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离子色谱法在公共卫生检测中的应用

2024-06-13 85 上传者：管理员

摘要：离子色谱法是一种高效的液相色谱分析技术，具有操作简便、检测迅速、灵敏度高等优点。本文综述了离子色谱法的类型与应用优势，重点阐述了其在公共卫生领域的应用。研究表明，离子色谱法可以灵敏地检测各类离子，为公共卫生提供技术支持。然而，离子色谱法也存在一些局限性，如检测对象范围窄、灵敏度有限、方法依赖性大等。当前仍需进行技术创新，以扩大离子色谱法在公共卫生检测中的应用范围，进一步优化检测效果。

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液相色谱分析技术
离子色谱法
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离子色谱法是一种高效的液相色谱分析技术,应用于各种样品中离子成分的检测。相比传统的湿化学分析方法，离子色谱法具有操作简单、测试迅速、灵敏度高、重现性好等优点。随着科学技术的发展，离子色谱法在公共卫生领域被广泛应用于饮用水和空气质量的监测以及食品添加剂等的检测，对保障公众健康具有重要意义。本文将系统介绍离子色谱法在公共卫生检测中的应用情况。

1、离子色谱法的类型与优势

离子色谱法(Ion Chromatography,IC)是一种液相色谱技术，用于分离和检测样品中的阴、阳离子[1]。它利用低容量的离子交换树脂作为固定相，当样品经过色谱柱时，不同的离子会根据其化学特性与固定相发生不同程度的交换作用而实现分离[2]。

1.1 离子色谱法的类型

根据固定相和分离机理的不同，离子色谱法可以分为三种类型:离子交换色谱法、离子排斥色谱法、流动相离子色谱法[3]，如表1所示。

1.2 离子色谱法的优势

离子色谱法与传统湿化学分析和其他色谱法相比操作更加简便，可实现全自动检测分析，避免烦琐的前处理和试剂配置，简化分析流程；检测速度快，常规分析周期为10～30min，满足快速高效检测需求[4]；配备高灵敏度电导度检测器，可检测ppb和ppm级微量样品，准确定量各种离子，具有良好的重现性和宽广的线性范围，同一条件下适用于不同浓度的样品，且样品用量较低。

2、离子色谱法在公共卫生检测中的应用

2.1 在饮用水检测中的应用

饮用水质量直接关乎公众健康，必须建立科学有效的水质检测手段。传统的化学分析方法操作复杂、检出限较低，难以满足检测需求。离子色谱法因其高灵敏度在监测饮用水中优势突出，能检测微量重金属阳离子及卤代烃化合物释放的阴离子，及硫酸盐、硝酸盐等物质含量，有助于评估水质营养状态，预防富营养化。

2.2 在空气质量检测中的应用

空气中含有的硫酸盐、硝酸盐等强酸根阴离子是造成酸雨的元凶[5]。离子色谱法可以高效检出空气样本中的强酸根阴离子，反映出酸雨的污染程度；定量分析空气中的氯化物、溴化物、碘化物等卤素阴离子，监控它们对空气质量的影响；专门检测这些毒性重金属阳离子，控制其污染程度。

2.3 在食品添加剂检测中的应用

食品添加剂的使用必须得到严格控制，避免由于过量使用而产生潜在毒害效应。针对食品中使用的各类合法添加剂，离子色谱法可对食盐中的碘离子、饮料中的二氧化硫进行定量监测，确保其用量符合标准规定；有效筛查非法添加剂，如氰化物阴离子、硝酸盐阴离子等，以防止其过量使用和潜在毒性。

表1 离子色谱法类型的比较表

3、离子色谱法在公共卫生检测中的局限性

3.1 检测对象范围有限

离子色谱法主要用于小分子量离子和一些小分子量有机物的检测，但对高分子量和热不稳定的大分子化合物的检测效果较差。大分子化合物由于扩散系数低，很难在色谱柱上得到良好的分离。部分化合物在分离过程中容易降解，难以有效检测。为避免系统堵塞，需要对复杂样品进行预处理，去除固体颗粒和高分子化合物，增加了样本准备的工作量。

3.2 样品基质效应显著

样品基质效应是影响离子色谱分析精度的重要因素。基质中的多种成分会通过不同机制影响目标离子的色谱保留行为，导致色谱柱上的流出时间变化。某些基质组分与目标离子发生亲和作用或竞争吸附位点，形成复合物改变目标离子的保留行为，导致复杂样品中的分离效率降低。

3.3 检测性能的不足

离子色谱法的检出限相对较高，对微量离子的检测效果有限。采用衍生反应可以提高检测灵敏度，但难以保证准确和精确的定量分析。不同检测器的选择也会影响分析方法的灵敏度，常规导电检测器的灵敏度较低，仅适用于高浓度样品，而新型检测器如电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-MS）虽然可以提高检出限，但仪器成本昂贵。

4、优化离子色谱法检验效果的建议

4.1 进行技术创新

在离子色谱法的技术创新方面，设备和材料的升级是关键。高效检测器和精准泵送系统可显著增强检测灵敏度，提高分析准确性与缩短分析时间。自动化和小型化的发展可推动离子色谱法的新应用，如自动化样品处理和分析流程提高效率并减少误差。技术创新使离子色谱法在环境监测、食品安全等领域的应用更加广泛和高效。

4.2 与其他技术联合应用

离子色谱法（IC）与其他先进技术的联用可显著提升分析能力。质谱联用结合离子色谱的分离能力和质谱的高灵敏度与选择性，适用于鉴定和定量复杂样品中的未知或微量组分，提高分析的准确性和可靠性。红外光谱和紫外-可见光谱的联合使用可扩展离子色谱的应用范围，提供详细的化合物结构和浓度信息。技术的联合应用可为各类复杂样品提供更高效、更精确的解决方案。

5、结论

离子色谱法可对各类实际样品中的阴、阳离子进行快速有效的检测，服务于饮用水质量监测、空气质量评价以及食品添加剂检测等公共卫生监管。但是离子色谱法也存在一些局限性，其检测性能还具有很大的提升空间，应持续研究与探索，完善和创新离子色谱技术，发挥其独特优势，将进一步拓宽其在公共卫生领域的应用范围，为保障公众健康提供更强有力的技术支撑。

参考文献：

[1]赵原.离子色谱法在职业卫生检测中的应用[J].光源与照明,2022(2):116-118.

[2]杨建军,高海萍,尹仕伟,等.离子色谱法在职业卫生检测中的应用研究进展[J].职业与健康,2021,37(14):1999-2003.

[3]赵丹丹.离子色谱法在职业卫生检测中的应用[J].化工管理,2021(3):113-114.

[4]于雪荣,王秀莉,胡松,等.离子色谱法同时测定饮用水中8种阴离子､5种消毒副产物和草甘膦[J/OL].分析试验室:1-11.

[5]徐公镇.离子色谱法在空气和水污染物测定中的应用[J].黑龙江环境通报,2022,35(4):59-62.

文章来源:费婷.离子色谱法在公共卫生检测中的应用[J].黑龙江环境通报,2024,37(06):1-3.