現(xiàn)代離子色譜的最新進展及在衛(wèi)生檢驗中的應(yīng)用

曾炫萍

廣西壯族自治區(qū)疾病預(yù)防控制中心理化檢驗所 廣西 南寧 530028

食品安全及衛(wèi)生檢測是當(dāng)下我們面臨的重要社會問題，尤其作為生命之源的水質(zhì)，更與每個人的生命健康息息相關(guān)[1]。離子色譜（Ion Chromatography，IC）則屬于一種高效液相色譜（HPLC)，是一種能夠?qū)﹃庪x子、陽離子進行有效分析的液相色譜方法[2]；自該技術(shù)問世以來，其始終是分析化學(xué)領(lǐng)域中精準度及分析速度均較快的分析技術(shù)之一，且伴隨檢驗技術(shù)的不斷發(fā)展完善，其已經(jīng)發(fā)展了多種檢測及離子分離手段，是一種兼具選擇性、靈敏度及快速性等先進儀器，為衛(wèi)生檢驗工作的高效開展提供了有效價值[3]。

1、IC概述

1.1 技術(shù)原理

在實踐應(yīng)用中，IC法主要借助光化學(xué)及電化學(xué)理論為基本原理，其能夠通過改變離子間的相關(guān)作用，完成對特點離子的分離[4]；在長時間的發(fā)展進程中，離子色譜法逐漸形成了三種色譜類型，其一為高效離子交換色譜，其二為離子排斥色譜，其三為離子對色譜[5]。在實際應(yīng)用中，上述三種色譜作用機理有一定差別，可在不同檢測場景中適用。高效離子交換色譜主要通過離子間交換實現(xiàn)離子分離；離子對色譜主要借助離子形成、吸附原理實現(xiàn)離子分離；離子排斥色譜則借助離子間相互排斥作用實現(xiàn)離子分離[6]。

1.2 優(yōu)勢

從水質(zhì)分析角度對IC技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢分析來看，其對比傳統(tǒng)檢測手段不僅具有操作難度低、選擇性強等優(yōu)勢，同時也能夠靈活結(jié)合需要分析的特定物質(zhì)進行有效分離，具有檢測周期短、速度快、檢測結(jié)果準確度高等優(yōu)勢[7]。不僅如此，在實際應(yīng)用中，IC技術(shù)還能夠在同一時間實現(xiàn)對多種不同離子的快速檢測，且具有較強的環(huán)保性能及抗干擾性能，在實際檢測中也不會對外部環(huán)境產(chǎn)生不利影響。正是由于具有這一優(yōu)勢，IC法在環(huán)境檢測、水質(zhì)分析、醫(yī)療檢測、食品檢測等等多個領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用[8]。

2、IC技術(shù)在衛(wèi)生檢驗中的應(yīng)用——以水質(zhì)檢測為例

2.1 在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

在IC技術(shù)應(yīng)用中，其檢測的主要為無機陰離子、陽離子以及小分子羧酸等物質(zhì)，主要涉及分離模型為離子交換及離子排斥[9]。在該技術(shù)應(yīng)用中，涉及樣本一般包含生活飲用水、雨水、江河湖泊水、地下水、廢水以及電廠循環(huán)水等。在水質(zhì)分析中，應(yīng)用IC技術(shù)不僅能夠快速對水中常見的陽離子及陰離子進行分析，同時也能夠較為準確地定量檢測飲用水中含有的亞氯酸根、氯酸根、次氯酸根等消毒產(chǎn)物[10]。

