換色譜；尺寸排阻色譜(凝膠滲透色譜)。此外，還有親和色譜、平板色譜(薄層色譜)等。早期液相色譜，包括Tswett的工作，都是在直徑1~5cm,長50~500cm的玻璃柱中進行的。為保證有一定的柱流速，填充的固定相顆粒直徑多在150~200m范圍內(nèi)。即使這樣，流速仍然很低(<1mL/min)，分析時間仍然很長！當(dāng)加壓增加流速(真空或空氣泵)時，盡管分析時間減少，但柱塔板高度Hmin也相應(yīng)增加了！或者說柱效下降了。為了解決分析時間及柱效問題，人們認識到：最為有效地增加柱效的唯一方法是減小填充物的粒徑（3~10m

）！直到60年代，由于在高壓下操作的液壓設(shè)備、高效固定相以及高靈敏檢測器的出現(xiàn)及發(fā)展，才徹底解決了分析時間及柱效的問題。即所謂的高效液相色譜技術(shù)才真正得到廣泛應(yīng)用。1.高效液相色譜與經(jīng)典液相色譜方法的比較高速：HPLC采用高壓輸液設(shè)備，流速大大增加，分析速度極快，只需數(shù)分鐘；而經(jīng)典方法靠重力加料，完成一次分析需時數(shù)小時。高效：填充物顆粒極細且規(guī)則，固定相涂漬均勻、傳質(zhì)阻力小，因而柱效很高。可以在數(shù)分鐘內(nèi)完成數(shù)百種物質(zhì)的分離。高靈敏度：檢測器靈敏度極高：UV——10-9g,熒光檢測器——10-11g。2.HPLC與GC的比較分析對象及范圍：GC分析只限于氣體和低沸點的穩(wěn)定化合物，而這些物質(zhì)只占有機物總數(shù)的20%；HPLC可以分析高沸點、高分子量的穩(wěn)定或不穩(wěn)定化合物，這類物質(zhì)占有機物總數(shù)的80%。流動相的選擇：GC采用的流動相中為有限的幾種“惰性”氣體，只起運載作用，對組分作用??；HPLC采用的流動相為液體或各種液體的混合，可供選擇的機會多。它除了起運載作用外，還可與組分作用，并與固定相對組分的作用產(chǎn)生競爭，即流動相對分離的貢獻很大，可通過溶劑來控制和改進分離。操作溫度：GC需高溫；HPLC通常在室溫下進行。結(jié)論：從色譜分析的發(fā)展來看，HPLC比GC更為有用、更具發(fā)展前途！3.應(yīng)用

由于HPLC分離分析的高靈敏度、定量的準確性、適于非揮發(fā)性和熱不穩(wěn)定組分的分析，因此，在工業(yè)、科學(xué)研究，尤其是在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)等方面應(yīng)用極為廣泛。如氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸、烴、碳水化合物、藥品、多糖、高聚物、農(nóng)藥、抗生素、膽固醇、金屬有機物等分析，大多是通過HPLC來完成的。右圖是各種HPLC方法的應(yīng)用范圍及對象極性增加不溶于水溶于水非極性離子非極性離子吸附反向分配分配正向分配離子交換尺寸排阻凝膠滲透凝膠過濾分子量17.2HPLC儀器

HPLC儀器包括：高壓輸液裝置;

進樣系統(tǒng);

分離系統(tǒng);

檢測系統(tǒng);

此外還配有梯度淋洗、自動進樣和數(shù)據(jù)處理裝置。He儲液瓶分布器過濾2m高壓泵入口檢查出口檢查脈流消除抽氣過濾器反壓調(diào)節(jié)壓力計注樣閥分離柱到檢測器HPLC儀器詳解1.高壓輸液系統(tǒng)1）貯液器：1-2L的玻璃瓶，配有溶劑過濾器(Ni合金)，其孔很小，約2m，可防止顆粒物進入泵內(nèi)。2）脫氣：超聲波脫氣或真空加熱脫氣。溶劑通過脫氣器中的脫氣膜，相對分子量小的氣體透過膜從溶劑中除去（氣泡會影響檢測）。3）高壓泵：對輸液泵的要求：密封性好、輸液流量穩(wěn)定無脈動、可調(diào)范圍寬、耐腐蝕。輸液泵種類：恒壓型和恒流型。

