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1、高等仪器分析在工业分析中的应用-离子色谱技术在食品工业中的应用摘要：随着现代科学技术的不断发展、分析领域的不断需求和知识理论的不断更新。越来越多的分析仪器被研制出来，帮助人们分析、处理、解决一些实际生产中所遇到的问题。目前，仪器分析技术在工业分析、药品分析、食品分析等各个领域发挥了重要的作用。其中色谱技术在现代工业分析中的应用极为广泛。离子色谱法是液相色谱法的一种，是利用离子交换原理和液相色谱技术测定溶液中阴离子和阳离子的一种分析方法。离子色谱分析方法具有快速简便、高灵敏度、选择性好的特点，自问世以来发展迅速，己经广泛应用于环境监测、农业、生物医药、工业、食品等领域。目前已成为分析化学领域中发
2、展最快的分析方法之一。离子色谱法以多组分同时测定的突出优点成为食品中阴离子、离子型化合物分析的理想方法，对具有营养学、卫生学意义的食品成分及食品添加剂安全的研究有不可估量的作用。近年来，离子色谱法作为官方标准方法的数目越来越多，食品分析已成为目前离子色谱法的主要应用研究方向之一。本文将对离子色谱技术在食品工业中的应用进行简要的介绍。Abstract: With the continuous development of modern science and technology, constantly demand in the field of analysis and the theory
3、 of knowledge constantly updated. More and more analytical instruments have been developed to help people analyze, handle and solve some problems encountered in the actual production. At present, the instrument analysis technique in industrial analysis, pharmaceutical analysis, food analysis and oth
4、er fields play an important role. The chromatograph technology has extensive application in modern industry analysis. Ion chromatography is a kind of liquid chromatography, which is a kind of analysis method of using the principle of ion exchange and liquid chromatography determination of anions and
5、 cations in the solution. Ion chromatographic analysis method is simple and easy, high sensitivity, good selectivity, fast, since the advent of rapid development, has been widely used in environmental monitoring, agriculture, biological medicine, industry, food industry, etc. It has become one of th
6、e fastest development in the field of analytical chemistry analysis method. Ion chromatography method for simultaneous determination of multicomponent outstanding advantages become ideal methods of anions, ionic compounds in food analysis, for nutrition, hygiene significance of food ingredients and
