主题：【讨论】离子色谱的发展趋势

柱效不断提高。

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柱效不断提高。

色谱柱的微型就是提高柱效

戴安新出那个ics5000好像就有增加毛细管IC系统，这个东西已经工业化了，具体性能上不晓得会有什么样的改变，如果能达到uplc相对hplc的作用就好了

原文由 DXIC-USER(dxic-user) 发表:
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对uplc还不是很了解，能说说具体好在那些地方吗？

呵呵，我把附件内容贴出来与大家分享下：

离子色谱进展和趋势


这篇论文是澳大利亚分离科学研究中心主任、澳大利亚塔斯马尼亚大学化学系，澳大利亚工程院院士Paul R. Haddad教授在今年生物分析化学（Anal Bioanal Chem (2004) 379 : 341.343）上刚刚发表对离子色谱最新发展和展望的简要综述。 Paul R. Haddad院士也是2002年全球色谱马丁金奖获得者和2003年IICS（国际离子色谱学术会议）主席 Paul R. Haddad院士提出的主要观点如下

一、 近年来，离子色谱的主要两大成就是（1）淋洗液发生器；（2）电解膜抑制，这两项技术使离子色谱只用纯水就可以实现氢氧根淋洗液的梯度淋洗和纯水电解提供氢离子实现电导抑制，并且废液还是水；

二、 整体固定相会使离子色谱更加快速、灵敏，整体式固定相将会在离子色谱很快商品化，并使离子色谱微型化；

三、 计算机模拟和优化软件，如Virtual Column 2等将为离子色谱新方法的建立，将为用户提供方便、快速和最少的实验操作下的最佳分离方案。

在最初的装置中，离子色谱（IC）技术被认为是用高效离子交换色谱而围绕着低分子量离子的分离和定量。开始时，用离子色谱典型的分离的样品是典型的无机阴离子和阳离子分离。但今天离子色谱被用于分离大量不同类型的物质如有机酸和有机碱，胺基酸。糖类等、尽管大多数化学家仍以为离子色谱作为测定无机阴离子的首次方法，这类的分析是离子色谱中最频繁的。通常离子色谱的应用领域包括仅仅环境分析、临床分析、工业分析等少数领域。

这篇文章关注用抑制电导检测的离子色谱的发展状态和今后的发展方向。虽然还有其它形式的离子色谱，但抑制电导的离子色谱是最广泛应用并且往往提供最好的效能。用抑制电导的离子色谱，淋洗液含有一种适合电解质通过特定的高效离子交换树脂到一个装置称为抑制器，然后进入电导检测器。被测离子在离子交换色谱柱上分离，然后被分离的样品离子（与淋洗液一起）进入抑制器。在抑制器中，淋洗液的电导降低（或“被抑制”）而洗脱的离子电导增加，导致检测信号的信噪比大大增加。抑制器一般功能是具有替换淋洗液或样品阳离子为氢离子，采用离子交换装置带适合的树脂或膜。例如，如果淋洗含有弱酸的盐，如碳酸氢钠，氢离子将被替换为钠离子形成弱电导碳酸。在另一方面，当含有强酸盐的样品，如氯化钠，抑制器会形成盐酸从而使电导增大。

从第一篇离子色谱论文出现至今已经有近30年，而商品化离子色谱也已经超过了25年。在这期间，离子色谱稳步发展，但近年的两个主要成就已经大大加速了离子色谱的发展。第一是成功实现了氢氧根梯度，而第二是研制了高效的电解抑制器。这些内容简要讨论如下。

碳酸氢根淋洗液（有时也用碳酸根－碳酸氢根混合物）淋洗已经被作为主要淋洗液用于离子色谱好多年。这类淋洗液的主要问题抑制后形成的碳酸易于部分电离，导致背景电导略微比希望的高。理想的淋洗液是氢氧根，因为它抑制后形成水而水的实际为零电导而因此提供完美的电导基线。然而，氢氧根淋洗是的问题是难以使用，因为首先它们易于吸收二氧化钠而形成碳酸根，导致被测物的保留时间改变。第二，在淋洗液中的碳酸根会引起不稳定的色谱基线。