2.2 在無機離子中的應(yīng)用

在日常生活中，我們所接觸的飲用水中含有難以具體計量的眾多陰陽離子。這些陰陽離子一般難以通過肉眼或其他檢測儀器進行觀察計數(shù)。因而在實際檢測中便可借助IC技術(shù)對相關(guān)無機離子進行檢測，從而得出相關(guān)結(jié)論，為水質(zhì)分析評估提供可靠依據(jù)。在借助IC技術(shù)進行無機離子檢測中，需要使用的實驗儀器主要包含離子色譜儀、標準容量瓶（50ml）、自動進樣器、標準容量瓶（容量100mL）。在實際檢測工作開展中，相關(guān)人員可借助IC技術(shù)對水中含有的無機陰離子參數(shù)進行分析，同時也能夠?qū)λ|(zhì)中的陰離子，包括硝酸根、氯離子、亞硝酸根、硫酸根等進行檢驗。在鄒沫君,唐詩文,陳誠[11]的研究中也發(fā)現(xiàn)，在水質(zhì)檢測的實際應(yīng)用中，通過應(yīng)用IC技術(shù)不僅能夠有效縮短檢測時間，為相關(guān)人員操作提供便利，同時也可有效節(jié)約檢測消耗，提升實驗結(jié)果準確性。

2.3 在有機酸、堿中的應(yīng)用

IC技術(shù)在有機酸及有機堿的分析中也有廣泛應(yīng)用。在傳統(tǒng)化學(xué)分析方案中方法中，取代基、帶控基的多元酸、控酸等經(jīng)過衍生反應(yīng)后，往往會產(chǎn)生一定的難以生存的可揮發(fā)組分，故難以利用氣相色譜進行分析。而在IC技術(shù)應(yīng)用中則能夠有效解決這一問題，在新型排斥柱離子填料應(yīng)用中，其間包含普通排斥柱的陽離子交換基團，可以以起基代替OH基，并與位于填料弱離子交換處的co基結(jié)合產(chǎn)生氫基，進而選擇性增強琵基酸的分離。此外，通過借助離子排斥分離模式，還能夠有效對水中的50種以上可溶性有機酸進行測定，進而對多種有機酸條件進行分析，在水質(zhì)分析中發(fā)揮顯著成效。

2.4 在復(fù)雜樣品分析中的應(yīng)用

伴隨IC技術(shù)的不斷進步，在現(xiàn)階段的檢驗應(yīng)用中，已經(jīng)使無機陽離子/陰離子、離子物質(zhì)、有機酸、以及非離子物質(zhì)等多種物質(zhì)的同時分離得以實現(xiàn)。就實際水質(zhì)檢測工作而言，其中多會出現(xiàn)樣本中同時包含陽離子、陰離子以及其他有機物的情況。在既往應(yīng)用的檢測分析技術(shù)中，往往很難對其成分進行準確測定分析；而IC檢測方法則有所不同，其能夠有效實現(xiàn)對復(fù)雜水體的檢測，并通過對水環(huán)境中的有機及無機物質(zhì)進行分離，有效檢測出水中含有的導(dǎo)電成分，進而達到促進水環(huán)境檢查精準性與準確性提升的效果。在實際檢測中，可通過單株離子色譜法檢測水樣中的草酸、Ca+及Cl-等離子含量；而借助EDTA溶液為洗脫液，則能夠借助與鈣離子間的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生陰離子配合物，從而實現(xiàn)同步檢測有機酸、陰陽離子的效果。

3、IC技術(shù)在衛(wèi)生檢驗方面的應(yīng)用進展

從IC技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢來看，其主要體現(xiàn)在分析無機陰離子方面，同時也能夠用于有機酸堿、金屬陽離子、氨基酸、糖類以及肽類化合物等多種物質(zhì)分析中。目前能夠借助IC技術(shù)進行測定的無機陰離子數(shù)量已達到50種以上，其在衛(wèi)生檢驗的多個領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用，尤其在勞動衛(wèi)生、食品衛(wèi)生、醫(yī)學(xué)檢測、環(huán)境監(jiān)測等方面。

3.1 無機陰、陽離子

在既往針對無機陰離子的分析中，多采用化學(xué)分析法，而該方式存在費時、費力以及重現(xiàn)性不佳等弊端，且試劑用量大、檢測靈敏度不佳，故為衛(wèi)生檢驗工作帶來了一定麻煩。而IC技術(shù)在無機陰/陽離子分析中的應(yīng)用則為化學(xué)史上的重要突破，其不僅具有較高的靈敏度，且能夠同時對多種陰/陽離子進行檢測，在水質(zhì)、肉類、奶粉以及米酒等樣品檢測中均有關(guān)鍵應(yīng)用。