7、food additives safety research has an immeasurable role. In recent years, ion chromatography as an official standard method is introduced more frequently and food analysis by ion chromatography has been one of the main application. The application of ion chromatography in food industry will be intro
8、duced briefly in this article.关键词：离子色谱，食品分析，离子交换，应用Keywords: Ion Chromatography, Food analysis, Ion-exchange, application一、引言离子色谱法（简称IC）是二十世纪七十年代发展起来的一项高效液相色谱技术，不仅灵敏度高，快速简便，能实现多种离子的同时分离，而且还能将一些非离子性物质转变成离子性物质后测定。目前，离子色谱法已被用于无机阴、阳离子和有机酸、碱的测定，覆盖面包括了周期表中绝大多数元素1，已在能源、环境、地质、医药等领域得到广泛应用2-3。由于IC的基本理论已大体成熟，因
9、此近年来国际上IC的研究主要集中在应用方面，首先是扩大IC的应用范围，其次是使分析方法向标准化和简便化方向发展4。有关离子色谱在食品领域中的应用也有报导5，但研究的广度和深度还远远不够。随着IC分离和检测手段的不断丰富，样品前处理手段的相应改进，IC在食品分析领域中必将发挥更重要的作用。二、离子色谱法概述1.离子色谱法的定义和发展离子色谱(IC)是高效液相色谱的一种，是利用被测物质的离子性进行分离和检测的一种新的液相色谱技术。离子色谱是基于离子性化合物与固定相表面离子性功能基团之间的电荷相互作用来实现离子性物质分离和分析的色谱方法。20世纪40年代，科学家将颗粒粗大且不均匀的离子交换树脂用于离
10、子性物质的分离，但分离效果差、耗时长，无法对柱流出物进行连续检测。60年代末，使用高压泵输送强电解质作为流动相，但背景电导很高，无法用电导检测器区别流动相中的淋洗离子和待测离子。1975年，Small等人6成功地解决了用电导检测器连续检测柱流出物的难题，建立了一种新型的使用自动电导计检测的离子交换色谱法。这篇报导是一个重要的里程碑，因为它第一次使普通的无机阴离子和有机阴离子的迅速分离和测定成为可能。“离子色谱”的概念由此诞生。Small等人将第二支柱子(后来成为抑制柱)连接在离子交换分离柱后，通过在抑制柱中的化学反应，于测定所分离的离子前，将淋洗液转变成弱电导成分，流动相背景电导降低，从而获得
11、高的检测灵敏度。1979年，Gjerde等人7提出了用弱电解质作流动相，将电导检测池直接连接于分离柱之后，不用抑制柱就可以用电导检测器直接检测。这种不使用抑制柱的离子色谱法叫做非抑制型离子色谱法或单柱离子色谱法。使用抑制柱的离子色谱法叫作抑制型离子色谱法或双柱离子色谱法。从离子色谱问世到现在，已经发生了巨大的变化。由最初的常见无机阴离子的分析，发展到已经成为在无机和有机阴、阳离子分析中起重要作用的分析技术。1990年，配合物离子色谱法被应用于复杂基体中痕量金属离子的测定。90年代脉冲安培检测技术被应用于氨基酸及糖类等生物化合物的分析。1999年，黄源等8提出了一种新颖离子色谱法不完全抑制电导检
12、测离子色谱法，与抑制型色谱法相比，检测信号有较大提高，尤其适用于弱酸根的检测。近年来，离子色谱发展的一项重大突破是淋洗液在线发生器的研制成功和商品化，使得不用化学试剂只用水的离子色谱成为可能9，将离子色谱分析技术发展到了前所未有的高度。2.离子交换色谱法的分离原理10离子交换色谱的主要分离机理是离子交换，是基于离子交换树脂上可离解的离子与流动相中具有相同电荷的溶质离子之间进行的可逆交换，依据这些离子对交换剂有不同的亲和力而被分离11。离子交换色谱的固定相是离子交换剂，其功能基团具有固定的电荷。流动相中带相反电荷的离子会接近功能基，使功能基保持电中性。交换剂可分为阳离子交换剂和阴离子交换剂。在阴
