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離子色譜儀的發(fā)展現狀

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離子色譜儀的發(fā)展現狀
摘要介紹了離子色譜儀的輸液系統、進(jìn)樣器、分離柱和檢測器的現狀及最新進(jìn)展。 關(guān)鍵詞離子色譜儀脫氣裝置輸液泵進(jìn)樣器 固定相抑制器

1 前言 1975年,Small等人用電導檢測器地連續檢測柱 流出物獲得成功⋯ ,標志著(zhù)離子色譜法的誕生。經(jīng) 過(guò)近三十年的發(fā)展,離子色譜法(IC)已經(jīng)成為分析 離子性物質(zhì)的常用方法L2 3。我國第一代離子色譜儀 于1983年6月通過(guò)了專(zhuān)家鑒定。離子色譜儀與一 般的液相色譜儀一樣,由輸液系統、進(jìn)樣系統、分離 系統和檢測系統構成。本文主要介紹離子色譜儀硬 件方面的現狀和最新進(jìn)展。

2 輸液系統 離子色譜的輸液系統主要包括流動(dòng)相容器、脫 氣裝置、高壓輸液泵和梯度洗脫裝置等。IC對輸液 系統的一般要求是:流量穩定,耐高壓性能好,耐腐 蝕性強,脫氣方便等。
2.1 脫氣裝置 流動(dòng)相的脫氣是離子色譜分析過(guò)程中的一個(gè)重 要環(huán)節。輸液泵的擾動(dòng)或色譜柱前后的壓力變化以 及抑制過(guò)程都可能導致流動(dòng)相中溶解的氣體析出, 形成小氣泡。這些小氣泡會(huì )產(chǎn)生很多尖銳的噪聲 峰,較大的氣泡還可能引起輸液泵流速的變化,因此 對流動(dòng)相要進(jìn)行脫氣處理。流動(dòng)相脫氣的方法主要 有:真空泵直接脫氣法L3],超聲波震蕩脫氣法 ],惰 性氣體鼓泡吹掃脫氣法L1 5_以及在線(xiàn)脫氣法。前3種 方法的脫氣效果都不錯,但不足之處是一次性脫氣, 脫氣后很難防止空氣再次容解進(jìn)人流動(dòng)相,而且存 在流動(dòng)相被污染的可能。與前3種方法相比,在線(xiàn) 脫氣法可以避免上述情況的發(fā)生。其工作原理是: 將一段用多孔合成樹(shù)脂膜做的輸液管密封于真空容 器內,當流動(dòng)相流經(jīng)輸液管時(shí),由于膜外側壓力減 小,流動(dòng)相中的氧氣、二氧化碳等小分子氣體就會(huì )透 過(guò)樹(shù)脂膜而被排除。在實(shí)際操作中,真空容器內的 氣壓應盡可能的穩定。因為氣壓的波動(dòng)會(huì )使脫氣效 果不一致,導致基線(xiàn)起伏。目前,比較先進(jìn)的離子色 譜儀都配有在線(xiàn)脫氣系統轉速計| 水份計| 水份儀| 分析儀| 溶氧計| 電導度計| PH計| 酸堿計| 糖度計| 鹽度計| 酸堿度計| 電導計| 水分測定儀| 濁度計| 色度計| 粘度計| 折射計| 滴定儀| 密度計| 熱流計| 濃度計| 折射儀| 采樣儀| 。
2.2 輸液泵 輸液泵的作用是使流動(dòng)相以相對穩定的流量或 壓力通過(guò)流路系統。流量或壓力的穩定將直接影響 基線(xiàn)的穩定和分析結果的重現性。一般輸液泵的流 量可以設定在0.01~10.0mL/min之間,對于一般分 析工作,0.5~2.0mL/min的流量最為常用。輸液泵 在較低流量時(shí),通常要求壓力能夠達到30MPa。耐 高壓的能力是衡量離子色譜儀性能的一個(gè)重要指 標。目前,離子色譜儀的耐高壓性能越來(lái)越好。 輸液泵主要有氣動(dòng)放大泵、螺旋傳動(dòng)注射泵、隔 膜型往復泵、柱塞往復泵等。