离子色谱的一项重大突破是引入电解氢氧根淋洗液发生器。在这个装置中，在淋洗液中的氢氧根离子是水电解发生的。因为氢氧根是在一个密闭的系统中发生，淋洗液不受碳酸根的污染。而且，在淋洗液中氢氧根离子的浓度也可以用淋洗液发生器中不同的电解电流来调节。以这种方式，可以实现重现性氢氧根淋洗液的梯度淋洗。

然而，在离子色谱用氢氧根淋洗液的梯度洗脱能够实际可行之前必须采用有效率极高的抑制器。当然，用一种弱离子交换替换离子如氢氧根有效梯度淋洗需要用相对高浓度的氢氧根在梯度的后程。典型的氢氧根淋洗液浓度需要100mmol/L或者更高，淋洗液的流速为1mL/min或更高，现在需要对这样的淋洗液进行抑制（如质子化），因此，随着对抑制器的要求增加。适合于电解的抑制器是微膜抑制器与电解结合。这种加入电场的抑制器，使离子流经过离子交换膜的流量增加，形成更高的抑制容量，最重要的是这种抑制器去除了化学试剂（酸）的需要。这是因为电场也用于电解水，产生抑制所需要的氢离子，抑制器唯一需要的试剂是纯水。

可以看到电解抑制器和电解淋洗液的发生意味着离子色谱仪器能够用水作为仅有的试剂。在淋洗液发生器中水的电解产生淋洗液，而抑制器仅需要水作为氢离子源。而且，仪器的废液（如抑制的淋洗液）也是水。在分析化学中仅有极少其它例子，总体上不需要化学试剂进行分析。在图1中用电解发生氢氧根淋洗液梯度淋洗完成的高效分离。IC是一种可靠和实用的分析方法，非常灵敏的分析能力。然而，正如许多现有色谱技术对改善它的分析速率和简化方法建立过程是非常有兴趣的工作。它们的趋势如下。



图1　用氢氧根淋洗液的离子色谱梯度分离

Dionex IonPac AS11色谱柱用水和NaOH进行梯度淋洗的流动相。检测采用抑制模式电导。被测物1, 异丙基乙基磷酸; 2, 奎尼酸; 3, 氟离子; 4, 醋酸; 5, 丙酸; 6, 甲酸; 7, 甲磺酸; 8, 丙酮酸; 9, 亚氯酸;10, 戊酸; 11, 一氟醋酸; 12, 溴酸; 13, 氯离子; 14,亚硝酸; 15, 三氟乙酸; 16, 溴离子; 17, 硝酸; 18, 氯酸;19, 亚硒酸; 20, 碳酸; 21, 丙二酸; 22, 马来酸; 23, 硫酸;24, 草酸; 25, 酮基丙二酸; 26, 钨酸; 27, 苯甲酸; 28; 磷酸;29, 铬酸; 30, 柠檬酸; 31, tricarballylate; 32, 异柠檬酸; 33,反乌头酸; 34, 顺乌头酸. (色谱图由Dionex提供)

快速离子色谱分离研究的最初方法是采用整体式固定相用高流速淋洗液洗脱。典型的整体式固定相特别诱人之处是它低的压力和高效的质量传递性能，能够用高流速是淋洗液在没有损失分离效率的情况下进行。在离子色谱整体式固定相的采用还刚刚开始，最好的结果是通过整体式硅胶基质反相色谱柱通过半永久涂覆亲脂性表面活性剂转化为离子交换剂来完成的。例如，Merck整体式C18色谱柱作上表面活性剂溴化双十二烷基双甲基胺（DDAB）用对腈酚淋洗液在10mL/min的流速下对阴离子洗脱（图2）。这些条件对实际应用并不理想，但可以预测整体式固定相（特别是聚合基质材料）不久会研制并用于毛细管柱的形式。