13、离子交换色谱中，常用带季按盐离子交换功能基的阴离子交换树脂。在阳离子交换色谱中，常用带磺酸离子交换功能基的阳离子交换树脂。当离子交换位置上的可离解离子被溶质离子置换，溶质离子会倾向与被功能基的电荷所保留。不同的样品离子因与固定相的作用力不同而在色谱柱上的保留时间不相等，因此不同的离子在通过色谱柱后可得到分离。交换剂由固定的离子基团和可交换的平衡离子组成。当流动相带着组分离子通过离子交换柱时，组分离子与交换剂上可交换的平衡离子进行可逆交换，最后达到交换平衡，阴阳离子的交换平衡可表示为：阳离子交换：R+Y- + X- = R+X- + Y-阴离子交换：R-Y+ + X+ = R-X+ Y+R+、R
14、-为交换剂上的固定离子基团，如RSO3-或RNH3+；Y+、Y-为可交换的平衡离子，可以是H+、Na+或OH-、Cl-等；X+、X-为组分离子。组分离子对固定离子基团的亲和力强，分配系数大，其保留时间长反之，分配系数小，其保留时间短因此离子交换色谱是根据不同组分离子对固定离子基团的亲和力的差别而达到分离的目的。3.离子色谱仪10离子色谱仪主要由流动相输送系统、进样器、色谱柱、检测器及数据处理系统等部分构成。下图是瑞士万通公司生产的一款离子色谱仪的基本构成图。流动相输送系统一个完整的流动相输送系统应该由流动相容器、脱气装置、梯度洗脱装置和输液泵四部分组成。为了使仪器耐酸碱和有机溶剂，必须使用不锈
15、钢、聚四氟乙烯或玻璃等材料制造。色谱柱中的填料颗粒细小，而且是在高压下填充的，流动相流经色谱柱时会产生很大的阻力，仪器系统一般需要维持数兆帕的柱进口压力来提供合适的流速。尽管多数分析柱最初使用时通常只有数兆帕的压力，但随着使用时间的增长，柱压会逐渐增大，且考虑到个别体系及其他原因引起的压力增加，设计时的仪器耐压上限必须更高。进样器进样器是将样品溶液准确送入色谱柱的装置。分为手动和自动两种方式。进样器要求密封性好，死体积小，重复性好，进样时引起色谱系统的压力和流量沙动要很小。现在的液相色谱仪所采用的手动进样器几乎都是耐高压、重复性好和操作方便的阀进样器。六通阀进样器是最常用的，进样体积由定量管确
16、定，常规离子色谱法中通常使用的是10L，20L和50L体积的定量管。操作时先将阀柄置于采样位置，这时进样口只与定量管接通，处于常压状态，用微量注射器（体积应大于定量管体积）注入样品溶液，样品停留在定量管中。将进样器阀柄顺时针转动至进样位置时，流动相与定量管接通，样品被流动相带到色谱柱中。色谱柱色谱柱是实现分离的核心部件，要求柱效高、柱容量大和性能稳定。柱性能与柱结构、填料特性、填充质量和使用条件有关。在离子色谱柱中，不同的离子性物质与填料表面的离子功能基团的相互作用力不同，因此，被淋洗离子顶替下来的难易程度不同，于是被流动相洗脱出色谱柱的时间不一样，即不同性质离子的保留时间不同，依次流出色谱柱
17、进入检测器。不同的分离方式所使用的柱填料的性质不同。检测器检测器是用来连续监测经色谱柱分离后的流出物的组成和含量变化的装置。它利用被测物的某一物理或化学性质与流动相有差异的原理，当溶质从色谱柱流出时，会导致流动相背景值发生变化，从而在色谱图上以色谱峰的形式记录下来。数据处理系统数据处理系统又称化学工作站，所有分析过程都可以在线显示，数据可以自动采集、处理和储存。如果设置好有关分析条件和参数，可以自动给出最终分析结果。工作过程离子色谱仪的工作过程是：流动相输送系统（高压输液泵）将流动相以稳定的流速（或压力）输送至分析体系，在色谱柱之前通过进样器将样品导入，流动相将样品带入色谱柱，在色谱柱中各组分
18、被分离，并依次随流动相流入检测器，抑制型离子色谱则在电导检测器之前增加一个抑制系统，即用另一个高压输液泵将再生液输送到抑制器，在抑制器中，流动相的背景电导被降低，然后将流出物导入电导检测池，检测到的信号送至数据系统记录、处理或保存。非抑制型离子色谱仪不用抑制器和输送再生液的高压泵，仪器的结构相对简单和便宜。4.离子色谱的优点11离子型化合物的测定是经典分析化学的主要内容之一。对无机阳离子的分析来说，原子吸收光谱法（AAS）、电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）、X射线荧光分析法等都是快速灵敏的分析方法。而对阴离子的分析来说，在离子色谱法出现前一直沿用传统的化学分析方法，如容量分析法、重