恒壓泵:(類似于風(fēng)箱)可迅速獲得高壓，適于柱的勻漿填充。但因泵腔體積大，在往復(fù)推動時，會引起脈動，且輸出流量隨色譜系統(tǒng)阻力（主要是柱填充物）變化而變化，現(xiàn)已較少使用。

恒流型:溶劑流量恒定，與柱填充情況無關(guān)，使用較多。有機械注射式和機械往復(fù)式兩種。應(yīng)用最多的是機械往復(fù)式恒流泵(見下圖。每分鐘往復(fù)25~100次，因此脈動小。對流量變化敏感的檢測器也會有噪聲干擾，此時可連接一脈動阻尼器)。馬達往復(fù)式拉動密封溶劑球閥脈動阻尼器到色譜柱機械往復(fù)柱塞泵示意圖4）梯度淋洗裝置：在分離過程中逐漸改變流動相組成的裝置。如果只有一個泵，可采用低壓混合設(shè)計（將兩種或以上的溶劑按一定比例混合，再由高壓泵輸出）；如果有兩個或以上泵，調(diào)節(jié)各自的流量，在高壓下混合。2.進樣系統(tǒng)

與GC相比，HPLC柱要短得多，因此由于柱本身所產(chǎn)生的峰形展寬相對要小些。即，HPLC的展寬多因一些柱外因素引起。這些因素包括：進樣系統(tǒng)、連接管道及檢測器的死體積。進樣裝置包括兩種。1）隔膜注射進樣：使用微量注射器進樣。裝置簡單、死體積小。但進樣量小且重現(xiàn)性差。2）高壓進樣閥：目前最常用的為六通閥。由于進樣量可由樣品管控制，因此進樣準確，重復(fù)性好，如圖。裝入樣品出口進樣采樣環(huán)泵入溶劑進色譜柱3.色譜柱1）對色譜柱的要求：內(nèi)壁光滑的優(yōu)質(zhì)不銹鋼柱，柱接頭的死體積盡可能小。柱長多為10~30cm，內(nèi)徑為4~5mm(尺寸排阻色譜柱常大于5mm，制備色譜柱內(nèi)徑更大)；2）柱的填充：主要采用勻漿法。根據(jù)使用勻漿試劑的性質(zhì)不同可分為：平衡密度法：使溶劑密度和填充顆粒密度相近，此時顆粒沉降速度趨于0。常用的勻漿試劑有四氯乙烯、四溴乙烷和二碘甲烷等；非平衡密度法：采用粘度較大的試劑，如CCl4，CH3OH,丙酮，二氧雜環(huán)已烷、THF等。填充方法：填充時，按上述方法制作勻漿液，用流動相充滿色譜柱及其延長管中，然后將勻漿液倒入勻漿填充器，在較高壓力下迅速將其注入色譜柱內(nèi)。要求填充速度快(防凝聚、沉降或結(jié)塊)、且無空氣進入(影響填充均勻性)。4.檢測器

液相色譜檢測器包括紫外吸收、熒光發(fā)射、示差折光和安培檢測器等。1）紫外檢測器其檢測原理和UV-Vis方法一樣。只是此時所采用的吸收池為微量吸收池，通常其光程為2-10mm,體積約為1~10L。

