離子交換色譜模式，你了解嗎？

相信小伙伴們在日常樣品前處理中也接觸過各種各樣的離子交換SPE柱，像WAX（弱陰離子交換模式）、SAX（強陰離子交換模式）、WCX（弱陽離子交換模式）、SCX（強陽離子交換模式）。

離子交換模式也應用到液相色譜中的，那離子交換色譜模式（IEC）的作用機理是什么，有哪些應用，作為液相色譜柱使用時又有哪些注意事項，今天小編就和大家分享一下。

IEC分離是通過離子化或可離子化的基團與色譜柱的固定相表面接觸而實現的。比如說，用于保留質子化的堿（BH⁺）的陽離子交換柱可能含有電荷相反的磺酸基-SO₃-、羧基-COO^-，而用于保留離子化的酸（A^-）的陰離子交換柱可能含有季銨基-N(CH₃)₃⁺、氨基-NH₂⁺。在IEC中，樣品保留取決于樣品離子和流動相反離子相互競爭固定相上帶相反電荷的離子基團的結果。

保留原理可用如下關系式表示：

當為陽離子交換模式時

X^+m+m(R^-Y⁺)  ? X^+mR_m-+mY⁺

X^+m ----  陽離子溶質

Y⁺    ---- 流動相反離子

R^-    ---- 附著在色譜柱填料上的陰離子基團（如-SO₃^-、-COO^-）

當為陰離子交換模式時

X^-m+m(R⁺Y^-)  ? X^-mRm⁺+mY^-

X^-m ---- 陰離子溶質

Y^-    ---- 流動相反離子

R⁺   ---- 附著在色譜柱填料上的陰離子基團（如-N(CH₃)3^+-、-NH₂+）

不同的流動相反離子或多或少通過離子交換被固定相強烈的保留，因此，改變反離子可用于增加或減少溶劑的強度以及樣品的保留值。一般而言，反離子所帶的電荷數越高，對于減少樣品保留就越有效。

不同離子的結合強度、抑制樣品保留和提供較小k值的相對能力按以下順序排列：

陰離子交換

F^-（使溶質的k值較大）<OH^-<醋酸鹽<Cl^-<SCN^-<Br^-<NO₃^-<I^-<草酸鹽^2-<SO₃^2-<枸櫞酸鹽^3-（使溶質的k值較小）

陽離子交換

Li⁺（使溶質的k值較大）

<H⁺<Na⁺<NH₄⁺<K⁺<Rb⁺<Cs⁺<Ag⁺<Mg²⁺<Zn²⁺<Co²⁺<Cu²⁺<Cd²⁺<Ni²⁺<Ca²⁺<Pb²⁺<Ba²⁺（使溶質的k值較小）

IEC通常用于分析酸性或堿性樣品，而流動相的pH對IEC模式的影響與RPC模式相反。例如，降低流動相的pH，會使酸性物質從全電離變為半電離，k值會隨之減少一半，類似的，堿性物質的的電離和保留會隨著流動相pH的升高而降低。

離子交換色譜柱是一種重要的分離技術，其常見應用包括：

1. 無機離子混合物（離子色譜柱）；

2. 生物分子，包括氨基酸、多肽、蛋白質、核酸，特別是寡核苷酸；

3. 碳水化合物；

4. 羧酸類化合物等。

目前月旭的離子交換色譜柱

Ultimate^® “極限"離子交換系列色譜柱:

離子交換色譜柱的注意事項

1. 離子交換色譜柱的平衡時間相對C18柱而言時間較長；

2. 離子交換色譜柱能與水和有機試劑兼容，可用甲醇、乙腈、水（包括緩沖鹽溶液）作為流動相；

3. 陽離子交換柱常用于分析在水溶液中呈陽離子態的化合物，陰離子交換柱常用于分析在水溶液中呈陰離子態的化合物；

4. 離子化合物的保留能力與流動相的pH、離子強度、流動相中有機相比例及溫度有關。通常離子強度越大保留時間越短。對于陽離子化合物，流動相中有機相比例越大，保留時間時間越短，而陰離子化合物，有機相比例越大保留時間越長；

5. 檸檬酸鹽和磷酸鹽等緩沖溶液通常用于調整流動相的pH和離子強度以改善分離度。流動相的pH應該維持在2.0~7.5之間。緩沖鹽濃度不建議超過100mM，否則會鹽析堵塞色譜柱；

6. 離子交換類色譜柱，當出現分離度下降、保留時間漂移等情況時，當出現這類情況時，可以將用10%甲醇水沖洗至少20倍柱體積再測試；

7. 色譜柱存放時間過長也易造成鍵合相脫落，建議有條件的可以隔段時間拿出來沖洗下，確保鍵合相處于活性狀態。