19、量分析法、光度分析法等。这些方法操作步骤冗长费时，灵敏度低而且有干扰，且不能实现多组分的同时分析测定。离子色谱法的诞生对阴离子的分析产生了革命性的影响。一般而言，离子色谱法具有以下的特点：分析快速、方便现代科学研究、产品质量控制要求的分析样品数量不断增加，分析速度越来越重要。一般而言，离子色谱分析一个样品平均需要约10min。样品只需作简单的溶解、稀释和过滤，减化了制样过程。近年来，不断开发出高柱效的离子色谱柱，6个常见的无机阴离子（F-、Cl-、Br-、NO2-、NO3-和SO42-）在5min内可以完全分离，并实现同时定量分析。离子色谱法使用方便。如基于电解原理的在线淋洗液发生器12-13
20、，避免了淋洗液与空气的接触，只使用工作站的鼠标就可得到所需准确浓度的无污染KOH的淋洗液。选择性好 离子色谱选择性主要由分离和检测系统来决定。离子色谱中固定相对选择性的影响较大。对固定相的研究一直是IC的热点问题，每年都会有新的分离柱推出14。通过选择合适的分离模式和检测方法，可以获得较好的选择性。首先，一定的分离模式只对某些离子有保留，如在分离含有机物的食品或生物样品时，IC可以较好地避免有机物的干扰。在使用抑制型电导检测时，可以通过抑制器将被测离子的反离子（如测NaCl中Cl-时，Na+是反离子，测NH4NO3中NH4+时，NO3-是反离子）分别与H+或OH-交换进入废液，只有与被测离子带
21、相同电荷的离子有响应。采用溶质特性检测器也可大大提高选择性，如采用紫外检测，Cl-没有紫外吸收，而NO3-和NO2-有响应。在柱后衍生化法中，可以通过衍生化试剂与待分析的某类离子的选择性反应来实现选择性分析。检测灵敏度高离子色谱分析浓度范围为g/Lmg/L。进样量在50L时，无机阴离子和阳离子的检出限在10g/L左右，采用预浓缩技术，检测下限可以达到ng/L级。检测灵敏度的提高常与选择性的改善有关，如用IC与电感耦合等离子体一质谱(ICP-MS)联用15：对砷，铅，锡，汞，铬，斓系元素，磷，硫，钒和镍的检测限分别为20，0.2，2，7，20，1，400，7000，110，和30ng。对阴离子I
22、O3-，BrO3-，Cl-，ClO3-，Br-，I-的检测限16分别为25ng碘，0.8ng溴和36ng氯。与ICP-MS法相比，柱后衍生反应也是提高检测灵敏度的方法。例如基于I-对次氯酸盐与双二甲胺二苯甲烷之间反应的催化效应，对I-的检测限达0.02ng17。多离子同时分析IC的主要优点是同时检测样品中的多种成分。在20min左右，易实现10个以上离子的同时分离。现在同时实现无机离子和有机离子，离子和非离子极性化合物，阴离子和阳离子等不同类型离子的分离已不再困难。另外，离子色谱法的峰面积工作曲线的线性范围一般有23个数量级，所以含量相差数百倍甚至上千倍的不同离子也可以实现一次进样同时准确定量
23、。离子色谱柱的稳定性好、容量高色谱柱的稳定性取决于柱填料的类型。离子色谱法中使用最多的是有机聚合物作基质的填料。这种新型柱填料具有高pH稳定性，在有机溶剂中稳定。可用有机溶剂清洗色谱柱的有机污染物以延长柱子的使用寿命。高的pH稳定性和有机溶剂可匹配性以及高的柱容量，简化了样品前处理过程。三、离子色谱法在食品工业分析中的应用10-11随着生活水平的不断提高，人们对饮食的要求也越来越高。大量的科学研究和实验事实证明，食品中含有的某些微量元素对人体是有害的。如茶叶中的福、铅等金属元素对人体有毒。饮料中的防腐剂和其他添加剂与人体的健康也有密不可分的关系18。鉴于此，离子色谱在食品成分测定和食品安全监测
24、方面起着不可估量的作用。相对于在农业、环境、医药、生物等领域的应用，IC在食品分析中的应用还不够广泛。主要原因有：IC对食品样品的预处理研究的还不够完善对无机阴阳离子、有机酸、氨基酸等各种离子型化合物在营养学、卫生学等方面的意义缺乏深刻的认识；没有充分利用IC同时分析、形态分析等方面的特点。近年来这种状况正在逐步改变。1.无机离子和金属化合物无极阴离子：食品中无机阴离子的测定对于营养指标的满足、生产工艺的实现以及产品质量的控制都是十分重要的。IC是目前检测阴离子的首选方法，可以分析卤素离子和卤素含氧酸，氰化物，碳酸盐，硒、锗和砷的化合物以及N、P和S的形态分析，上述痕量离子的检测是食品分析中的