HPLC分析中，約有80%的物質(zhì)可以在254nm或280nm處產(chǎn)生紫外吸收。因此該類檢測器應(yīng)用很廣。

在選擇測量波長時注意：溶劑必須能讓所選擇的光透過，即所選波長不能小于溶劑的最低使用波長。石英窗接色譜柱UV光電倍增管廢液波長可的松氟美松皮質(zhì)酮快速掃描—光電二極管陣列（PDA）檢測所獲得的三維色譜-光譜圖2）熒光檢測器許多有機物具熒光活性，尤其是芳香族化合物具有很強的活性。熒光檢測器是一種選擇性很強的檢測器，其靈敏度比UV檢測器高2~3個數(shù)量級。3）示差折光檢測器原理：利用兩束相同角度的光照射溶劑相和樣品+溶劑相，利用二者對光的折射率不同，其中一束（通常是通過樣品+溶劑相）光因為發(fā)生偏轉(zhuǎn)造成兩束光的強度差發(fā)生變化，將此差示信號放大并記錄，該信號代表樣品的濃度。為通用型檢測器，靈敏度為10-7g/mL。但對溫度變化敏感，且不適于梯度淋洗光源調(diào)零光學(xué)零參比樣品平面鏡透鏡光電轉(zhuǎn)換記錄儀放大器遮光板4）安培檢測器

由恒電位儀和一薄層反應(yīng)池（體積為1~5L）組成。如圖。該檢測器是利用待測物流入反應(yīng)池時在工作電極表面發(fā)生氧化或還原反應(yīng)，兩電極間就有電流通過，此電流大小與待測物濃度成正比。采用安培檢測器時，流動相必須含有電解質(zhì)，且呈化學(xué)隋性。它最適于與反相色譜匹配。但此檢測器只能檢測具有電活性的物質(zhì)。接參比電極和對電極接色譜柱Teflon塑料塊1cm工作電極(Pt,Au,碳糊)5）電導(dǎo)檢測器電導(dǎo)檢測器主要用于離子色譜的檢測。其原理是基于待測物在一些介質(zhì)中電離后所產(chǎn)生的電導(dǎo)（電阻的倒數(shù)）變化來測量電離物質(zhì)的含量。電導(dǎo)檢測器的主要部件是電導(dǎo)池。其響應(yīng)受溫度影響較大，因此需要將電導(dǎo)池置于恒溫箱中。另外，當(dāng)pH>7時，該檢測器不夠靈敏。其它檢測器還包括：MS、IR、Evaporativelightscatteringdetector(光散射)、極譜等。17.3HPLC流動相和固定相簡介一、固定相載體由于各種HPLC分離方法的流動相均為液體，因此，HPLC通常是按照固定相載體或固定液的不同來分類的。1.按承受壓力分剛性固體：SiO2為基質(zhì)，耐壓為7.0×108~1.0×109Pa?？芍瞥芍睆?、形狀和孔隙深度不同的顆粒；主要用于吸附、分配和鍵合色譜；硬膠：以聚合物為基質(zhì)(常用苯乙烯與二乙烯苯交聯(lián)而成)，耐壓上限為3.5×108Pa,主要用于離子交換和尺寸排阻色譜。2.按孔隙深度分表面多孔型：以實心玻璃珠為基體，在基體表面覆蓋一層多孔活性材料(如硅膠、氧化鋁、離子交換劑、分子篩、聚酰胺等)。表面多孔型固定相的顆粒大(易裝柱)、多孔層厚度小且孔淺(滲透性好，出峰快)；但交換容量小。適于常規(guī)分離分析。全多孔型：全部由硅膠或氧化鋁微粒聚集而成，因顆粒極細，因而孔徑小、傳質(zhì)快、柱效高。特別適于復(fù)雜混合物的分離。二、流動相與GC流動相不同，HPLC流動相為溶劑，它既有運載作用，又和固定相一樣，參與對組分的競爭，因此溶劑的選擇對分離十分重要。液相色譜的流動相又稱為淋洗液，洗脫劑。流動相組成改變，極性改變，可顯著改變組分分離狀況；親水性固定液常采用疏水性流動相，即流動相的極性小于固定相的極性，稱為正相液液色譜法，極性柱也稱正相柱。若流動相的極性大于固定液的極性，則稱為反相液液色譜，非極性柱也稱為反相柱。組分在兩種類型分離柱上的出峰順序相反。2溶劑的特性參數(shù)主要包括溶劑強度參數(shù)、溶解度參數(shù)和極性參數(shù)等，具體見P357表17.21對流動相的要求1）對待測物具一定極性和選擇性；2）使用UV檢測器時，溶劑截止波長要小于測量波長(為什么？)；使用折光率檢測器，溶劑的折光率要與待測物的折光率有較大差別；3）高純度。否則基線不穩(wěn)或產(chǎn)生雜峰，同時可使截止波長增加；4）化學(xué)穩(wěn)定性好；5）適宜的粘度。粘度過高，柱壓增加；過低，易產(chǎn)生氣泡。1）、溶劑強度在吸附色譜中，通常固定相是極性的硅膠或氧化鋁，而溶劑是非極性的，或含有極性溶劑的混合溶劑。采用溶劑強度ε0將溶劑排隊，一般定義正戊烷的ε0為零，其它的見表。ε0越大-----溶劑極性越大------k’越小。2）、溶解度參數(shù)在分配色譜中（例如為反相色譜），固定相是非極性的，溶劑是極性的，溶劑的作用更大，溶劑強度與溶劑的極性成反比。溶解度參數(shù)更好地代表溶劑的極性。溶解度參數(shù)由四個部分組成=d+0+a+h其中：d