图2 好像看不到内容，麻烦楼主补充下

图2　七种阴离子在30秒内分离。固定相是Merck Chromolith speed ROD RP18e色谱柱涂上DDAB，淋洗液为6.0 mmol/L 对腈酚(pH=7.0)以10mL/min流速。采用抑制电导检测，得到文献7的许可。
与大多数液相分离系统一样，离子色谱是最大缺点是新的分离方法建立比较慢，因为对每个需要评价的新淋洗液，建立色谱柱的平衡需要时间。研究建立一种快速计算机辅助模拟离子色谱分离和优化淋洗液组成因此成为离子色谱用户感兴趣问题。这类软件能够通过计算机模拟来评价固定相和淋洗液，用最少的实验来优化淋洗液的组成和固定相的选用。一个离子色谱的模拟和优化软件是Virtual Column 2，由于Dionex公司出品。这个软件用于测定约50种化合物保留数据以预测被测物的保留行为，以模拟分离，发现设定分离的最优条件。
这个简要综述显示离子色谱继续快速的发展，导致更快、更方便、更灵敏的分离。它因此可以预测离子色谱将继续成为无机阴、阳离子选择的分析方法。今后离子色谱发展还有另人激动方面，特别是整体式固定相，方法建立的软件工具，也许还有更多可行的领域，如微型装置中实现离子色谱。
参考文献
1. Haddad PR, Jackson PE (1990) Ion chromatography: principles and applications, Journal of Chromatography Library Series,No 46. Elsevier, Amsterdam
2. Weiss J (1995) Ion chromatography, 2nd edn. VCH, Weinheim
3. Gjerde DT, Fritz JS (2000) Ion chromatography, 3rd edn. Huthig,Heidelberg
4. Small H (1989) Ion chromatography. Plenum Press, New York
5. Small H, Stevens TS, Bauman WC (1975) Anal Chem 47:1801.1808
6. Rabin S, Stillian J, Baretto V, Friedman K, Toofan M (1993)J Chromatogr 640:97.109
7. Hatsis P, Lucy CA (2003) Anal Chem 75:995.1001
8. Madden JE, Shaw MJ, Dicinoski GW, Haddad PR (2002) Anal Chem 74:6023.6030

