離子色譜儀是高效液相色譜的一種,故又稱高效離子色譜(HPIC)或現(xiàn)代離子色譜,其有別于傳統(tǒng)離子交換色譜柱色譜的主要是樹脂具有很高的交聯(lián)度和較低的交換容量,進(jìn)樣體積很小,用柱塞泵輸送淋洗液通常對(duì)淋出液進(jìn)行在線自動(dòng)連續(xù)電導(dǎo)檢測(cè)。
通常情況下,離子色譜可以分為三種類型:離子交換色譜、離子排斥色譜、離子對(duì)色譜。
1) 離子交換色譜:離子交換色譜以離子間作用力不同為原理,主要用于有機(jī)和無(wú)機(jī)陰、陽(yáng)離子的分離。
2) 離子排斥色譜:離子排斥色譜基于Donnan排隊(duì)斥作用,是利用溶質(zhì)和固定相之間的非離子性相互作用進(jìn)行分離的。它主要用于機(jī)弱酸和有機(jī)酸的分離,也可以用于醇類、醛類、氨基酸和糖類的分離。
3) 離子對(duì)色譜:離子對(duì)色譜的分離機(jī)理是吸附、分離的選擇性主要由流動(dòng)相決定。該方法主要用于表面活性陰離子和陽(yáng)離子以及金屬絡(luò)合物的分離。
離子色譜儀由淋洗液系統(tǒng)、色譜泵系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、流路系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、化學(xué)抑制系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等組成。
一、淋洗液系統(tǒng):
離子色譜儀常用的分析模式為離子交換電導(dǎo)檢測(cè)模式,主要用于陰離子和陽(yáng)離子的分析。
常用陰離子分析淋洗液有OH根體系和碳酸鹽體系等,常用陽(yáng)離子分析淋洗液有甲烷磺酸體系和草酸體系等。
淋洗液的一致性是保證分析重現(xiàn)性的基本條件。為保證同一次分析過(guò)程中淋洗液的一致性,在淋洗液系統(tǒng)中加裝淋洗液保護(hù)裝置,可以將進(jìn)入淋洗液瓶的空氣中的有害部分吸附和過(guò)濾,如CO2和H2O等。
二、色譜泵系統(tǒng):
1、材質(zhì):
離子色譜的淋洗液為酸、堿溶液,與金屬接觸會(huì)對(duì)其產(chǎn)生化學(xué)腐蝕。如果選擇不銹鋼泵頭,腐蝕會(huì)導(dǎo)致色譜泵漏液、流量穩(wěn)定性差和色譜柱壽命縮短等。離子色譜泵頭應(yīng)選擇全PEEK材質(zhì)(色譜柱正常使用壓力一般小于20MPa)。
2、類型:
(1)單柱塞泵。
(2)雙柱塞泵:
1)串聯(lián)雙柱塞泵。
2)并聯(lián)雙柱塞泵。
3、壓力脈動(dòng)消除方式:
(1)電子脈動(dòng)抑制。
(2)脈沖阻尼器。
三、進(jìn)樣系統(tǒng):
進(jìn)樣系統(tǒng)是將常壓狀態(tài)的樣品切換到高壓狀態(tài)下的部件。保證每次工作狀態(tài)的重現(xiàn)性是提高分析重現(xiàn)性的重要途徑。
1、進(jìn)樣閥:
(1)材質(zhì):
與色譜泵類似,選擇全PEEK材質(zhì)的進(jìn)樣閥才能保證儀器的壽命和分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。
(2)類型:
1)手動(dòng)進(jìn)樣閥:進(jìn)樣一致性靠人,系統(tǒng)集成性差。
2)電動(dòng)進(jìn)樣閥:進(jìn)樣一致性較好,系統(tǒng)集成性高。
2、自動(dòng)進(jìn)樣器:
進(jìn)樣一致性最好,系統(tǒng)集成性最好。
四、流路系統(tǒng):
采用色譜專用管路、接頭及其它連接部件,保證全塑無(wú)污染溶出,保證材料的可靠性和使用壽命。
材料有PEEK管(高壓區(qū))、PTFE管、硅膠管(氣路或廢液用)、各種接頭和連接配件。
五、分離系統(tǒng):
分離系統(tǒng)是離子色譜的重要部件,也是主要耗材。
1、預(yù)柱:
又稱在線過(guò)濾器,PEEK材質(zhì),主要作用是保證去除顆粒雜質(zhì)。
2、保護(hù)柱:
保護(hù)柱與分析柱填料相同,消除樣品中可能損壞分析柱填料的雜質(zhì)。如果不一致,會(huì)導(dǎo)致死體積增大、峰擴(kuò)散和分離度差等。
3、分析柱:
有效分離樣品組分。
六、化學(xué)抑制系統(tǒng):
