離子交換作用是前處理當中一種常見的單元操作，什麼是離子交換作用呢？

離子交換作用就是化合物中的離子官能團與吸附劑表面帶相反電荷官能團之間的相互作用。離子交換可以通過溶劑pH、離子強度、競争離子的選擇性等條件來控制。按照化合物與吸附劑之間相互作用能量的大小區分，離子交換作用是有強弱之分的。

在固相萃取（SPE）當中，離子交換作用肯定也是有強弱之分的，有SCX（Strong Cation Exchange）強陽離子交換固相萃取柱、SAX（Strong Anion Exchange）強陰離子交換固相萃取柱、WCX（Weak Cation Exchange)弱陽離子交換固相萃取柱以及WAX（Weak Anion-Exchange）弱陰離子交換固相萃取柱四類。

那麼這四種不同的離子交換固相萃取小柱該如何選擇區分呢？

陽離子交換固相萃取小柱，可解離出陰離子基團，吸附溶液中陽離子，可用于堿性物質的離子化，能保留堿性化合物，而強陽離子交換柱可保留弱堿性化合物。

Welchrom^® SCX強陽離子交換柱，填料鍵合基團為苯磺酸基，活化後磺酸基帶負電，讓堿性目标物帶正電，利用離子電荷作用将目标物固定在SPE小柱上，洗脫時一般用氨化有機試劑，氨離子将磺酸基中和，這時候堿性目标物便随着有機相一起洗脫下來了，一般可應用于含水樣品、生物體液以及有機相中堿性化合物的純化。

Welchrom^® WCX弱陽離子交換柱，填料鍵合基團一般為羧基，所以陰離子交換的作用不會太強烈，因此不需要用堿性很強的洗脫溶劑去洗脫目标化合物。相比于強陽離子pH值0-14的檢測範圍，弱陽離子的pH範圍會比較窄，一般可應用于生物堿、氮雜環類等化合物的檢測。

陰離子交換固相萃取小柱，可解離出陽離子基團，吸附溶液中陰離子，可用于酸性物質的離子化，能保留酸性化合物，而強陰離子交換柱可保留弱酸性化合物。

Welchrom^® WCX強陰離子交換柱是在矽膠表面鍵合季铵鹽官能團，主要用于弱陰離子目标化合物的吸附和富集，如有機酸等，主要可用于從水中或者非水中富集帶負電的目标物，如含水樣品、生物體液以及有機相中堿性化合物的純化。

Welchrom^® PSA弱陰離子交換柱作用基團為乙二胺基官能團，是與NH₂相似的吸附劑，但比NH₂有着更強的離子交換能力，可用來分離結構異構體和脂類樣品中帶有極性基團的化合物的提取，還可用于在農殘分析中除去提取液中的極性化合物（如碳水化合物、色素）、有機酸、酚類等。