(1)氣動(dòng)放大泵能提供無(wú)脈動(dòng)的穩定流量,很適 合痕量分析。因為氣動(dòng)泵能迅速獲得很高的出口壓 力并提供較大的輸出流量,所以特別適合勻漿法填 充色譜柱。這種泵的缺點(diǎn)是液缸體積大,更換流動(dòng) 作者簡(jiǎn)介:段鋼,男,1973年2月出生,在讀碩士研究生,主要從事離子色譜應用方面的研究。 相不方便,所以現在已不再用于分析型液相色譜儀。
(2)螺旋傳動(dòng)注射泵能以恒定的流量輸送流動(dòng) 相,與操作壓力無(wú)關(guān),但是在活塞復原的短時(shí)間內, 沒(méi)有流量輸出,從而產(chǎn)生壓力波動(dòng)。另外,這種泵體 積大,比較笨重,更換流動(dòng)相不方便。
(3)隔膜型往復泵是一種恒流泵。它的優(yōu)點(diǎn)是 活塞不直接與流動(dòng)相接觸,避免了活塞密封墊磨損 對流動(dòng)相的污染。缺點(diǎn)是結構比較復雜,價(jià)格較貴, 有脈動(dòng),需要配置阻尼裝置來(lái)消除。
(4)柱塞往復泵是目前使用最廣泛的一種恒流 泵,分為單柱塞和雙柱塞兩種。單柱塞往復泵脈動(dòng) 較大,必須配置阻尼裝置;雙柱塞泵有兩個(gè)活塞交替 伸縮,脈動(dòng)比單柱塞泵小得多。雙柱塞泵有活塞缸 并聯(lián)或串聯(lián)兩種模式。并聯(lián)模式,兩個(gè)活塞的凸輪 形狀完全相同,但相位相反,所產(chǎn)生的脈動(dòng)正好互相 抵消;串聯(lián)模式,兩個(gè)凸輪形狀不同,第一個(gè)凸輪提 供主要動(dòng)力,第二個(gè)凸輪的作用是當第一個(gè)凸輪回 收時(shí)提供補充動(dòng)力。柱塞往復泵的流量由電機的轉 速控制。柱塞往復泵的特點(diǎn)是:流量控制精確,脈動(dòng) 較小,使用方便,故障率低,更換流動(dòng)相方便。與其 他幾種輸液泵相比,柱塞馥復泵具有一定的優(yōu)勢,尤 其是雙柱塞往復泵更為常用。 離子色譜經(jīng)常使用強酸、強堿作為流動(dòng)相,這就 要求與流動(dòng)相接觸的輸液系統材料必須能夠耐酸堿 腐蝕。通常使用的材料有:不銹鋼、氟塑料、聚乙烯、 陶瓷以及聚醚醚酮(PEEK)等。對于不銹鋼材料,若 使用強酸溶液作洗脫液,須在進(jìn)樣閥前安裝一個(gè)很 高容量的陽(yáng)離子交換柱,用來(lái)吸附由不銹鋼輸液泵 體溶解的金屬離子。PEEK材料的應用改變了這種 情況。PEEK基本上不受酸堿腐蝕的影響,具有很 高的硬度,非常適于制造輸液泵的泵頭和單向閥。 國外離子色譜儀已經(jīng)普遍采用了這種全塑泵,國內 廠(chǎng)家近年來(lái)也在逐步采用。

3 進(jìn)樣器 IC對進(jìn)樣器的基本要求是:耐高壓、耐腐蝕、重 復性好、操作方便。進(jìn)樣器的種類(lèi)主要有六通進(jìn)樣 閥。氣動(dòng)進(jìn)樣閥和自動(dòng)進(jìn)樣器。 六通進(jìn)樣閥是目前最常用的。它的特點(diǎn)是進(jìn)樣 量的重復性非常好。但普通六通進(jìn)樣閥在裝樣 ( )和進(jìn)樣(INJECT)兩個(gè)位置之間流路被截斷 時(shí),會(huì )在扳閥過(guò)程中產(chǎn)生一個(gè)瞬間的高壓,非常容易 引起流路的泄漏,F在比較好的六通進(jìn)樣閥由于采 用了斷前接通技術(shù),基本上消除了這種瞬間高壓,同 時(shí)也大大減少了誤操作的可能?紤]到流動(dòng)相的腐 蝕,PEEK和陶瓷材料制成的六通進(jìn)樣閥最適合離 子色譜儀使用。