25、常规项目。江锦花等19采用抑制型电导检测，分析了茶叶中F-、Cl-、Br-、NO2-、NO3-、PO43-和SO42-7种阴离子的含量。王静20等建立了抑制电导检测-离子色谱法测定鱼肉中氟含量的新方法，采用国标GB/T5009.18-2003中扩散复色法对鱼肉进行前处理，用自制电化学中和器降低试液的值，适用于生物样品中微量氟含量的测定。戴九兰21等建立了菠菜中碘含量的脉冲安培-离子色谱法，该色谱条件同样适用于土壤浸提液样品中碘含量的测定。Gaucheron等22采用直流安培-离子色谱法分析测定了牛奶中的微量碘含量。梁春穗等23采用柱后衍生-离子色谱法测定面粉中痕量溟酸盐的含量，以9.0mmol
26、/LNa2CO3溶液作淋洗液，邻二甲氧基联苯胺盐酸盐等为柱后衍生剂，选用高容量柱在450nm波长处检测。刘军等24采用离子交换-抑制电导检测法，建立了测定面粉中溴酸盐的方法。齐竹华等25采用新型的加速溶剂萃取系统（ASE）提取面包中的BrO3-，用离子交换色谱-电导检测法进行测定，样品中的Cl-无干扰。刘勇建等26采用微波浓缩饮用水，Dionex On Guard Ag型前处理柱除掉过量的Cl-等卤素离子，抑制电导离子色谱法检测饮用水中的痕量漠酸根和氯酸根，在实际应用中有很大的参考价值。Terri等27采用NaOH作稳定剂消除饮用水中的过渡金属的干扰，脉冲安培-离子色谱法检测CN-。软饮料中存
27、在的碳酸盐为弱酸性，通常选择电导检测的离子排斥色谱进行分析。陈青川等采用离子交换和离子排斥色谱法，测定了保健饮料中-羧乙基锗倍半氧化物（锗-132），-（a-甲基）羧乙基锗倍半氧化物和二-(-羧乙基)锗氢氧化物28；用离子排斥色谱-柱后衍生光度法，测定了保健饮品中的无机锗和锗-132，同时对锗-132在体内代谢的可能性作了初步的研究。样品的测定结果与氢化物发生-原子荧光光谱法（HG-AFS）的结果符合29。Elteren等30在聚合物基质的阳离子交换柱上，使用含离子对试剂3-羧基-4-羟基苯磺酸的流动相分离了阳离子型的砷化合物，在阴离子交换柱上，使用含KH2PO4的流动相分离了阴离子型的砷化合
28、物。朱岩等31使用DIONEX HPI-AS4分离柱，210nm紫外检测分析了腌肉制品中硝酸根和亚硝酸根的含量，样品预处理简单，为腌肉制品中发色剂的添加提供了参考。施家威等32采用抑制型电导检测食品中的硝酸盐和亚硝酸盐。胡平等33采用固相萃取-色谱法测定乳与乳制品中硝酸盐。样品加入适量乙酸沉淀蛋白，离心后取上清液通过DIONEX On Guard II RP固相萃取柱，去除脂肪等疏水性化合物后直接进样测定。Pizzpferrato等34采用经典的Monier-Williams样品前处理方法，以离子交换色谱-间接紫外光度检测法测定了食品中的游离型和结合型SO32-。郭丽萍等35采用离子色谱一抑制
29、型电导检测黄花菜中的SO32-。陈梅兰等36研究了一种离子色谱柱后衍生直接光度法测定食品中含硫阴离子化合物的方法。Baluyot等37比较了离子色谱法和末端滴定法分析聚磷酸盐，前者能得到各种链长分布的“指纹”图谱，可用于聚磷酸盐的鉴定和质量控制。金属离子：阳离子的测定, 虽然有电感藕合等离子体发射光谱法、原子吸收分光光度法和离子选择电极法等, 但离子色谱有同时测定多种阳离子的优点, 并能对不同价态的元素同时测定, 除此之外, 离子色谱测定的范围扩展到了包括碱金属、碱土金属、过渡金属、稀土金属元素离子及铵等几乎所有的无机阳离子。在食品工业的测定涉及啤酒、奶制品、食品及其加工原料、水。碱金属和碱土
30、金属是IC的传统分析物，不过由于大多数属于人体的宏量元素，除钙以外，在食品中没有太重要的营养学或卫生学意义，因此，近年来测定食品中上述元素的报道不多。采用IonPac CS12分离柱，以15mmol/L甲烷磺酸为淋洗液，通过电导检验法可以测定含钙强化食品中的钙含量38。采用类似方法还可以测定多种果汁和果泥中的Na+、K+、Mg2+、Ca2+39。王红伟等40报道了抑制性电导检测-离子色谱同时测定矿泉水中Li+、Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+、和Sr2+离子的方法。刘玉芬等41采用IonPACCS12A阳离子交换色谱柱，抑制型电导检测器测定了水果中Na+、K+、NH4+、Mg2+和C