----色散力o------偶極矩

a,h

---質(zhì)子給予、接受的一種量度3)、選擇性參數(shù)

P’=log(K’’g)e+log(K’’g)d+log(K’’g)nP’-----極性參數(shù)K’’g---與溶劑汽化自由能成比例的極性分布系數(shù)。它分別根據(jù)乙醇（e）二噁烷（d）和硝基甲烷（n）中的數(shù)據(jù)計算。選擇性參數(shù)

xe=log(K’’g)e/P’xd=log(K’’g)d/P’xn=log(K’’g)n/P’

根據(jù)溶劑強度和極性參數(shù)分類、排隊，只代表k’值，對于難分離物質(zhì)對，要根據(jù)溶質(zhì)與溶劑之間的特殊作用才能分離。每種溶劑可以得到xe、xd、和xn三個數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)值在三角形平面坐標上找所在位置。位置不同分成八個區(qū)域，每個區(qū)域的溶劑有類似的性質(zhì)。見P359圖17.113、流動相選擇在選擇溶劑時，溶劑的極性是選擇的重要依據(jù)。采用正相液-液分配分離時：首先選擇中等極性溶劑，若組分的保留時間太短，降低溶劑極性，反之增加。也可在低極性溶劑中，逐漸增加其中的極性溶劑，使保留時間縮短。常用溶劑的極性順序：水(最大)>甲酰胺>乙腈>甲醇>乙醇>丙醇>丙酮>二氧六環(huán)>四氫呋喃>甲乙酮>正丁醇>乙酸乙酯>乙醚>異丙醚>二氯甲烷>氯仿>溴乙烷>苯>四氯化碳>二硫化碳>環(huán)己烷>己烷>煤油(最小)17.4高效液相色譜方法各論

按分離原理可將HPLC分為分配色譜、吸附色譜、離子交換色譜、尺寸排阻色譜和親和色譜等?，F(xiàn)在作分別介紹。一、分配色譜原理：根據(jù)各待測物在互不相溶的兩溶液中的溶解度不同，因而具有不同的分配系數(shù)。在色譜柱中，隨著流動相的移動，這種分配平衡需進行多次，造成各待測物的遷移速率不同，從而實現(xiàn)分離的過程。2.流動相:HPLC分析中，為防止固定相的流失，流動相與固定液應(yīng)盡量不互溶，或者說二者的極性相差越大越好。因此，根據(jù)流動相與固定相極性的差別程度，可將液液色譜分為正相分配色譜（流動相極性小于固定相極性，極性小的先流出，適于極性組分分離）和反相分配色譜（流動相極性大于固定相極性，極性大的先流出，適于非極性組分分離）。正相色譜低極性流動相反相色譜高極性流動相中等極性流動相中等極性流動相時間時間時間時間待測物極性：A>B>C正、反相色譜中極性和保留時間的關(guān)系3.固定相