美國RHEODYNE公司是生產(chǎn)高壓 六通進(jìn)樣閥最著(zhù)名的公司。目前國內已有性能與之 接近的產(chǎn)品。 氣動(dòng)進(jìn)樣閥是一種比較先進(jìn)的進(jìn)樣閥。它采用 一定壓力的氮氣作為動(dòng)力,通過(guò)兩路四通加載定量 管進(jìn)行裝樣和進(jìn)樣,能有效減少手動(dòng)進(jìn)樣帶來(lái)的誤 差,其不方便之處在于必須使用氮氣鋼瓶。 自動(dòng)進(jìn)樣器是一種自動(dòng)化程度很高的系統,由 軟件控制,自動(dòng)進(jìn)行裝樣、進(jìn)樣、清洗,操作者只需將 樣品按順序裝入貯樣機即可。自動(dòng)進(jìn)樣器價(jià)格比較 昂貴,一般只有高檔儀器才會(huì )配備。

4 分離柱 與HPLC一樣,分離柱是離子色譜儀最重要的 組成部分。離子色譜的分離機理主要是離子交換, 基于離子交換樹(shù)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,不同的 離子因與交換劑的親和力不同而被分離,與HPLC 不同的是,離子色譜選擇性的改變主要是通過(guò)采用 不同的固定相來(lái)實(shí)現的。
4.1 陰離子交換分離柱 陰離子交換分離柱使用的填料主要是表面附聚 薄殼型陰離子交換樹(shù)脂。樹(shù)脂的內核是苯乙烯一二 乙烯苯的共聚物(PS—DVB),核外是一層磺化層,最 外層是粒度均勻的單層季銨化乳膠顆粒,以離子鍵 結合在磺化層上。由于樹(shù)脂的表面完全被乳膠顆粒 覆蓋,所以乳膠的性質(zhì)決定了固定相的選擇性。由 于薄膜層快速的運動(dòng)和大的滲透能力,薄殼材料比 一般微孔離子交換物有更高的交換效能l6]。這種類(lèi) 型的固定相的性能主要由三個(gè)因素決定:PS—DVB 樹(shù)脂的交聯(lián)度、乳膠顆粒的材料、季銨功能基的類(lèi)型 和結構。 早期的薄殼材料的核心顆粒采用15-40~范圍 的球型PS—D、 樹(shù)脂。這種微粒的交聯(lián)度一般為 2%~5%,有足夠的物理穩定性。然而5%交聯(lián)度 PS—DvB微粒沒(méi)有足夠的硬度允許使用有機溶劑, 它們只能用水溶液作為流動(dòng)相。使用乙烯基苯乙烯 (EVB)、交聯(lián)度為55%的二乙烯苯的固定相是離子 色譜發(fā)展的一大進(jìn)步,因為有機溶劑如:甲醇、乙醇、 丙三醇、乙睛,可以高濃度地加入到流動(dòng)相中以改變 分離的選擇性 。 離子交換乳膠一般采用直徑為10~500nm的微 粒,以200nm最為通用。陰離子交換柱所用的乳膠 主要通過(guò)與苯乙烯基氯(VBC)或甲基丙烯酸酯縮水 甘油脂(GMA)的聚合物制備。甲基丙烯酸酯材料 的性能優(yōu)異,表現為: (1)對陰離子如碘離子和硫氰根離子選擇性非 常好。 (2)可以增大F一與水峰的分離。 (3)可以用來(lái)分離鹵氧化合物陰離子,如溴酸根 離子、亞氯酸根離子和氯酸根離子。在Dionex公司 最近研制的IonPac AS9一HC柱上,鹵氧化合物和一 般無(wú)機陰離子被成功分離,其固定相是由55%交聯(lián) 度超孔EⅦ 一DⅦ 顆粒涂潰15%交聯(lián)度縮水甘油 乙氧基甲基丙烯酸酯的聚合物 J。 季銨功能基的結構也是影響選擇性的重要因 素。從理論上講,季銨功能基的結構有數百種可能, 對于這方面已進(jìn)行了許多研究 ,加J。一般情況下, 當功能基的大小增加時(shí),親水性多價(jià)陰離子的保留 時(shí)間減少。