31、a2+含量。赵国良等42使用国产YSC-1阳离子分离柱测定了大豆种皮提取液中的Fe（II）和Fe（III）。吕海涛等43在含有阴、阳离子双功能基的离子色谱柱上，紫外可见检测测定了茶叶样品中的Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cd2+、Co2+、Mn2+和Pb2+七种金属离子。以往IC并没有用于油脂分析，Buldini等44对这方面的应用进行了尝试。他们在橄榄油、花生油、豆油、葵花油和人造黄油中加入乙醇和KOH，在50的条件下皂化30min，然后加入H2O2，在85的条件下紫外光解3060min，破坏样品中的有机介质，最后采用阴离子和阳离子交换色谱法分别测定样品中的Cl，P，S和Cu，Ni，Zn，C
32、o，Pb，Cd等元素的含量45。2.有机化合物有机酸：在食品工业中, 某些有机酸的含量是非常重要的质量指标, 准确地测定有机酸已成为食品工业生产各中间工艺过程一种极为有效的手段。有机酸的分析可以采用阴离子交换法、离子排斥色谱法(HPICE)、流动相色谱法(MPIC)和反相色谱法, 对复杂的试样, 可将上述各分离法进行组合。如ICE/IC法,IC/ICE法等。采用HPIC法可以测定酒类中的有机酸(甲酸、乙酸、唬拍酸、苯甲酸)、蔬菜中的草酸、三羟基苯甲酸及硝基苯甲酸、饮料中的柠檬酸及其它有机酸、奶制品中的乳酸、丙酮酸及柠檬酸。采用ICE法可以测咖啡液中的丙二酸、马来酸及柠檬酸等；采用光度检测法可以
33、测定大豆中的植酸,用HPIC法可进行发酵液中有机酸的快速分析。食品中有机酸的数量和性质可以提供有关原材料的来源、微生物生长状况及加工技术的信息。IC在分析低分子有机酸时，无须复杂的预处理过程，能够很好地分离和同时检测多种有机酸。IC分析食品中的有机酸远不及分析阴、阳离子应用的广泛。丁玉明等曾在这一领域做过较多工作，如采用阴、阳离子混合床分离柱，以草酸为流动相测定各种饮料中常见有机酸和多种无机离子11。抑制型电导检测-离子交换色谱及非抑制型电导检测-离子交换色谱均可对食品中的有机酸进行测定，但如用于检测多种有机酸的混合物，可通过多检测器联用的方法解决分析物在单一优化的分离条件下联合洗涤的问题。用
34、离子排斥色谱法可分析30余种常见的水溶性有机酸。肌醇六磷酸：植物中的麟常以肌醇六磷酸（植酸，IP6）的形式存在，在食品加工过程中，IP6可以分解为肌醇一、二、三、四、五磷酸（IP5IP6）。由于IP6的某些异构体起着非常重要的生理作用，因此不仅需要分析IP6类化合物的总量，而且需要了解各种形态IP6的含量11。1985年，离子色谱首次用于肌醇六磷酸的分析。Phillipy等46使用Dionex AS3成功地分离了含磷化合物与肌醇六磷酸，并通过柱后衍生分光光度法对肌醇六磷酸进行了检测。氨基酸分析：水解氨基酸的分析, 是现代医学、临床化验、卫生防疫、制药、食品、饲料及农业部门中心不可少的检验手段。
35、虽然目前已有大量的氨基酸分析仪, 但离子色谱法仍不失为一种快速有效的氨基酸分析法。氨基酸分析法一般采用柱后或柱前衍生-荧光光度检测, 可用于水、食品、饲料中氨基酸的测定。其他有机化合物：在食品分析中，还经常涉及糖类化合物、染色剂、甜味剂、生物碱等有机化合物的分析。糖类分析一直是分析化学的一个难点之一。糖类化合物的pKa值一般在1213左右，因此大多数情况下以NaOH溶液为淋洗液，采用阴离子交换色谱柱进行分离，为了提高检测灵敏度，采用脉冲安培检测器检测11。用IC测定糖浆中的糖分别被国际标准糖分析法委员会(ICUM SA 1994)和国际管理方法委员会(AOAC Method 996.04)列为
36、标准方法。这种方法无需柱加热，非糖杂质干扰小。Tommaso等47用氢氧化钠和乙酸钡作淋洗液，脉冲安培检测离子色谱法分析了牛奶中的乳果糖。曾文芳等48采用NaOH和CH3COONa混合溶液作淋洗液，脉冲安培检测，测定了牛奶中的乳糖和乳果糖。离子色谱法也可以对糖类和有机酸进行同时分析测定。朱岩等49建立了在脉冲安培检测器后串连化学抑制器进行电导检测的一种新的检测技术，对多经基物质和糖类是很有用的分析方法。生物碱可以在酸性条件下质子化，因此可以用阳离子交换色谱法进行分离测定。Martin等50采用阳离子交换色谱分离和紫外检测法测定了生咖啡和焙炒咖啡中的胡芦巴碱。陈青川51等提出了高效离子交换色谱法
