離子色譜法
離子色譜法（或離子交換色譜法）是一種根據離子和可電離極性分子與離子交換劑不同的的親和力來分離它們的方法。[1][2]它適用於大部分類型的帶電分子，包括小無機陰離子、大蛋白質分子、小核苷酸、和氨基酸。然而，離子色譜法必須在距離蛋白質等電點1個pH單位的條件下進行。
歷史
離子色譜法通過多年的經驗積累而逐步發展。自1947年，Spedding和Powell開始使用置換離子交換色譜法分離稀土。此外，他們還展示了氨中14N和15N同位素的離子交換分離。20世紀50年代初，Kraus和Nelson 展示了多種金屬離子分析方法的使用，這些方法依賴於通過陰離子色譜法分離氯化物、氟化物、硝酸鹽或硫酸鹽絡合物。從1960年到1980年，工業界逐步引入了自動在線檢測以及用於金屬離子分離的新型色譜方法。陶氏化學公司的Small，Stevens和Bauman的開創了現代離子色譜法。如今人們可以通過抑制電導率檢測系統有效分離陰離子和陽離子。1979年，Gjerde等人提出了一種採用非抑制電導檢測的陰離子色譜方法。[3]
原理
離子交換色譜根據分子各自的帶電基團來分離分子。離子交換色譜基於庫侖（離子）相互作用將分析物分子保留在色譜柱上。離子交換色譜基質由帶正電和帶負電的離子組成。[4]
用途
水質檢測
離子色譜法被用於高純水的離子分析，飲用水水質分析，幾各種水中離子和金屬鹽的檢測。[5]
醫學用途
離子色譜法的使用可以在銀化色譜法中看到。通常，銀和含有炔鍵和烯鍵的化合物具有非常弱的相互作用。這種現象已在烯烴化合物上進行了廣泛的測試。烯烴與銀離子形成的離子絡合物很弱，並且是基於pi、sigma 和d軌態的重疊而形成的，因此可用電子不會導致雙鍵發生真正的變化。利用銀離子操縱這種行為，將混合物中的脂質（主要是脂肪酸）分離成具有不同數量雙鍵的級分。離子樹脂用銀離子浸漬，然後暴露於各種酸（矽酸）中以洗脫不同特性的脂肪酸。[6]
工業應用
自 1975 年以來，離子色譜法已廣泛應用於許多工業領域。主要有益優點是可靠性、非常好的準確度和精密度、高選擇性、高速度、高分離效率和低成本耗材。與離子色譜相關的最重要的發展是新的樣品製備方法；提高分析物分離的速度和選擇性；降低檢測限和定量限；擴大應用範圍；制定新的標準方法；小型化並擴大了一組新物質的分析範圍。[7]允許對電鍍液的電解質和專有添加劑進行定量測試。它是定性赫爾槽測試或不太準確的紫外線測試的進步。可以測量離子、催化劑、光亮劑和促進劑。離子交換色譜法已逐漸成為一種廣泛知曉的通用技術，用於檢測陰離子和陽離子物質。針對各種感興趣的領域，特別是製藥行業，已經開發或正在開發用於此類目的的應用程式。近年來，離子交換色譜在藥物中的使用不斷增加，2006年，美國藥典國家處方集（USP-NF）中正式添加了有關離子交換色譜的章節。此外，在2009年發佈的USP-NF中，美國藥典使用兩種技術對離子色譜進行了多種分析：電導率檢測以及脈衝電流檢測。這些應用大多數主要用於測量和分析藥物中的殘留限量，包括檢測草酸鹽、碘化物、硫酸鹽、氨基磺酸鹽、磷酸鹽以及包括鉀和鈉在內的各種電解質的限量。 2009 年版 USP-NF 總共發佈了 28 種用於分析活性化合物或活性化合物成分的檢測方法，使用電導率檢測或脈衝電流檢測。
藥品研發
離子色譜法用於藥物產品開發和質量控制測試的不同方面。例如，該方法可以提高藥物活性藥物分子的穩定性和溶解度特性，並且可以用於檢測對有機溶劑具有更高耐受性的系統。離子色譜法已用於測定分析物，作為溶出度測試的一部分。例如，鈣溶解測試表明，介質中存在的其他離子可以在它們之間很好地分解，也可以與鈣離子分解。[8]因此，離子色譜法已應用於片劑和膠囊劑形式的藥物中，以確定藥物隨時間溶解的量。離子色譜法還廣泛用於藥物製劑中使用的賦形劑或非活性成分的檢測和定量。由於這些極性基團在離子柱中得到解析，因此可以通過離子色譜法檢測此類製劑中的糖和糖醇。離子色譜法還用於分析原料藥和產品中的雜質。對不屬於藥物化學實體的雜質或任何成分進行評估，並提供有關患者每天應服用的最大和最小藥物質的量的見解。
參考資料
- ^ Muntean, Edward. Food analysis: using ion chromatography. De Gruyter STEM. Berlin Boston: De Gruyter. 2022. ISBN 978-3-11-064440-1.
- ^ Ngere, Judith B.; Ebrahimi, Kourosh H.; Williams, Rachel; Pires, Elisabete; Walsby-Tickle, John; McCullagh, James S. O. Ion-Exchange Chromatography Coupled to Mass Spectrometry in Life Science, Environmental, and Medical Research. Analytical Chemistry. 2023-01-10, 95 (1): 152–166. ISSN 0003-2700. PMC 9835059
. PMID 36625129. doi:10.1021/acs.analchem.2c04298 （英語）.
- ^ Fritz, J. S. Early milestones in the development of ion-exchange chromatography: a personal account. Journal of Chromatography A. 2004, 1039 (1–2): 3–12. PMID 15250395. doi:10.1016/s0021-9673(04)00020-2.
- ^ Ion Exchange Chromatography Principles and Methods. General Electric Company. 2004: 11–20.
- ^ 离子色谱在《生活饮用水卫生标准》和《生活饮用水标准检验方法》中的应用 (PDF). [2024-01-30]. （原始內容存檔 (PDF)於2024-01-30）.
- ^ Hauser, Peter C. Determination of Alkali Ions in Biological and Environmental Samples. Astrid, Sigel; Helmut, Sigel; Roland K.O., Sigel (編). The Alkali Metal Ions: Their Role for Life. Metal Ions in Life Sciences 16. Springer. 2016: 11–252016. ISBN 978-3-319-21755-0. PMID 26860298. doi:10.1007/978-3-319-21756-7_2.
- ^ Robert E. Smith. Ion Chromatography Applications. CRC Press. 31 December 1987. ISBN 978-0-8493-4967-6.
- ^ Hanko, Valoran P.; Rohrer, Jeffrey S. Ion Chromatography Analysis of Aminoglycoside Antibiotics. Applications of Ion Chromatography for Pharmaceutical and Biological Products. 2012: 175. ISBN 9781118147009. doi:10.1002/9781118147009.ch8.
