离子交换色谱模式，你了解吗？

相信小伙伴们在日常样品前处理中也接触过各种各样的离子交换SPE柱，像WAX（弱阴离子交换模式）、SAX（强阴离子交换模式）、WCX（弱阳离子交换模式）、SCX（强阳离子交换模式）。

离子交换模式也应用到液相色谱中的，那离子交换色谱模式（IEC）的作用机理是什么，有哪些应用，作为液相色谱柱使用时又有哪些注意事项，今天小编就和大家分享一下。

IEC分离是通过离子化或可离子化的基团与色谱柱的固定相表面接触而实现的。比如说，用于保留质子化的碱（BH⁺）的阳离子交换柱可能含有电荷相反的磺酸基-SO₃-、羧基-COO^-，而用于保留离子化的酸（A^-）的阴离子交换柱可能含有季铵基-N(CH₃)₃⁺、氨基-NH₂⁺。在IEC中，样品保留取决于样品离子和流动相反离子相互竞争固定相上带相反电荷的离子基团的结果。

保留原理可用如下关系式表示：

当为阳离子交换模式时

X^+m+m(R^-Y⁺)  ⇔ X^+mR_m-+mY⁺

X^+m ----  阳离子溶质

Y⁺    ---- 流动相反离子

R^-    ---- 附着在色谱柱填料上的阴离子基团（如-SO₃^-、-COO^-）

当为阴离子交换模式时

X^-m+m(R⁺Y^-)  ⇔ X^-mRm⁺+mY^-

X^-m ---- 阴离子溶质

Y^-    ---- 流动相反离子

R⁺   ---- 附着在色谱柱填料上的阴离子基团（如-N(CH₃)3^+-、-NH₂+）

不同的流动相反离子或多或少通过离子交换被固定相强烈的保留，因此，改变反离子可用于增加或减少溶剂的强度以及样品的保留值。一般而言，反离子所带的电荷数越高，对于减少样品保留就越有效。

不同离子的结合强度、抑制样品保留和提供较小k值的相对能力按以下顺序排列：

阴离子交换

F^-（使溶质的k值较大）<OH^-<醋酸盐<Cl^-<SCN^-<Br^-<NO₃^-<I^-<草酸盐^2-<SO₃^2-<枸橼酸盐^3-（使溶质的k值较小）

阳离子交换

Li⁺（使溶质的k值较大）

<H⁺<Na⁺<NH₄⁺<K⁺<Rb⁺<Cs⁺<Ag⁺<Mg²⁺<Zn²⁺<Co²⁺<Cu²⁺<Cd²⁺<Ni²⁺<Ca²⁺<Pb²⁺<Ba²⁺（使溶质的k值较小）

IEC通常用于分析酸性或碱性样品，而流动相的pH对IEC模式的影响与RPC模式相反。例如，降低流动相的pH，会使酸性物质从全电离变为半电离，k值会随之减少一半，类似的，碱性物质的的电离和保留会随着流动相pH的升高而降低。

离子交换色谱柱是一种重要的分离技术，其常见应用包括：

1. 无机离子混合物（离子色谱柱）；

2. 生物分子，包括氨基酸、多肽、蛋白质、核酸，特别是寡核苷酸；

3. 碳水化合物；

4. 羧酸类化合物等。

目前月旭的离子交换色谱柱

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离子交换色谱柱的注意事项

1. 离子交换色谱柱的平衡时间相对C18柱而言时间较长；

2. 离子交换色谱柱能与水和有机试剂兼容，可用甲醇、乙腈、水（包括缓冲盐溶液）作为流动相；

3. 阳离子交换柱常用于分析在水溶液中呈阳离子态的化合物，阴离子交换柱常用于分析在水溶液中呈阴离子态的化合物；

4. 离子化合物的保留能力与流动相的pH、离子强度、流动相中有机相比例及温度有关。通常离子强度越大保留时间越短。对于阳离子化合物，流动相中有机相比例越大，保留时间时间越短，而阴离子化合物，有机相比例越大保留时间越长；

5. 柠檬酸盐和磷酸盐等缓冲溶液通常用于调整流动相的pH和离子强度以改善分离度。流动相的pH应该维持在2.0~7.5之间。缓冲盐浓度不建议超过100mM，否则会盐析堵塞色谱柱；

6. 离子交换类色谱柱，当出现分离度下降、保留时间漂移等情况时，当出现这类情况时，可以将用10%甲醇水冲洗至少20倍柱体积再测试；

7. 色谱柱存放时间过长也易造成键合相脱落，建议有条件的可以隔段时间拿出来冲洗下，确保键合相处于活性状态。