親水性一價(jià)限離子受功能團大小的影響 較小,而且當功能團大小增加時(shí),保留時(shí)間略有增 加。易極化陰離子受功能基水合作用的影響較大, 當功能基變得更疏水時(shí),它們的保留時(shí)間減少。烷 基醇委銨功能基樹(shù)脂對OH一的親和力顯著(zhù)增強,被 稱(chēng)為OH一選擇性樹(shù)脂,適合于用氫氧化物作為淋洗 液。例如:Dionex公司的IonPac ASll,該柱以Na— ON溶液為淋洗液進(jìn)行梯度淋洗,可以一次分離34 種無(wú)機和有機酸陰離子,表現出非常好的性能。
4.2 陽(yáng)離子交換分離柱 廣泛應用的陽(yáng)離子交換分離柱使用的是薄殼型 樹(shù)脂,樹(shù)脂核是惰性PS—DVB共聚物,核的表面以 共價(jià)鍵結合陽(yáng)離子交換功能基。以前,陽(yáng)離交換功 能基大多采用磺酸基,一價(jià)陽(yáng)離子和二價(jià)陽(yáng)離子在 磺化陽(yáng)離子交換劑上的保留行為差異太大,使得這 兩類(lèi)離子的同時(shí)分析變得非常困難,只能分別進(jìn)行。 一價(jià)陽(yáng)離子的洗脫采用無(wú)機強酸溶液 ¨,二價(jià)陽(yáng)離 子則采用檸檬酸與己二胺的混合溶液u 。研究表 明,改變陽(yáng)離子交換或離子交換功能基的密度可改 變其選擇性,從而達到一價(jià)陽(yáng)離子和二價(jià)陽(yáng)離子同 時(shí)分離的目的n 。美國Dionex公司的IonPac CS12A陽(yáng)離子交換分離柱使用接枝型羧酸和磷酸功 能基的固定相;IonPac CSll陽(yáng)離子交換分離柱仍采 用磺酸基固定相,但改變了交換基的密度。這兩種 分離柱都可以使用等濃度淋洗,一次進(jìn)樣,同時(shí)分離 堿金屬和堿土金屬離子。最近,Kazutoku Ohta等人 以硅膠作固定相,利用硅膠本身的離子交換功能,采 用添加了冠醚的淋洗液,成功地同時(shí)分離了一價(jià)和 二價(jià)陽(yáng)離子

5 檢測器 用于IC的檢測器主要有:電導檢測器,紫外可 見(jiàn)光檢測器,安培檢測器,熒光檢測器等。其中電導 檢測器是日常IC分析中最常用的檢測器;紫外可見(jiàn) 光檢測器可以作為電導檢測器的重要補充;安培檢 測器主要用于能發(fā)生電化學(xué)反應的物質(zhì);熒光檢測 器的靈敏度要比紫外吸收檢測器高2~3個(gè)數量級, 但在IC上的應用比較少。隨著(zhù)ICP—AES和ICP— MS的不斷普及,它們與IC的聯(lián)用技術(shù)正越來(lái)越受 到人們的重視。
5.1 電導檢測器 電導檢測器分為抑制電導檢測器(雙柱法)和非 抑制電導檢測器(單柱法)。非抑制電導檢測器的結 構比較簡(jiǎn)單,但靈敏度較低,對流動(dòng)相的要求比較苛 刻。抑制電導檢測器在靈敏度和線(xiàn)性范圍都優(yōu)于非 抑制電導檢測器,甚至優(yōu)于配有較好的色譜柱和恒 溫裝置的單柱離子色譜系統u引。 在抑制型電導檢測器中抑制器發(fā)揮著(zhù)重要的作 用。抑制器的作用是降低流動(dòng)相背景電導,同時(shí)增 加被測物的電導,從而提高電導檢測器的靈敏度。 抑制器大致可以分為五種類(lèi)型:
