離子交換色譜法影響保留行為的因素

離子交換色譜法的保留行為和選擇性與被分離的離子、離子交換劑以及流動相的性質(zhì)等有關(guān)。離子交換劑對不同離子的交換選擇性不同，一般來說，離子的價數(shù)越高，原子序數(shù)越大，水和離子半徑越小，則該離子在離子交換劑上的選擇性系數(shù)就越大。例如，強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂對陽離子的選擇性系數(shù)順序為：

Fe³ 〉A(chǔ)l² 〉Ba² 》Pb² 〉Sr² 〉Ca² 〉Ni² 〉Cd² 》Cu² 》Co² 》Mg² 》Zn² 》Mn² 〉A(chǔ)g 〉Cs〉Rb 〉K 》NH⁴ 〉Na 〉H 〉Li 。

弱酸型陽離子交換樹脂的基團(tuán)（如一COOH）的離解受溶液中H 抑制，所以H 在該類樹脂上的保留能力很強(qiáng)，甚至大于二價、三價陽離子。

強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂對陰離子的選擇性系數(shù)順序為：檸檬酸根〉PO₄^3-〉SO₄^2-〉I^-〉NO^3-〉SCN^-〉NO^2-〉Cl^-〉HCO^3-〉CH₃COO^-〉OH^-〉F^-。

離子的保留還受流動相的組成和pH值的影響：交換能力強(qiáng)、選擇性系數(shù)大的離子組成的流動相具有強(qiáng)的洗脫能力。流動相的離子強(qiáng)度增大，其洗脫能力增強(qiáng)，使組分的保留值降低。強(qiáng)離子交換樹脂的交換容量在很寬的范同內(nèi)不隨流動相的pH值變化。pH值的調(diào)節(jié)主要體現(xiàn)其對弱電解質(zhì)離解的控制，溶質(zhì)的離解受到抑制，其保留時間變短。因此，pH值的變化，對弱離子交換樹脂的交換能力影響較大。

離子交換色譜法的固定相為離子交換劑，常用的有離子交換樹脂和化學(xué)鍵合離子交換劑。經(jīng)典離子交換色譜法的固定相為離子交換樹脂，其缺點是易于膨脹，傳質(zhì)較慢，柱效低。不耐高壓。HPLC中的固定相是鍵合在薄殼型和多孔微粒硅膠上的離子交換劑，其機(jī)械強(qiáng)度高，不溶脹，耐高壓，傳質(zhì)快，柱效高。

離子交換色譜法的流動相是具有一定pH值和離子強(qiáng)度的緩沖溶劑，或含有少量有機(jī)溶劑，如乙醇、四氫呋喃、乙腈等，以提高色譜選擇性。

離子交換是利用一種不溶性高分子化合物，它的分子中具有解離性基團(tuán)(交換基)，在水溶液中能與溶液中的其他陽離子或陰離子起交換作用。此種交換反應(yīng)都是可逆的，一般也都是遵循化學(xué)平衡的規(guī)律。雖然交換反應(yīng)都是平衡反應(yīng)，但在色譜柱上進(jìn)行時，由于連續(xù)添加新的交換溶液，平衡不斷按正反應(yīng)方向進(jìn)行，直至完全，因此可以把離子交換劑上的原有離子全部洗脫下來。當(dāng)一定量的溶液通過交換柱時，由于溶液中的離子不斷被交換而濃度逐漸減少，因此也可以全部被交換而吸著在交換劑上，根據(jù)這一原理可以用離子交換法直接從植物提取液中交換含游離離子基團(tuán)的酸、堿及兩性成分，使與糖類等無游離離子基團(tuán)的中性物質(zhì)分開，而被吸著的物質(zhì)也可用另一洗脫液洗脫下來，這就是常用的離子交換法。

如有兩種以上的成分被吸著在離子交換劑上，用另一洗脫液洗脫時，它們的被洗脫能力取決于各物質(zhì)洗脫反應(yīng)的平衡常數(shù)，利用物質(zhì)“吸附”及“解吸附”能力的不同進(jìn)行分離即為離子交換色譜。

離子交換色譜法大部分采用合成離子交換劑。一種是單體在聚合前本身就含有交換基團(tuán)，另一種是首先形成聚合物，然后引進(jìn)交換基團(tuán)。其中用途最廣的是離子交換樹脂。另外也有在纖維素或多聚糖上人工引入交換基團(tuán)所成的離子交換劑。大多用于植物大分子蛋白質(zhì)、核酸、酵素及多糖體的分離精制。

離子交換色譜主要是用來分離離子或可離解的化合物。它不僅廣泛地應(yīng)用于無機(jī)離子的分離，而且廣泛地應(yīng)用于有機(jī)和生物物質(zhì)，如氨基酸、核酸、蛋白質(zhì)等的分離，在生物化學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

色譜法的應(yīng)用可以根據(jù)目的分為制備性色譜和分析性色譜兩大類。

制備性色譜的目的是分離混合物，獲得一定數(shù)量的純凈組分，這包括對有機(jī)合成產(chǎn)物的純化、天然產(chǎn)物的分離純化以及去離子水的制備等。相對于色譜法出現(xiàn)之前的純化分離技術(shù)如重結(jié)晶，色譜法能夠在一步操作之內(nèi)完成對混合物的分離，但是色譜法分離純化的產(chǎn)量有限，只適合于實驗室應(yīng)用。

分析性色譜的目的是定量或者定性測定混合物中各組分的性質(zhì)和含量。定性的分析性色譜有薄層色譜、紙色譜等，定量的分析性色譜有氣相色譜、高效液相色譜等。色譜法應(yīng)用于分析領(lǐng)域使得分離和測定的過程合二為一，降低了混合物分析的難度縮短了分析的周期，是比較主流的分析方法。在中華人民共和國藥典中，共有超過約600種化學(xué)合成藥和超過約400種中藥的質(zhì)量控制應(yīng)用了高效液相色譜的方法。