抑制系統(tǒng)是離子色譜的核心部件之一,主要作用是降低背景電導(dǎo)和提高檢測(cè)靈敏度。抑制器的好壞關(guān)系到離子色譜的基線穩(wěn)定性、重現(xiàn)性和靈敏度等關(guān)鍵指標(biāo)。
1、柱-膠抑制:
采用固定短柱或現(xiàn)場(chǎng)填充抑制膠進(jìn)行抑制,不同的抑制柱交替使用,屬于間歇式抑制。
2、離子交換膜抑制:
采用離子交換膜,利用離子濃度滲透的原理進(jìn)行抑制。
需要配制硫酸再生液,系統(tǒng)需要配置氮?dú)饣騽?dòng)力裝置。
3、電解自再生膜抑制:
利用電解水產(chǎn)生媒介離子和離子配合離子交換膜進(jìn)行抑制。
七、檢測(cè)系統(tǒng):
離子色譜最基本和常用的檢測(cè)器是電導(dǎo)檢測(cè)器,其次是安培檢測(cè)器。
1、電導(dǎo)檢測(cè)器:
電導(dǎo)檢測(cè)器是基于極限摩爾電導(dǎo)率應(yīng)用的檢測(cè)器,主要用于檢測(cè)無(wú)機(jī)陰陽(yáng)離子、有機(jī)酸和有機(jī)胺等。
(1)雙極脈沖檢測(cè)器:
在流路上設(shè)置兩個(gè)電極,通過(guò)施加脈沖電壓,在合適的時(shí)間讀取電流,進(jìn)行放大和顯示。
容易受到電極極化和雙電層的影響。
(2)四極電導(dǎo)檢測(cè)器:
在流路上設(shè)置四個(gè)電極,在電路設(shè)計(jì)中維持兩測(cè)量電極間電壓恒定,不受負(fù)載電阻、電極間電阻和雙電層電容變化的影響,具有電子抑制功能(陽(yáng)離子檢測(cè)支持直接電導(dǎo)檢測(cè)模式)。
(3)五極電導(dǎo)檢測(cè)器:
在四極電導(dǎo)檢測(cè)模式中加一個(gè)接地屏蔽電極,極大提高了測(cè)量穩(wěn)定性,在高背景電導(dǎo)下仍能獲得極低的噪聲,具有電子抑制功能(陽(yáng)離子檢測(cè)支持直接電導(dǎo)檢測(cè)模式)。
2、安培檢測(cè)器:
安培檢測(cè)器是基于測(cè)量電解電流大小為基礎(chǔ)的檢測(cè)器,主要用于檢測(cè)具有氧化還原特性的物質(zhì)。
(1)直流安培檢測(cè)模式:
主要用于抗壞血酸、溴、碘、氰、酚、硫化物、亞硫酸鹽、兒茶酚胺、芳香族硝基化合物、芳香胺、尿酸和對(duì)二苯酚等物質(zhì)的檢測(cè)。
(2)脈沖安培檢測(cè)模式:
主要用于醇類、醛類、糖類、胺類(一二三元胺,包括氨基酸)、有機(jī)硫、硫醇、硫醚和硫脲等物質(zhì)的檢測(cè)。
不可檢測(cè)硫的氧化物。
(3)積分脈沖安培檢測(cè)模式:
為脈沖安培檢測(cè)的升級(jí)檢測(cè)模式,適用于檢測(cè)脈沖安培檢測(cè)的物質(zhì)。
八、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng):
完成數(shù)據(jù)處理,聯(lián)通儀器。
分離的原理是基于離子交換樹脂上可離解的離子與流動(dòng)相中具有相同電荷的溶質(zhì)離子之間進(jìn)行的可逆交換和分析物溶質(zhì)對(duì)交換劑親和力的差別而被分離。適用于親水性陰、陽(yáng)離子的分離。
離子色譜儀的工作過(guò)程是:輸液泵將流動(dòng)相以穩(wěn)定的流速(或壓力) 輸送至分析體系,在色譜柱之前通過(guò)進(jìn)樣器將樣品導(dǎo)入,流動(dòng)相將樣品帶入色譜柱,在色譜柱中各組分被分離,并依次隨流動(dòng)相流至檢測(cè)器,抑制型離子色譜則在電導(dǎo)檢測(cè)器之前增加一個(gè)抑制系統(tǒng),即用另一個(gè)高壓輸液泵將再生液輸送到抑制器,在抑制器中,流動(dòng)相的背景電導(dǎo)被降低,然后將流出物導(dǎo)入電導(dǎo)檢測(cè)池,檢測(cè)到的信號(hào)送至數(shù)據(jù)系統(tǒng)記錄、處理或保存。非抑制型離子色譜儀不用抑制器和輸送再生液的高壓泵, 因此儀器的結(jié)構(gòu)相對(duì)要簡(jiǎn)單得多,價(jià)格也要便宜很多。
聯(lián)系我們
杭州天釗科技有限公司 公司地址:杭州市西湖區(qū)金蓬街321號(hào)2幢C座511室 技術(shù)支持:化工儀器網(wǎng)掃一掃 更多精彩
網(wǎng)站二維碼
微信二維碼