(1)填充抑制柱 樹(shù)脂填充抑制柱是最早的抑制器,正因如此,抑 制法又被稱(chēng)為雙柱法。所用的樹(shù)脂是高容量的強酸 型陽(yáng)離子或強堿型陰離子交換樹(shù)脂。抑制柱工作 時(shí),陽(yáng)離子交換樹(shù)脂由H 型轉變成Na型,陰離子 交換樹(shù)脂由OH一型轉變成NO3型(或其他陰離 子)。其主要缺點(diǎn)是不能長(cháng)時(shí)間連續工作,樹(shù)脂上的 H 和OH一消耗后,失去抑制能力,需要用酸或堿進(jìn) 行再生。 美國Alttech公司對填充抑制柱進(jìn)行了改進(jìn),采 用電化學(xué)方法實(shí)現了自動(dòng)再生。更新的DS—Plus 抑制器,在抑制柱后增加了脫氣裝置,能夠除去抑制 反應產(chǎn)生的cch,進(jìn)一步降低了背景電導,減小了水 負峰,使碳酸鹽梯度淋洗成為可能_l 。
(2)管狀纖維膜抑制器 管狀纖維膜抑制器不需要停機再生,可連續工 作。它通過(guò)管狀離子交換纖維膜進(jìn)行工作,管內淋 洗液和管外再生液逆向流動(dòng),抑制反應在膜上進(jìn)行。 作陰離子分析時(shí),再生液推薦使用硫酸或甲磺酸:作 陽(yáng)離子分析時(shí),則推薦使用Ba(OH) 。這種抑制器 的缺點(diǎn)是抑制容量較低,機械強度較差,而且每使用 半年左右就需要更換離子交換膜。
(3)平板微膜抑制器 平板微膜抑制器與管狀纖維膜抑制器的抑制方 式相同,也可連續工作。它的優(yōu)點(diǎn)是結構緊湊,死體 積小,具有較高的抑制容量,適用于梯度淋洗。但仍 需要化學(xué)試劑提供抑制反應所需的H 和OH一,而 且工作曲線(xiàn)的線(xiàn)性范圍也受到一定的影響 。
(4)電滲析抑制器 田昭武等首次將電滲析原理引入抑制器_l ,即 電滲析抑制器.電滲析抑制器的抑制容量很大,抑制 反應受恒定的抑制電流控制,所以抑制效果很穩定, 基線(xiàn)漂移很。洳环奖阒幵谟诒仨毝ㄆ诟鼡Q兩 個(gè)電極室中的電解液.這種抑制器在國產(chǎn)離子色譜 儀中曾被普遍采用,但現在已逐步被更先進(jìn)的電解 再生抑制器取代。
(5)電解再生抑制器 電解再生抑制器不需要化學(xué)再生液,而是通過(guò) 電解水產(chǎn)生的H 和OH一來(lái)滿(mǎn)足抑制反應的需要, 具有使用方便、平衡速度快、背景噪聲低等特點(diǎn)。美 國Dionex公司最先應用電化學(xué)抑制法,在平板微膜 抑制器的基礎上設計制造出電解再生抑制器。電解 再生抑制器可以采用循環(huán)再生和外加水兩種工作方 式。循環(huán)再生是指采用抑制后的淋洗液作為電解水 的水源,外加水即采用外接水源。因循環(huán)再生模式 使用方便,得到更廣泛的應用。外加水模式主要用 于測定樣品濃度極低或淋洗液中存在有機溶劑的情 況。下面以NaOH淋洗液為例,介紹陰離子電解再 生抑制器的工作原理(見(jiàn)圖1)。 當陰陽(yáng)兩極接通恒流電源,水被電解產(chǎn)生H 和 OH一。在電場(chǎng)作用下,H 穿過(guò)陽(yáng)離子交換膜,進(jìn)入 淋洗液中和掉OH一,淋洗液中的Na 則穿過(guò)膜直接 進(jìn)入廢液。而陰離子即使在外加電場(chǎng)的作用下,也 不能穿過(guò)陽(yáng)離子交換膜。這樣就達到了降低本底電 陰極 陽(yáng)離子交換膜 圖1 陰離子電解再生抑制器的工作原理 導,提高波測離子電導的目的。陽(yáng)離子電解再生抑 制器的原理類(lèi)似,所不同的是采用陰離子交換膜。 目前國內已能自行生產(chǎn)陰、陽(yáng)離子電解自身再 生抑制器,而且抑制容量、有機溶劑兼容性、死體積 等各項技術(shù)指標均與國外產(chǎn)品相當