毛细管离子色谱进展

摘要 从毛细管离子色谱柱制备和毛细管离子色谱仪器研制两方面评述了毛细管离子色谱目前的发展状况。毛细管离子色谱柱包括开管离子色谱柱，毛细管颗粒填充离子色谱柱以及最近几年发展起来的整体毛细管离子色谱柱。对毛细管离子色谱仪的总结包括微流量泵、小体积进样器、适合毛细管离子色谱系统的小体积抑制器、电导和光学检测器等。
　　关键词离子色谱，毛细管液相色谱， 毛细管离子色谱， 整体柱,评述
　　1 引言
　　仪器微型化是目前分析仪器发展的重要研究方向之一。分离科学与技术的发展，特别是新材料和微制造技术的进步，极大地推进了微分离分析技术乃至其它分析仪器微型化的发展。近年来，色谱领域的微分离技术，如毛细管电泳(CE)、毛细管液相色谱(Capillary HPLC)[1]、毛细管电色谱(CEC)及微流控芯片(Labonchip)等，发展迅速，并在生物、医药、环境等许多领域得到了广泛应用。色谱仪器微型化可以大大降低流动相消耗，从而降低有机溶剂对环境的污染;大大减少了样品用量，非常适合价格昂贵、难以获得的生物样品以及某些有毒的环境样品;分析速度快，装置小，可以实现多通道同时检测。
　　文献[2~4]阐述了离子色谱方法的原理及应用。离子色谱主要用于无机阴、阳离子的分离分析,近些年也应用于有机酸、氨基酸、蛋白质等有机离子的分析。离子色谱最常使用的检测器是电导检测器，此外，紫外可见检测器和安培检测器也经常使用。离子色谱的主要贡献在于对阴离子的分离分析，在离子色谱出现之前，阴离子的分析方法存在灵敏度低、操作烦琐、不能进行多离子同时分析及稳定性、重现性差等缺点。30年来离子色谱在柱技术、抑制器、仪器自动化等方面得到了充分发展。目前，国际上已将离子色谱作为与高效液相色谱、气相色谱和毛细管电泳并列的一种色谱方法单独分类。
　　离子色谱仪器的微型化除了具有和其他色谱仪器微型化相同的优势外，由于其在环境分析领域的特殊地位，微型(小型)化更适应野外环境分析的需要。目前，已有商品化的便携离子色谱仪，将泵、柱、检测器、流动相等全部放在便携箱中，总重量十多kg。
　　普通离子色谱柱内径为4~5 mm，而毛细管离子色谱柱的内径为5~500 μm。1983年，Rokushika等[5]首次报道了毛细管离子色谱仪的研制，采用47 cm×019 mm i.d.石英毛细管柱，柱内填充10 μm阴离子交换填料，配有02 mm i.d.×10 mm中空纤维抑制器，流速19 μL/min，分离了mg/L级的无机阴离子和有机酸以及河水和果汁中的阴离子成分。Kuban等[6]总结了毛细管离子色谱的发展。但是，迄今为止，毛细管离子色谱仪及毛细管离子色谱柱尚未实现商品化。毛细管离子色谱是当今离子色谱领域的重要前沿课题，本文从柱和仪器两个方面对目前毛细管离子色谱的发展进行综述。
　　2 毛细管离子色谱柱
　　2.1 开管毛细管离子色谱柱
　　早在1981年开管液相色谱柱已出现，Ishii等[7]在30~60 μm玻璃毛细管内制备了开管离子交换柱，分离了4种核苷。但是，开管液相色谱柱在应用中受到一些限制。我们可以从Golay所推导的开管液相色谱的塔板高度的基本公式看到其局限性。H=2Dm[]u+(11k′2+6k′+1)d2c[]96(1+k′)2DMu+k′d2f[]3(1+k′ )2Dsu(1)式中，H为板高，u为流动相线速度，k′为容量因子，dc为色谱柱内径，df为固定相涂层厚度，DM、DS分别为溶质在流动相和固定相的扩散速率。由于分子在液相中扩散系数要小于在气相中的扩散系数，所以在开管液相色谱中，第二项的影响非常大。
　　可以看出，塔板高度随柱直径的增加而增加，柱内径降低才会获得高柱效。开管柱要获得比相同长度的填充柱更高的柱效，其内径需要控制在2~10 μm。Muller等[8]制备了内径46~95 μm的开管柱，46 μm i.d.×90 cm的开管柱柱效可达246 000~680 000塔板，分离了碱金属和碱土金属。之后，他们[9]使用46 μm i.d. 开管柱，流速为10~26 nL/min，进样量为10 pL，25 s内分离碱金属和碱土金属，35 s内分离常见阴离子。从式(1)可见，为了减小流动相传质阻力，在使用开管柱时应加大扩散系数，即采用较高的柱操作温度和使用低粘度的流动相。Pyo等 [10]通过提高温度，以提高样品的扩散系数和分离效率，开管柱内径50 μm，柱温120~150℃，对阴离子的分析表明，柱温从室温增加到150℃，柱理论塔板数增加6倍。