37、同时测定咖啡因、可可碱和茶碱的方法。同时分析多种甜味剂的困难在于各种甜味剂的疏水性差别较大，而且有些甜味剂如甜蜜素的紫外吸收很弱。陈青川等采用离子交换色谱梯度洗脱，紫外和电导检测器串联检测的方法，分离和测定了饮料和食用甜料中的四种人工合成甜味剂(甜味素、甜蜜素、安赛蜜和糖精钠)和柠檬酸52。食用染色剂一般是分子量较大，疏水性较强的高价有机阴离子，因此分离难度较大。陈青川等53采用高浓度的酸性淋洗液，在疏水性极弱的离子交换色谱柱上，实现了又种染色剂(觅菜红、亮蓝、靛蓝、新红、胭脂红、日落黄、柠檬黄、诱惑红)的分离。3.在饮用水分析上的应用水中消毒副产物测定：饮用水在生产中一般都要加入消毒剂，以清
38、除或杀灭病原微生物及其它有害微生物，但会产生卤素含氧酸、卤乙酸等多种消毒副产物。世界卫生组织和许多国家已制定了饮用水中卤素含氧酸、卤乙酸的卫生指标54。我国卫生部2001 年颁布的生活饮用水水质卫生规范规定亚氯酸盐的限值为0.2mg/L，二氯乙酸为0.05mg/L，三氯乙酸为0.1mg/L。张晓健等55报道了饮用水中各种消毒副产物的致癌风险，指出卤乙酸的致癌风险远大于三卤甲烷，并建议将饮用水中卤乙酸浓度作为控制消毒副产物总致癌风险的首要指标参数。美国已有多个离子色谱法测定饮用水中卤素含氧酸盐的标准分析方法，如EPA300.1、EPA321.8、EPA317.0、ASTMD6581-00等，而我
39、国尚未有此类标准分析方法。陆洋等56报道了利用离子色谱快速测定水中微量卤化物及卤素含氧酸的方法, Ionpac AS9-HC阴离子色谱柱，200L进样量，流动相为9mmol/LNa2CO3，25分钟内同时测定F-、Cl-、Br-、ClO2-、ClO3-、BrO3-、NO2-、NO3-、PO43-和SO42-等十个指标，各离子的检出限均达到10g/L以下，加标回收率均在87%103%之间,刘勇建等57采用微波浓缩-离子色谱法测定饮用水中的BrO3-，水样经Ag柱和H柱过滤，微波浓缩20倍，以NaOH为流动相，梯度洗脱，在35min 内测定了包括BrO3-在内的8种离子，BrO3-的检测限为0.1
40、0g/L；另外又报道了IC-MS测定饮用水中BrO3-，有效消除了高浓度氯离子的干扰，检出限为0.3g/L。卤代乙酸一般采用液-液萃取衍生气相色谱法检测58，方法复杂，且所用衍生试剂有较强毒性，其应用受到较大限制。刘勇建等59建立了采用大体积直接进样离子色谱法测定饮用水中9种卤乙酸和6种阴离子的新方法，采用Ionpac AG9HC+AS9HC(4mm)高容量阴离子色谱柱，500L进样量，流动相为28mmol/LNa2CO3，流速梯度洗脱，35min内同时测定15种被测物，其中9种卤乙酸的检出限均为g/L级，应用此方法对北京9个自来水厂的源水及出厂水中的卤乙酸进行了测定，所测水样中仅含有二氯乙酸
41、和三氯乙酸，其它卤代乙酸均未检出。刘勇建、弁世芬报道了IC-MS测定饮用水中卤乙酸，有效消除了干扰离子的影响，9种卤乙酸检出限为0.21.0g/L。水中有机污染物的测定：对饮用水中高氯酸根的研究是近年来的一个热点。高氯酸根对人体甲状腺的分泌有较大的影响。美国EPA的饮用水和地表水部门将此阴离子列入污染物侯选表(CCL)中，而加利福尼亚州EPA最新规定其含量不应超过6g/L60。虽然使用离子色谱-质谱联用(IC-MS)法可以提高灵敏度61,62，但昂贵的设备使方法难以普及。P.E.Jackson等63使用Dionex IonPacAS16， EG40自动淋洗液发生器，1000L进样量,检测限达到
42、150ng/L，刘勇建等采用微波浓缩-离子色谱法测定ClO4-，水样微波浓缩20倍，检测限0.20g/L。苯胺类化合物是制造染料、药物的重要原料，也是环境中的主要污染物之一，离子色谱-安培检测可以测定苯胺类化合物，以乙腈和硫酸的混合溶液为流动相，梯度淋洗，一次进样分离2,6-甲苯二胺、2,4-甲苯二胺、苯胺、邻甲苯胺、联苯胺、对氯苯胺、4,4-二氨基二苯甲烷、间硝基苯胺、甲萘胺等9种苯胺类化合物，检测限分别为3.46、7.25、4.99、7.43、21.21、16.3、2.60、201.47和22.60g/L64。赵俐敏65报道了离子色谱法同时测定水中的邻硝基苯酚、间硝基苯酚和对硝基苯酚，使用