3.2 元素形態(tài)分析

在現(xiàn)階段的分析科學(xué)研究中，無機痕量元素的形態(tài)分析已經(jīng)成為了重要的研究領(lǐng)域；一般而言，同種元素的不同化學(xué)形態(tài)能夠產(chǎn)生不同的環(huán)境效應(yīng)及生物效應(yīng)，因而結(jié)合物質(zhì)特性進行元素形態(tài)分析十分關(guān)鍵。粟貴,劉雁鳴,龍海燕,等[12]在研究中，通過應(yīng)用IC技術(shù)對食品添加劑三聚磷酸鹽中的雜質(zhì)含量進行測定中發(fā)現(xiàn)，在該測定方法中，可應(yīng)用梯度淋洗法進行，無需加入有機改進劑，在一次進樣下便可同時檢測并分離三聚磷酸鹽中含有的F-、NO3-、Cl-、SO2-、焦磷酸酸鈉、磷酸鹽以及三偏磷酸鈉等多種雜質(zhì)。

3.3 有機物分析

在衛(wèi)生檢驗學(xué)應(yīng)用中，IC技術(shù)的應(yīng)用不僅僅局限于分析常規(guī)無機離子，同時其也能夠?qū)Υ蟛糠质称分械挠袡C物成分進行準確分析。馬曉年，李旭，張秀清等[13]在研究中，使用IC技術(shù)對市場供水中的消毒副產(chǎn)物——二氯乙酸、三氯乙酸含量進行測定發(fā)現(xiàn)，IC法條件測定標準曲線范圍介于2.5～500.0μg/L，檢出限為1.0μg/L。這顯示離子色譜方法具有較高的檢測準確性，且線性范圍較寬，能夠較為準確地對常規(guī)無機離子進行分析。而周楠，袁利杰，陳世偉等[14]在研究中則發(fā)現(xiàn)，通過建立離子色譜-電導(dǎo)法能夠有效去除基質(zhì)中不易揮發(fā)的離子，并排除紫外末端吸收干擾，有效測定小麥粉中的雙乙酸鈉含量，為相關(guān)物質(zhì)的測定提供準確參考。此外，借助脈沖安培檢測器及陰離子交換分離技術(shù)對糖類進行分析也成為了衛(wèi)生檢驗中的突破性技術(shù)。

3.4 離子色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(IC-MS)

單一IC法在衛(wèi)生檢驗中針對部分物質(zhì)存在假陽性、非特異性及定量限較高等缺陷，因而有相關(guān)研究人員提出，可采取離子色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(IC-MS)實施檢驗，從而提升檢測準確性。曾艷,郞紅,邵輝,等[15]在其研究中，針對茶葉中高氯酸鹽的檢驗則采取了0.2%的乙酸水超聲振蕩0.5h提取、同位素內(nèi)標、濾液上機檢測的前處理形式建立了IC-MS法對市售的5種茶葉樣品展開了檢測，研究顯示回收率良好，且操作簡單，可在提取后直接檢測，并借助離子交換柱的分離和質(zhì)譜特異性檢測高氯酸鹽固定質(zhì)荷比，從而有效排除其它物質(zhì)干擾，提升檢測準確性。由此可見，IC-MS法對比單一依靠柱子出峰時間定性分析的IC檢測法更為精準，能夠有效消除其他離子對目標離子的干擾，促進檢測準確性的提升。

結(jié)語：

總體而言，IC技術(shù)作為經(jīng)典液相色譜中的重要分支，其在衛(wèi)生檢驗領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。而伴隨現(xiàn)階段離子技術(shù)理論及技術(shù)的不斷發(fā)展完善，相信日后也會有更多檢測技術(shù)被不斷納入到衛(wèi)生檢驗領(lǐng)域，從而為衛(wèi)生檢測精準性的提升提供可靠依據(jù)。