5.2 紫外可見(jiàn)光檢測器 紫外可見(jiàn)光(U、,/Vis)檢測器在IC中是僅次于 電導檢測器的重要檢測方法。Uv/Vis檢測器對環(huán) 境溫度、流動(dòng)相組成、流速等的變化不敏感,可以用 于梯度淋洗,這些特點(diǎn)正是電導檢測器所欠缺的。 二極管陣列U、,/Vis檢測器可以瞬間實(shí)現紫外一可 見(jiàn)光區的全波長(cháng)掃描,得到時(shí)間一波長(cháng)一吸收強度 三維色譜圖。UV/Vis檢測器主要有三種檢測方式: 直接紫外檢測、間接紫外檢測、衍生化紫外/可見(jiàn)光 檢測。
在IC中,直接紫外檢測應用不多,因為大多數 無(wú)機離子沒(méi)有紫外吸收或吸收很弱。直接紫外檢測 的一個(gè)重要應用是分析含有大量氯離子樣品中的 NO 、NO2-、Br一、I J。因為氯離子沒(méi)有紫外吸收, 而上述陰離子有紫外吸收。 間接紫外檢測,采用具有紫外吸收的物質(zhì)作為 淋洗液,檢測無(wú)紫外吸收的離子_2 。由于溶質(zhì)離子 經(jīng)過(guò)檢測器時(shí),紫外吸收信號減小,所以形成負方向 的色譜峰。在普通HPLC儀器上就可以用這種方法 進(jìn)行離子色譜分離分析工作。 紫外衍生化是指將無(wú)紫外吸收或吸收很弱的物 質(zhì)與帶有紫外吸收集團的衍生化試劑進(jìn)行反應,產(chǎn) 生可用于紫外檢測的化合物。衍生化通常分為柱前 衍生化和柱后衍生化,相對而言,柱后衍生化應用更 廣泛。通過(guò)衍生化能顯著(zhù)提高檢測靈敏度和選擇 性。柱后可見(jiàn)光衍生化檢測經(jīng)常用于過(guò)渡金屬離子 的分析,將過(guò)渡金屬離子柱流出物與顯色劑反應,生 成有色配合物后,在可見(jiàn)光波長(cháng)下檢測。例如:以 meso四一(對磺基苯)卟啉為柱后衍生劑,可同時(shí)測 定鋁、汞、鋅 。
5.3 安培檢測器 安培檢測器由恒電位器和電化學(xué)池組成。電化 學(xué)池有3個(gè)電極:工作電極、參比電極和對電極。恒 電位器可以在工作電極和參比電極之間施加一個(gè)可 任意選拔的電位,并使輸出電位保持恒定,不受電流 變化的影響。工作電極的材料可以采用銀、金、鉑和 玻碳四種,分別適于不同物質(zhì)的分析。參比電極通 常使用Ag/AgC1或飽和甘汞電極。對電極的材料 有金、鉑、玻碳、鈦、不銹鋼等多種。參比電極和對電 極應置于工作電極的下游,以防止對電極的反應產(chǎn) 物和參比電極的泄漏對工作電極產(chǎn)生干擾。安培檢 測器常用于分析解離度較低,用電導檢測器難以檢 測,同時(shí)又具有電活性的離子。根據施加電位方式 的不同,安培檢測器可以分為直流安培檢測器、脈沖 安培檢測器和積分安培檢測器。 在直流安培檢測器中,一個(gè)恒定的直流電位連 續施加在工作電極上,被測物質(zhì)經(jīng)色譜柱分離后,在 電極上發(fā)生氧化一還原反應,產(chǎn)生電流,電流的大小 與被測物質(zhì)的濃度在一定范圍內成正比。直流安培 檢測器的靈敏度很高,可以測定t~g/L級的離子,例 如:硫化物、氰化物 、三價(jià)砷_(kāi)2 、各種酚[ 等。 脈沖安培檢測器在3個(gè)不同的間隔時(shí)間(t 、t:、 t )內,快速、連續地施加3種不同的電位E 、E2、E 。 其中,E 為工作電位,E2、E3分別為清洗正電位和清 洗負電位。僅在t 時(shí)間內記錄產(chǎn)生的電流。施加清 洗電位的目的是清除電極表面沉積的反應產(chǎn)物,使 電極恢復到未受玷污的狀態(tài)。使用金電極的脈沖安 培檢測器是分析糖的好方法 衛 ,靈敏度和選擇性 都很理想 除此之外,脈沖安培檢測器還可用于含 有醇、醛、胺和含硫集團組分的測定。