开管离子色谱柱渗透性好，柱压低，可以制备很长的色谱柱。但是，开管离子色谱柱具有很小的内体积，由于柱容量小，进样量受到限制，pL级的进样量以及nL/min的流速都对仪器的硬件系统有太高的要求。因此，这方面的研究不多;开管柱尽管起步较早，但一直发展不快，而填充毛细管离子色谱柱容量大，技术上的限制较小。
　　2.2 填充毛细管离子色谱柱
　　Takeuchi等[11]对填充毛细管离子色谱柱进行了深入细致的研究。由于采用毛细管柱可以大大节省流动相的消耗，在动态改性固定相方法研究中，研究费用可以大大降低。Takeuchi等[11]采用032 mm i.d.柱，以表面涂覆溴化十六烷基三甲铵的3 μm ODS为固定相，流动相含有5%的1 mmol/L水杨酸钠，间接紫外检测分析无机阴离子。Hu等[12] 提出静电离子色谱，将两性胶束胆汁酸盐(NaTDC)涂覆在反相色谱填料上，使用纯水为流动相，用于毛细管离子色谱分析。之后，他们采用该方法，在 035 mm i.d.×50 mm毛细管内填充NaTDC胶束涂覆ODS固定相。以CuSO4为流动相，紫外光度检测同时测定了S2O2-3、NO-3、I-、SCN-、Na+和K+ 等阴、阳离子[13]。Takeuchi等[14]将牛血清白蛋白(BSA)固化到5 μm的ODS填料上，填充到035 mm i.d.毛细管柱中，流动相为NaCl和酒石酸。当流动相pH值降低时，更多的 BSA质子化，阴离子的保留增加，间接紫外检测分析了Cl-、NO-2和Br-,并应用于自来水的分析。 他们在035 mm i.d.×50 mm硅胶柱上采用氯化苄基三甲铵(BTMAC)做流动相，采用含2 mmol/L BTMAC的30%乙腈水溶液，分离了碱金属阳离子，应用于威士忌酒和番茄酱中阳离子的测定[15]。采用吸附能力更强的1,1′二甲基4,4′联吡啶盐为流动相，间接紫外测定Mg2+和Ca2+，用于饮料和红酒分析[16]。
　　Takeuchi等在032 mm i.d.×100 mm柱内分别填充硅胶表面涂覆含有离子基团的糖类软骨素硫酸盐(含有—COOH，—CH2OSO3H，—NHCOCH3基团)[17]、涂覆肝磷脂(含有氨基磺酸、羧酸、磺酸基团)[18]，考察了阴、阳离子的保留行为[19];在柱内填充右旋糖苷涂覆的固定相，以CuSO4和三吡啶钌 ruthenium tris(bipyridyl)3+为流动相，分析血清样品中的碱金属和碱土金属[20];采用032 mm i.d.，填充ODS的毛细管柱，流动相中加入8羟基喹啉，8羟基喹啉可以与Mg和Al络合，络合产物用荧光检测[21]。文献[22]使用032 mm i.d.毛细管，填充阴离子交换填料，5 mmol/L Na2SO4为流动相，206 nm直接紫外检测NO-2和NO-3。
　　2.3 整体毛细管离子色谱柱
　　整体柱是近些年发展起来的一种新型分离介质，被誉为第四代色谱填料。整体色谱柱是在色谱柱内通过原位聚合而制成的连续床固定相。这种色谱柱不需用细粒径的填料填装，具有制备简单、渗透性好、传质速度快、避免烧塞子及易于改性等优点。整体柱一经推出即受到色谱领域的高度重视，近些年发展很快，已应用于蛋白质、氨基酸、低聚核苷酸、类固醇、芳烃以及聚合物等物质的分离分析。到目前为止，国内外已有多篇综述介绍整体柱的研究 [23~26]。
　　整体柱主要分为有机聚合物整体柱和无机硅胶整体柱。聚合物整体柱由于制备过程简单，选材范围广，适用的pH 范围宽，在近几年得到了迅速发展。但聚合物整体柱也存在溶胀、受热变形以及机械性能差等不足，并且孔径及孔径分布难以控制。制备有机聚合物整体柱，往往是柱的渗透性与柱效不能兼顾，即柱孔径小时渗透性差，但柱效高;而孔径大时虽然渗透性好，柱效却降低了。硅胶整体柱在孔径控制、机械性能、耐溶剂等方面显示出一定的优越性，但存在适用pH范围窄，制备复杂等局限性。
　　目前离子色谱整体柱大多是在常规尺寸(46 mm i.d.)的商品无机硅胶整体柱上进行修饰，用于无机阴、阳离子的分离分析。硅胶整体柱具有很大的通孔，柱渗透性好，可以使用高流速而柱效并没有显著的降低，因此在快速分离中具有很大的优势。Hatsis等[27]在Merck公司的Chromolith Speed ROD RP18e硅胶基质整体柱(50 mm×46 mm i.d.)表面涂覆溴化十二烷基二甲铵(DDAB)，流速10 mL/min，30 s内分离7种阴离子。Xu等[28~30]近几年对整体柱在离子色谱领域的应用进行了一些研究。Paull等[31]综述了整体柱在离子色谱领域的应用。但是，在毛细管内制备硅胶整体柱用于离子色谱分析的报道很少。Motokawa等[32]在50~200 μm i.d.毛细管内制备了多孔硅胶整体柱，高速离子色谱测定酸度。
　　相对于硅胶整体柱，有机聚合整体柱制备简单。Yuji等[33]报道在250 μm 内径毛细管内原位聚合有机整体柱，分离了一价和二价阳离子。Zakaria等[34]在250 μm石英毛细管柱内制备了有机聚合整体柱，单体为BMA、EDMA和2丙烯酰胺2甲基1丙磺酸混合物，之后表面涂敷季铵功能化乳胶颗粒，30 s即可分离无机离子和有机酸，30 cm长的柱，柱效为18,000 N/m。