43、HPIC2AS4A分离柱，淋洗液为10mmol/L亚硝酸钠，流速1mL/min，紫外检测波长254nm。相对标准偏差均小于1%，最小检出限在7.610-4g/L9.310-4g/L。离子色谱还可以对一些农药进行检测，蒋银土等66研究了离子色谱法分析三嗪类除草剂莠去津、扑草净、扑灭通的方法，采用CG212(2mm)分离柱，紫外检测波长220nm，在0.20mol/LH2SO4+25%CH3CN条件下，得到最佳分离效果，它们的相关系数r0.99，检测限均达到g/L级。张培志等报道了植物生长调节剂吲哚乙酸和吲哚丁酸的离子色谱电导检测方法67和除草剂2-甲基-4-氯苯氧乙酸(简称2甲4氯)的离子色谱荧
44、光检测方法68。离子色谱是目前同时测定饮用水中多种阴离子最佳的方法，其具有准确、简捷、快速等优点。对阴阳离子的同时测定的研究也引起人们的兴趣。在流动相中加入EDTA，可以使碱土金属和过渡金属离子生成稳定的络阴离子，实现与常见阴离子的同时测定69。使用阴离子排斥-阳离子交换色谱法能同时对Cl-、NO3-、SO42-、Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+进行测定70。然而，要使阴、阳离子的同时分析达到实用化和普及化的程度，还有许多问题有待解决。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,实现了重现性氢氧根淋洗液的梯度淋洗。而更新型抑制器的出现则实现了碳酸的梯度淋洗。随着各种新型色谱柱
45、和分离方法的出现,以及新的检测手段,如离子色谱与质谱等各类分析仪器的联用,将使离子色谱的使用领域得到扩大,检测的灵敏度得到更大的提高。随着离子色谱技术和应用的不断发展,在饮用水水质分析中会有更广泛的应用前景。4.在食品添加剂检测中的应用食品添加剂是用于改善食品品质、延长食品保存期、便于食品加工和增强食品营养成分一类化学合成或天然物质。其在食品制造加工、包装处理及感官评定等方面起着很大作用。但市场上使用食品添加剂大多是人工合成物，若超标使用会对人体造成一定危害，会使工众安全产生恐惧感。就目前来讲，我国食品添加剂超标使用、安全问题仍十分突出，因此对食品添加剂进行定性、定量分析检测便显得尤为重要。目
46、前常用检测方法有薄层色谱法、比色法、气相色谱发、液相色谱法等，这些方法大多只能间接测定，样品需经蒸馏、萃取、转化等前处理步骤，操作繁琐，干扰性大，灵敏度相对较差，且不能同时测定。亚硝酸盐与硝酸盐的测定：亚硝酸盐是致癌物质亚硝胺前体，亚硝胺可由亚硝酸盐与仲胺在人的胃内合成，而人的口腔和肠道细菌有将硝酸盐转化为亚硝酸盐的能力，因此，硝酸盐往往表现为亚硝酸盐毒性。大量摄入硝酸盐和亚硝酸盐可诱导高铁血红蛋白血症。孕妇摄入大量硝酸盐后会引起婴儿先天畸形71。持续摄入少量硝酸盐会引起消化不良、精神抑郁和头痛72。硝酸盐和亚硝酸盐作为食品添加剂，目前还无可替代，因此需要检测它们在食品中残留量。目前，测定硝酸
47、盐方法有很多种，紫外分光光度法、荧光光度法、催化动力学法、极谱法、离子色谱法等，其中离子色谱法测定硝酸盐方法检出限为0.130mg/L73。1997年梁敏等74提出用气相色谱法测定乳粉中硝酸盐；史华臻75提出硝酸银选择电极对乳粉中硝酸盐直接电位法测定；张卓雅76提出自动循环锡柱测定乳品中硝酸盐；而国际上广泛采用锡柱还原和分光光度分析法测定硝酸盐。该法经多年使用，操作繁琐费时，浪费大量人力、物力，不适应大批样品检测，且使用大量镉粉容易造成环境污染。周虹等77报道以碳酸钠-碳酸氢钠作淋洗液，在样品中先后加入醋酸和氢氧化钠溶液分别脱除蛋白质和脂肪等有机物，直接进样，用电导检测-离子色谱法分离测定乳品
48、中硝酸盐，检出限达10g/L。朱岩等78报道使用DIONEXHPIC-AS4分离柱，210nm紫外检测分析腌肉中硝酸根和亚硝酸根方法，检出限分别为0.1096g/mL和0.1143g/mL，相比操作复杂、费时普通化学方法(盐酸蔡乙二胺法)，大大提高检测速度，减少样品预处理程序，为腌肉制品发色剂添加提供可靠参考。亚硫酸盐测定：亚硫酸盐用途比较广泛，农业上用作抑制剂，可促进小麦、水稻、玉米、油菜等农作物增产，在食品工业用作食物、果品和饮料防腐剂等，作为食品抗氧化剂，经常加入亚硫酸盐、二氧化硫、硫酸钠等作为添加剂。由于一些人对它有过敏反应，许多国家严格限定其含量。IC法分析食品中SO32-一直是研究热点，有ICE-脉冲安培检测法、ICE-单电位或脉冲安培检测法、ICE-间接紫外光
