離子層析 Ion chromatography
離子層析 (Ion Chromatography, IC) 屬於高效液相層析 (HPLC) 技術的一個分支,但由於其獨特的設計與應用,通常被視為一種「專用型HPLC」。以下是詳細說明:
1. IC與HPLC的關係
HPLC (廣義):涵蓋多種分離模式 (反相、正相、離子交換等),適用於通用型 HPLC 系統,常用於分析有機物、生物分子、藥物等 。
IC (專用型HPLC):專注於「離子交換」分離無機/小分子離子,需有特殊化 IC 系統 (需抑制器、導電度檢測器) ,常用於分析無機離子 (Cl⁻、NO₃⁻)、有機酸等。
共同點:
- 皆基於液相層析原理,使用高壓泵、管柱和檢測器。
- 需優化流動相組成、流速和管柱選擇。
差異點:
- IC:專為離子分析設計,需搭配抑制器 (Suppressor) 降低背景導電度,並使用導電度檢測器 (CD)。
- HPLC:通常使用 UV 或質譜檢測器,適用更廣泛的化合物。
雖然 IC 本質上是 HPLC 的一種,但因其以下特點,在實務中常被獨立討論:
1. 專用管柱:
- IC 使用低交換容量的離子交換樹脂 (如Dionex IonPac®),避免強吸附小離子。
- 一般 HPLC 的 IEC 管柱 (如DEAE、CM) 交換容量較高,適合生物大分子。
2. 特殊檢測系統:
- IC 需抑制器將高導電度的淋洗液 (如NaOH) 轉換成水,以提升導電度檢測靈敏度。
- HPLC 的離子交換模式 (IEC) 通常直接搭配 UV 或 MS 檢測,不需抑制器。
3. 應用領域明確:
- IC 主要用於環境 (水質)、食品 (添加劑)、工業 (無機污染物) 等離子分析。
- HPLC 的 IE C更常見於生物製藥 (蛋白質純化)。
4. IC 與 HPLC 中的 IEC 模式比較:
IC (離子層析):分析目標為無機離子 (Na⁺、Cl⁻)、有機酸,管柱為低容量離子交換樹脂;流動相為低濃度緩衝液 (如碳酸鹽/氫氧化物);檢測器為導電度檢測器(CD) ,且需要抑制器。
HPLC-IEC (離子交換層析):分析目標為蛋白質、核酸、多肽等生物分子,管柱為高容量離子交換樹脂 (如DEAE、SP) ,流動相為高鹽梯度 (如NaCl/Tris-HCl);檢測器為 UV (280 nm)、質譜 (MS),無需抑制器。
實務中的儀器區別
- IC 系統:
- 必備組件:高精度脈衝泵、抑制器、導電度檢測器。
- 範例:Thermo Scientific™ Dionex™ ICS-6000。
- HPLC 系統:
- 可執行 IEC,但需額外選配導電度檢測器才能用於 IC 分析。
- 範例:Agilent 1260 Infinity II HPLC (搭配CD檢測器)。
IC是 HPLC 技術下的子類別,專為離子分析優化,核心差異在於:
1. 專用低容量管柱 + 抑制器 + 導電度檢測。
2. 應用聚焦於無機/小分子離子,而非傳統 HPLC 的有機或生物分子。
若實驗室需同時分析離子和有機物,可選擇兼容 IC 模式的 HPLC 系統 (如配備CD檢測器),或直接使用獨立 IC 儀器以獲得最佳靈敏度。