3 毛细管离子色谱系统
　　毛细管离子色谱中影响柱效的一个重要因素是柱外效应。柱外效应是指由色谱柱填充床层或分离介质以外的因素引起的色谱峰形展宽而影响柱效的效应,主要是由进样器、检测器以及连接管路体积所引起的。由于毛细管离子色谱对柱外效应有十分严格的要求，常规离子色谱系统的各仪器部件都要做出相应的改造或重新设计才能使系统稳定、高效地运行。必须解决的几个技术难题是：极低流速、准确的梯度控制;准确的小体积进样;高信噪比、高灵敏检测技术。
　　3.1 毛细管离子色谱系统的泵
　　高压输液系统性能直接影响整个仪器的重复精度、稳定性和分析定量准确度。目前多采用螺旋注射泵及往复柱塞泵作为输液源。当流量在50~150 μL/min时，柱塞泵与注射泵均有商品仪可用于二元、三元及四元梯度淋洗模式。柱径在50~300 μm毛细管柱，流量范围通常在50 nL/min~4 μL/min。因为梯度淋洗要求泵系统有至少1%工作流量的控制精度和重复性，可以采用分流技术，使泵工作在最低稳定流量。LCPacking /Dionex的UltiMateTM微量泵即采用分流设计，低压四元梯度淋洗，可在60 s内完成0~100%的梯度变化，流量范围50 nL/min~200 μL/min。
　　3.2 毛细管离子色谱系统的进样
　　对进样装置要求密封性好，死体积小。使用液相色谱系统进行样品分析时，被分析物由进样阀送至分析柱头。样品在阀内的扩散将会引起峰展宽，这使得进样阀内定量管的体积不能太大。对于进样量大于20 nL的样品，可通过使用不同体积定量管的进样阀;进样量在20 nL以下的样品，通常采用在进样器与色谱柱之间装一个分流三通的方法得到。还可以采用控制进样时间或进样体积，仅使一部分样品到达柱头的方法完成小体积样品的进样。毛细管离子色谱由于进样量小而使得检测灵敏度低，采用柱上浓缩和大体积进样的方法有助于解决这一问题。
　　3.3 毛细管离子色谱系统的抑制器
　　若采用柱抑制器，会造成很大的死体积。膜抑制器可以大大减小死体积，在毛细管离子色谱中是一个很好的选择。 Rokushika等[35]采用75~80 μm内径的非常短的热缩膜作为抑制器。Kuban等[36,37]在芯片上制作了更小的膜抑制器。
　　3.4 毛细管离子色谱系统的检测器
　　3.4.1 电导检测器 电导检测器在离子色谱中应用最为普遍，对于安培检测电活性不高和光学吸收比较弱的小无机阴、阳离子的检测非常有效。电导检测器可以分为接触式和非接触式两种。常规离子色谱采用的电导检测器通常为接触式的。毛细管电泳所用的接触电导检测器池体积很小，适用于毛细管离子色谱。使用一对Pt微电极直接插入到激光打孔的毛细管内或置于分离毛细管末端，或在毛细管末端沉积一层金属薄膜作为检测电极。在电极上施加一定频率的交流信号，当分离的样品经过检测电极时，由于样品和缓冲溶液间电导的差别，产生响应信号。Dasgupta等[38,39]在电极设计中采用小内径的金属毛细管或针减小电导检测器的体积以满足毛细管柱对检测器死体积的要求。他们报道的抑制电导检测器将两个100 μm直径的铂丝平行通过190 μm内径的聚氯乙烯毛细管壁，彼此尽可能靠近[40]。Dionex公司使用盘状金属电极，上面的75 μm的孔作为检测池[41]。