原則上，用于GC的固定相也可用于HPLC作固定相。但HPLC固定液易流失，因此常用的只有幾種，按極性由高到低為：,’-氧二丙腈(ODPN)、聚乙二醇(PEM)、三甲撐二醇(TMG)、十八烷(C18)、角鯊?fù)?SQ)。根據(jù)涂漬方法的不同，可將固定相分為機械涂漬型和化學(xué)鍵合型，后者應(yīng)用更為廣泛。1）機械涂漬固定相：將固定液通過機械混合的方法涂漬到表面多孔型(0.5-1.5%涂布量)或全多孔型載體(5-10%涂布量)上形成的液液色譜固定相。該種固定相最大的不足是固定液易流失、分離穩(wěn)定性及重現(xiàn)性差，不適合梯度淋洗。為減少固定液的流失，通常在柱前加一根很短的前置柱，該柱涂有與分析柱相同但有更高含量的固定液，使流動相進入分析柱之前，預(yù)先被固定液飽和。2）化學(xué)鍵合固定相

化學(xué)鍵合固定相是通過化學(xué)反應(yīng)將有機分子鍵合在載體表面所形成的柱填充劑，具有穩(wěn)定、流失小、適于梯度淋洗等特點。這種固定相分離機理既不是簡單的吸附，也不是單一的液液分配，而是二者兼而有之。化學(xué)鍵合的表面覆蓋度決定哪種機理起主要作用。對多數(shù)鍵合相來說，以分配機理為主。通常，化學(xué)鍵合相的載體主要是硅膠（表面有硅醇基）。二、化學(xué)鍵合相色譜法（CBPC）采用化學(xué)鍵合相的液相色譜稱為化學(xué)鍵合相色譜法，簡稱鍵合相色譜。由于鍵合固定相非常穩(wěn)定，在使用中不易流失，適用于梯度淋洗，特別適用于分離容量因子k值范圍寬的樣品。由于鍵合到載體表面的官能團可以是各種極性的，因此它適用于種類繁多樣品的分離。1．鍵合固定相類型用來制備鍵合固定相的載體，幾乎都用硅膠。利用硅膠表面的硅醇基(Si一OH)與有機分子成鍵,即可得到各種性能的固定相。一般可分三類（1）疏水基團如不同鏈長的烷烴（C8和C18）和苯基等（2）極性基團如氨丙基，氰乙基、醚和醇等。（3）離子交換基團如作為陰離子交換基團的胺基，季銨鹽,作為陽離子交換基團的磺酸等。時間，min固定相：C1固定相：C8固定相：C18硅膠-烷基鍵合相中烷基鏈長對反相色譜分離的影響1-尿嘧啶；2-苯酚；3-乙酰苯；4-硝基苯；5-苯甲酸甲酯；6-甲苯可見：反相鍵合色譜中，鍵合相碳鏈越長，分離效果越好。2．鍵合固定相的制備（1）硅酸酯（≡Si一OR）鍵合固定相,它是最先用于液相色譜的鍵合固定相。用醇與硅醇基發(fā)生酯化反應(yīng)：≡Si－OH＋ROH→≡Si－OR＋H20由于這類鍵合固定相的有機表面是一些單體，具有良好的傳質(zhì)特性,但這些酯化過的硅膠填料易水解且受熱不穩(wěn)定，因此僅適用于不含水或醇的流動相。共價鍵健合固定相不易水解，并且熱穩(wěn)定較硅酸酯好。缺點是格氏反應(yīng)不方便；當(dāng)使用水溶液時，必須限制pH在4～8范圍內(nèi)。（2）≡Si－C或Si一N共價鍵合固定相，制備反應(yīng)：（3）硅烷化（≡Si—O－Si－C）鍵合固定相制備反應(yīng)：這類鍵合固定相具有熱穩(wěn)定好，不易吸水，耐有機溶劑的優(yōu)點。能在70℃以下，pH=2～8范圍內(nèi)正常工作，應(yīng)用較廣泛.3.