牟世芬研究员:开创我国离子色谱应用的先河

2010-10-08 10:04 来源: 分析测试百科
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——访中国科学院生态环境研究中心牟世芬研究员

  【导语】中国科学院生态环境研究中心牟世芬研究员是我国离子色谱的先驱,自80年代起,牟老师便同离子色谱结下了不解之缘。三十年来,她一直在离子色谱领域潜心研究,辛勤耕耘,开创了我国离子色谱应用的先河,为我国离子色谱技术的应用、发展做出了卓越的贡献。在第十三届全国离子色谱学术报告会召开之际,本网记者有幸采访了牟世芬研究员,同我们一起分享了她的离子色谱生涯。

 

中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室 牟世芬研究员

  陪伴全国离子色谱大会走过了26个春秋

  牟老师作为中国离子色谱专业委员会主任委员,首先向我们谈起了全国离子色谱学术报告会的发展历史。第一届全国离子色谱学术报告会是在1984年召开的,当时参会人数不是很多,会议组织也并不完善。但每两年举办一次的全国离子色谱学术报告会从未间断过,且日趋成熟。随着近几年来,业界对离子色谱的日益关注,全国离子色谱会议规模也不断扩大,参会人数、论文数量 与内容方面都呈现明显的增长趋势。牟老师作为离子色谱专业委员会主任委员也陪伴全国离子色谱大会走过了26个春秋。

 

  我国离子色谱的先驱者

  当谈及是如何与离子色谱结缘时,牟老师同我们谈到:其所在中国科学院生态环境研究中心,从80年代便开始从事全国范围内酸雨项目的研究。对酸雨样品的采集,使用的是转圈布点的采集模式,一采就是几百个样品,每个样品都要检测常见阴离子与阳离子。用当时的湿化学法,对每个样品中的每个阴离子与阳离子的测定要分别用不同的方法,课题组的几个,有时需花费近一个月的时间才能做完一批样品。

  后来通过查阅文献,牟老师发现了一种新的分析手段——离子色谱仪。离子色谱可以于一次进样将酸雨中的阴离子或者阳离子全部分析出来,不但节约分析时间,而且保证测量的精确度,大大提高工作效率。于是,牟老师所在课题组于81年率先从日本购置了一台美国Dionex公司生产的第一代离子色谱仪。后来,在1984年的一次学术报告会上,与戴安公司高层领导人结识,得知牟老师所在课题组正在使用离子色谱进行酸雨项目的研究工作后,戴安公司便与中国科学院生态环境研究中心签下了离子色谱应用基础研究合作协议,并免费提供仪器与耗材供牟老师课题组使用。从那时起,牟老师便与戴安公司建立了合作关系,也与离子色谱结下了不解之缘。

 

   离子色谱是不可或缺的分析手段

  接下来,牟老师分别从常见阴离子、阳离子以及某些有机物分析三方面讲述了离子色谱在分析领域的重要性。

  阴离子分析——首推与首选的分析方法

  牟老师介绍到,离子色谱的优势在于对常规阴离子和阳离子的分析,尤其是对常见阴离子的分析,离子色谱是首推与首选的分析方法,目前还没有任何一种分析方法能与离子色谱相媲美。国际上已经有多个权威组织的分析阴离子的标准方法采用离子色谱法,我们国内已经有四十多项标准方法用离子色谱法。

  阳离子分析——同时连续检测多组分

  在阳离子的分析中,对过渡金属与重金属等的分析,原子吸收是成熟而灵敏的分析方法。但对于碱金属(锂、钠、钾、铷、铯)、碱土金属(镁、钙、锶、钡)以及氨类阳离子的分析,离子色谱可于一次进样同时连续检测,灵敏度比较高。而原子吸收每测定一种金属元素,需更换一种原子化条件,不能实现样品中多组分的同时连续检测。离子色谱可以检测元素的价态与形态,而原子吸收检测的是元素的总量。

  离子色谱在保持高灵敏度的前提下,不但能够实现连续分析,并且能够分离元素的不同价态、形态。因此在对于这类阳离子的分析,离子色谱具有一定优势。

  有机物分析——气相色谱和液相色谱的有力补充

  在有机化合物的分析方面,最常用的方法是气相色谱和液相色谱,但对于有些有机化合物,由于其极性及水溶性强,在C18反相柱上保留弱,难以用反相液相色谱法测定;有些有机化合物本身没有紫外或可见光吸收基团,又找不到一种适合的试剂可以与这些有机物化合物生成具紫外或可见光吸收基团的化合物,因此也不能用光度法来检测。而离子色谱用水溶液作流动相,电导或电化学检测器,对上述化合物的分析比用液相方便。如对糖类化合物与氨基酸的分析,不需要柱前与柱后衍生,以氢氧化钠与醋酸钠为淋洗液,离子交换分离,电化学检测。因此,在食品、生化、药物分析领域的应用得到快速发展。离子色谱在有机化合物的分析方面是对气相色谱和液相色谱的一个有力补充,是不可或缺的分析手段。

  牟老师重点指出,目前离子色谱在药物领域中的应用是一个新的发展方向,且应用也越来越广泛。2010版《中国药典》中新增加了7项有关离子色谱的检测方法,这在中国药典发展史上,可谓是一个零的突破。牟老师保守的估计,今年可能会有更多的离子色谱标准方法的申请。

  离子色谱在药物领域中尤其适用于以下两种情况的分析:一种是对于极性、水溶性强、无紫外吸收的药物,气相液相很难检测,离子色谱能够分析;另一种是对于药物制备过程的质制,采用离子色谱来分析杂质阴离子和阳离子:如果杂质离子的重现性好,则说明制备过程是重现的;反之,则说明制备过程重现性存在问题。过去,对于药物杂质控制并不严格,随着人们对生活质量要求的不断提高,对于药物杂质控制也越来越严格。离子色谱在这一方面可以提供非常重要的信息,为人类用药安全作出贡献。

  联用技术的发展

  离子色谱与其它光谱类、质谱类仪器的联用是近几年离子色谱应用发展的一大热点。首先是离子色谱与原子荧光的联用,由于原子荧光对某些元素灵敏度高于原子吸收,两者联用测定砷、汞、锡、铅、等的价态、形态是近几年分析化学的热点之一。离子色谱与质谱的联用,对复杂基体样品中痕量成分的分析,可有效提高方法的选择性与灵敏度,如美国 EPA关于环境样品中高氯酸盐与饮用水中溴酸盐测定的一种标准方法就是离子色谱-质谱。