　　传统接触式电导检测器由于在电极上易发生电化学反应，以及复杂基体样品的吸附作用，致使电极污染而导致电极的响应性能变坏。因此，检测电极必须经常作活化处理，必要时还需将电极拆下来清洗，由于使用的是微电极，操作困难，使用不方便，这是这种电导检测器很难商品化的主要原因之一。Pungor等[42]设计了基于示波测量法的非接触电导检测器，检测池连接到振荡滴定仪上，包括两个表面涂有甲基硅酮或聚四氟乙烯的同心电极。此后，他们又将此检测器用于离子色谱柱后检测器[43]，用高频晶体振荡器进行激发，评价了检测器在抑制和非抑制离子色谱系统中的使用情况，结果表明与商品接触式电导检测器性能相当。Zemann 等[44]和da Silva等[45]分别研制了电容耦合非接触电导检测器(C4D)用于毛细管电泳。这种非接触电导检测使用的管状电极仅简单地套在分离毛细管外面，和管内的溶液不接触，将一高频交流信号作用在检测电极上，电极和管内溶液电耦合形成一闭合回路，当样品区带经过检测电极时，由于样品和缓冲溶液间电导的差别产生响应信号。非接触电导检测避免了传统电导检测器中电极易于污染的缺点，加之这种电导检测器使用的电极非常简单，分离毛细管只需穿过检测电极即可，使用起来非常方便。目前，非接触电导检测器在毛细管电泳[46]、毛细管电色谱[47]和微流控芯片中都得到了应用。谭峰等[48]制作的非接触电导检测器用于毛细管电泳检测，对碱金属、碱土金属的浓度检出限为5~16 μmol/L，响应线性范围为10-6~10-3 mol/L。Kuban等[49]报道了非接触电导检测器在常规离子色谱中的应用，与接触电导检测结果一致。
　　3.4.2 光学检测器 使用紫外和荧光检测器时，毛细管柱多采用柱上检测方式，即除去柱尾引出空毛细管外的聚酰亚胺涂层，将透明石英部分作为检测窗口。由于吸收光程太短，采用紫外光柱上检测最大的不足是浓度灵敏度低。增加光程可使灵敏度提高，常用的检测池改造方式有鼓泡法和Z型池。鼓泡法通常只能提高灵敏度3~5倍，效果并不显著，并且由于这种检测池与毛细管柱的出口连接处在换柱时容易出现石英破裂，制作困难，且价格昂贵，实际中应用不多。Z型检测池可较大程度地提高灵敏度，但是检测池长度的增加也降低了分离效率，在Z形池的设计中灵敏度提高5倍的同时，分离度与分离效率约降低15%。目前，LCPacking/Dionex 可以提供体积为3 nL的Z型池紫外检测器，Waters公司可提供池体积为250 nL的光电二极管矩阵检测器。
　　荧光检测器是一种高灵敏的、有选择性的检测器。毛细管离子色谱柱常常使用柱上检测，样品的荧光激发区和吸收光程都比常规检测池要小许多，所以在毛细管离子色谱系统中使用荧光检测器后灵敏度的提高不如常规离子色谱显著。提高激发光能，发射光强度相应提高，这在一定程度上可增强灵敏度;但是与之相关的噪音如离散光、拉曼散射等也增强了。商品化的HPLC荧光检测器很难适用于毛细管离子色谱。由于激光是高度平行光和高度相干光，具有单色性好、发散角小、强度高和准直性能好的特点，可以校准聚焦成比目前所使用的所有毛细管都细的微束(可被聚焦成几μm的光斑)使能量高度集中射入毛细管内部，激发出强的荧光，并且能减小因毛细管壁的散射所引起的背景噪音，从而可以显著地提高分析灵敏度。因此，激光是荧光检测器的理想光源，特别适合于微型检测池。激光诱导荧光检测器是最灵敏的检测技术之一，其灵敏度比通常使用的紫外可见吸收检测高出2~3个数量级，浓度检出限通常为 nmol/L~pmol/L，甚至可达10-9~10-13 mol/L。目前，激光诱导荧光检测器的发展在毛细管电泳和微柱液相色谱方面得到了广泛的应用。杨丙成等[50]对激光诱导荧光检测器在微分离中的应用进行了综述。