正相和反相鍵合色譜法4.離子型鍵合相色譜法當(dāng)以薄殼型或全多孔微粒型硅膠為基質(zhì)，化學(xué)鍵合各種離子交換基團，如一SO3H一CH2NH2、－COOH、一CH2N(CH3)Cl等時，就形成了離子性鍵合相色譜的固定相；流動相一般采用緩沖溶液。其分離原理與離子交換色譜類同。三、液一固吸附色譜法(LSAC)液一固吸附色譜是以固體吸附劑作為固定相，吸附劑通常是些多孔的固體顆粒物質(zhì)，在它們的表面存在吸附中心。液固色譜實質(zhì)是根據(jù)物質(zhì)在固定相上的吸附作用不同來進行分離的。1．分離原理當(dāng)流動相通過固定相（吸附劑）時，吸附劑表面的活性中心就要吸附流動相分子。同時，當(dāng)試樣分子（X）被流動相帶入柱內(nèi)，只要它們在固定相有一定程度的保留就要取代數(shù)目相當(dāng)?shù)囊驯晃降牧鲃酉嗳軇┓钟茫┯谑?，在固定相表面發(fā)生競爭吸附:X+nSad=Xad+nS達平衡時,有其中Kad為吸附平衡常數(shù)，值大表示組分在吸附劑上保留強，難于洗脫。Kad值小,則保留值弱，易于洗脫。試樣中各組分據(jù)此得以分離。Kad值可通過吸附等溫線數(shù)據(jù)求出。2．固定相吸附色譜所用固定相多是一些吸附活性強弱不等的吸附劑，如硅膠、氧化鋁、聚酸膠等。由于硅膠的優(yōu)點較多，如線性容量較高，機械性能好，不溶脹，與大多數(shù)試樣不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等，因此，以硅膠用得最多。在高效液相色譜法中，表面多孔型和全多孔型都可作吸附色譜中的固定相，它們具有填料均勻、粒度小?？籽\的優(yōu)點，能極大地提高柱效。但表面多孔型由于試樣容量較小，目前最廣泛使用的還是全多孔型微粒填料。3、流動相一般把吸附色譜中流動相稱作洗脫劑。在吸附色譜中對極性大的試樣往往采用極性強的洗脫劑；對極性弱的試樣宜用極性弱的洗脫劑。洗脫劑的極性強弱可用溶劑強度參數(shù)（ε0

）來衡量。ε0越大，表示洗脫劑的極性越強。表17-4列出一些常用溶劑在氧化鋁吸附劑中的ε0值。在硅膠吸附劑中ε0值的順序相同，數(shù)值可換算（ε0硅膠=0·77×ε0氧化鋁）。(四）離子交換色譜法（IEC）此法是利用離子交換原理和液相色譜技術(shù)的結(jié)合來測定溶液中陽離子和陰離子的一種分離分析方法。凡在溶液中能夠電離的物質(zhì)，通常都可用離子交換色譜法進行分離。它不僅適用無機離子混合物的分離，亦可用于有機物的分離，例如氨基酸、核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子。因此，應(yīng)用范圍較廣。1．離子交換原理

離子交換色譜法是利用不同待測離子對固定相親和力的差別來實現(xiàn)分離的。其固定相采用離子交換樹脂，樹脂上分布有固定的帶電荷基團和可游離的平衡離子。當(dāng)待分析物質(zhì)電離后產(chǎn)生的離子可與樹脂上可游離的平衡離子進行可逆交換，其交換反應(yīng)通式如下：陽離子交換：陰離子交換：