3.5 毛细管离子色谱仪的研制
　　Dasgupta等[51]报道了一套毛细管离子色谱系统，采用毛细管离子色谱柱为180 μm i.d.×56 cm，填充Dionex AS11阴离子交换填料，纯水通过电渗析流动相发生器产生NaOH，抑制器80~100 μm内径，长11 mm，配有毛细管池的电导检测器。流速2 μL/min(线速度13 mm/s)时，柱压<56 MPa。用毛细管填充柱和抑制电导检测体系分离无机和有机阴离子。他们还研制了一种野外便携式离子色谱仪，仪器外观28 cm×43 cm×15 cm，质量10 kg[52]。在电渗析流动相发生器之前使用一个捕集柱去除杂质。采用180 μm i.d.×50 cm填充毛细管柱，带有抑制电导检测系统，检出限可达μg/L级。Boring等[53]采用预浓缩柱与上述毛细管离子色谱柱联用，检测了μg/m3级的可离子化气体。
　　4 展望
　　目前，有关毛细管离子色谱的研究在离子色谱领域得到了高度的重视。毛细管离子色谱可以大大节省流动相的消耗，对于动态改性固定相的研究，可以降低研究费用。整体柱在快速分离方面具有很明显的优势。有机聚合整体柱的制备过程又非常简单，制备高效、快速分离的毛细管离子色谱整体柱是目前以及今后一段时间内研究的重点。目前，本实验室研制了内径为032 mm的强阳离子交换毛细管整体柱，成功地用于饮用水中Ca和Mg的测定;还制备了高离子交换容量的毛细管离子交换整体柱，柱长仅为15 cm，在60 mm/s的高流速下，5 min内分离了4种蛋白质。在毛细管离子色谱检测器的研究中，非接触电导检测器具有池体积小，电极不受污染，使用寿命高等优点，具有很好的发展前景。
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