一般形式：R一A＋B＝R－B＋A達平衡時，以濃度表示的平衡常數(shù)（離子交換反應(yīng)的選擇系數(shù)）：式中[A]r，[B]r

分別代表樹脂相中洗脫劑離子（A）和試樣離子（B）的濃度，[A]、[B]則代表它們在溶液中的濃度。離子交換反應(yīng)的選擇性系數(shù)見從表示試樣離子B對于A型樹脂親和力的大?。篕B/A越大，說明B離子交換能力越大，越易保留而難于洗脫。一般說來，B離子電荷越大，水合離子半徑越小，KB/A值就越大。

對于典型的磺酸型陽離子交換樹脂，一價離子的KB/A值按以下順序：Cs+＞Rb+＞K+＞NH4+＞Na+＞H+＞Li+二價離子的順序為：Ba2+＞Pb2+＞Sr2+＞Ca2+＞Cd2+＞Cu2+，Zn2+＞Mg2+對于季胺型強堿陰離子交換樹指，各陰離子的選擇性順序為：

ClO4-＞I-＞HS04-＞SCN-＞NO2-＞Br-＞CN-＞Cl-＞BrO3-＞OH-

＞HCO3-＞H2P04-＞IO3-＞CH3COO－＞F－2．固定相

作為固定相的離子交換劑，其基質(zhì)大致有三大類：合成樹脂（聚苯乙烯）、纖維素和硅膠。而離子交換劑又有陽離子和陰離子之分。再根據(jù)官能基的離解度大小還有強弱之分按離子交換劑類型分四種：

按固定相制作方法可分為：多孔型離子交換樹脂(包括微孔型和大孔型)；表面多孔型(包括薄膜型）離子交換樹脂；離子交換鍵合型。1）多孔型：

聚苯乙烯+二乙烯苯交聯(lián)，分微孔型和大孔型。交換基團多——交換容量大，穩(wěn)定。但易溶脹，傳質(zhì)慢、柱效低、分析速度慢。2）表面多孔型：薄膜型=惰性核+樹脂薄層(1-2m)多孔型=惰性核+硅膠微球+樹脂薄層?？朔硕嗫仔碗x子交換樹脂的不足，但交換容量低，柱子易超負荷。3）離子交換鍵合相：利用化學(xué)反應(yīng)將離子交換基團鍵合到惰性載體表面。載體可以是薄殼玻珠，也可以是多孔硅膠微粒。使用后者為載體，可得到性能穩(wěn)定、耐壓、高柱效的柱子。微孔型大孔型微孔微孔薄膜型表面多孔型離子交換層惰性核惰性核離子交換劑硅膠層涂覆3.流動相

離子交換色譜流動相為鹽類緩沖溶液(有一定pH和離子強度)

，通過改變pH、緩沖劑類型、離子強度、加入有機試劑和配位劑等條件來控制分配比k，改變交換劑的選擇性，進而影響樣品待測物的分離。pH值：影響酸或堿的離解平衡，控制組分離子形式所占的分數(shù)。當(dāng)組分以分子形式存在時，則不被保留；離子分數(shù)越高，保留值越大。常用的有檸檬酸鹽、磷酸鹽、甲酸鹽、乙酸鹽和氨水等。離子強度I：對保留值的影響比pH更大。組分保留值受流動相中鹽類總濃度控制。增加外加陰或陽離子將增加它們對—R+或—R-的競爭能力，使組分保留值減小。通過加入不同種類的鹽，可影響柱的選擇性，因為不同物質(zhì)對交換劑的親和能力不同。有機溶劑：外加有機溶劑通常減小組分的保留值。其極性越小，保留值越小。常用的有機溶劑有甲醇、乙醇、乙腈和二氧雜環(huán)已烷等。配離子L：當(dāng)大量L、組分X隨流動相進入柱后，發(fā)生配位劑交換：RM-L+XRM-X+L該法用于分離各種氨基酸或堿類。五、離子色譜法（IC）離子色譜法是由離子交換色譜法派生出來的一種分離方法。由于離子交換色譜法在無機離子的分析和應(yīng)用受到限制。為了解決這一問題，1975年Small等人提出一種能同時測定多種無機和有機離子的新技術(shù)。他們在離子交換分離柱后加一根抑制柱，抑制柱中裝填與分離柱電荷相反的離子交換樹脂。通過分離柱后的樣品再經(jīng)過抑制柱，使具有高背景電導(dǎo)的流動相轉(zhuǎn)變成低背景電導(dǎo)的流動相，從而用電導(dǎo)檢測器可直接檢測各種離子的含量。這種色譜技術(shù)稱為離子色譜。若樣品為陽離子，用無機酸作流動相，抑制柱為高容量的強堿性陰離子交換劑。當(dāng)試樣經(jīng)陽離子交換劑的分離往后，隨流動相進入抑制柱，在抑制柱中發(fā)生兩個重要反應(yīng)：R+－OH-＋H+Cl-→R+－Cl十H2OR+一OH-＋M+Cl-→M+OH－＋R+－Cl-

由反應(yīng)可見：經(jīng)抑制柱后，一方面將大量酸轉(zhuǎn)變?yōu)殡妼?dǎo)很小的水，消除了流動相本底電導(dǎo)的影響。同時，又將樣品陽離子M+轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的堿，由于OH-離子的淌度為Cl-離子的2．6倍，提高了所測陽離子電導(dǎo)的檢測靈敏度。對于陰離子樣品也有相似的作用機理。

該法的不足之處在于：抑制柱要定期再生、譜峰在經(jīng)過抑制柱后會展寬，降低分離度。因此有人提出了使用電導(dǎo)率很低的溶液(如苯甲酸鹽稀溶液)作流動相。

在分離柱后加一個抑制柱的離子色譜亦稱為抑制型離子色譜或稱雙柱離子色譜。由于抑制柱要定期再生，而且譜帶在通過抑制柱后會加寬，降低了分離度。后來，F(xiàn)rits等人提出采用抑制柱的離子色譜體系，而采用了電導(dǎo)率極低的溶液，例如1×10-4～5×10-4mol·dm-3苯甲酸鹽或鄰苯二甲酸鹽的稀溶液作流動相，稱為非抑制型離子色譜或單柱離子色譜。六、離子對色譜法（IPC）離子對色譜主要用來分離強極性有機酸和有機堿。1.原理：將與待測物離子A電荷相反的離子B（稱為對離子或反離子）加入到流動相（常為有機相）中，使待測離子A與對離子B形成離子對AB，該AB離子對的性質(zhì)與A離子或B離子的性質(zhì)不同，即間接改變了待測離子的保留特性。例如：固定相為非極性鍵合相，流動相為水溶液，于流動相中加入與待測離子A-有相反電荷的離子B+：由于離子對AB具有疏水性，因而被非極性固定相提取。其它待測離子A1，A2，A3……..因與B離子間的成對能力不同，而形成不同疏水性的離子對，使得各待測物在柱內(nèi)的保留值不同，從而達到分離的目的。2．鍵合相反相離子對色譜法

離子對色譜法類型很多，根據(jù)流動相和固定相的極性可分為反相離子對和正相離于對色譜法。其中以鍵合反相離子對色譜法最重要。這種色譜法的固定相采用非極性的疏水鍵合相［如十八烷基鍵合相（ODS）等］，流動相為加有平衡離子（反離子）的極性溶液（如甲醇一水或乙睛一水）。根據(jù)離子對生成反應(yīng)式，平衡常數(shù)KAB可表示為

根據(jù)