積分安培檢測器是一種新形式的脈沖安培檢測 器,它對工作電極施加的是對應時(shí)間波形的循環(huán)電 位,通過(guò)連續對金屬氧化物生成波形和氧化物還原 波形的正、反方向的掃描得到測量電流的積分。波 形的周期一般是0.5~2s。相對于脈沖安培檢測器,
積分安培檢測器有以下優(yōu)點(diǎn): (1)通過(guò)金屬工作電極的氧化層,提高對催化氧 化待測組分的檢測靈敏度。 (2)消除了來(lái)自氧化和還原反應的電荷,使其對 基線(xiàn)的影響大大減小,從而得到更加平穩的基線(xiàn)。 積分安培檢測器應用的最新進(jìn)展是測定氨基酸 2 。
5.4 離子色譜與原子光譜或質(zhì)譜儀的聯(lián)用 近年來(lái),對于離子色譜與AAS、ICP—AES、ICP — MS聯(lián)用的研究越來(lái)越多,使離子色譜的高分離能 力與其他分析法的定性能力相結合,對解決許多復 雜分析問(wèn)題很有幫助,特別是用于樣品中各種元素 的化學(xué)形態(tài)分析。離子色譜聯(lián)用技術(shù)目前還處于發(fā) 展階段,許多技術(shù)還不成熟,有待進(jìn)一步完善。隨著(zhù) 接口和基體消除技術(shù)的發(fā)展,離子色譜聯(lián)用技術(shù)將 得到更加廣泛的應用。

6 新進(jìn)展
6.1 淋洗液發(fā)生器 在陰離子分析中,氫氧化物溶液是最理想的淋 洗液。因為,經(jīng)它抑制后水成為電導率極低的水,并 且可以進(jìn)行梯度淋洗。然而,在實(shí)際應用中,氫氧化 物溶液本身含有雜質(zhì),而且在實(shí)驗過(guò)程中必須防止 cch進(jìn)入溶液。為了解決這一難題,可以用電解法 在線(xiàn)發(fā)生NaOH淋洗液,其濃度可以通過(guò)電流調節, 能夠方便地進(jìn)行梯度淋洗。美國Dionex公司新近 推出的淋洗液發(fā)生器只需高純水,就可以自動(dòng)產(chǎn)生 KOH或甲磺酸淋洗液。其工作原理與自動(dòng)再生抑 制器類(lèi)擬,也是利用離子交換膜的選擇透過(guò)性。以 KOH為例,K 在電場(chǎng)作用下,通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn) 入流動(dòng)相,與陰極產(chǎn)生的等量OH組成KOH淋洗 液。淋洗液的濃度與施加在陰陽(yáng)兩極間的電流成正 比,與水的流速成反比。淋洗液發(fā)生器的出現不僅 解決了上述問(wèn)題,同時(shí)也避免了人工配置淋洗液所 產(chǎn)生的誤差 。
6.2 離子回流 離子回流的概念是離子色譜創(chuàng )始人H.Small等 于1998年提出的_2 。離子回流簡(jiǎn)單地說(shuō)就是將離 子色譜淋洗液發(fā)生器及電解自再生抑制器串聯(lián)于一 個(gè)極化的離子交換柱上。本文只作簡(jiǎn)要介紹:在一 個(gè)色譜柱內填裝陽(yáng)離子交換樹(shù)脂,一端填裝氫型,一 端填裝鉀型。在這個(gè)色譜柱的兩端施加直流電壓, 氫型端接陽(yáng)極,鉀型端接陰極。從陰極端泵入去離 子水,由陽(yáng)極流出。在陽(yáng)極產(chǎn)生的氫離子的推動(dòng)下, 氫離子逐漸替代鉀型樹(shù)脂中的鉀離子向陰極移動(dòng); 被替換下來(lái)的鉀離子在陰極區與電解水產(chǎn)生的氫氧 根形成氫氧化鉀淋洗液,在水流的作用下向陽(yáng)極移 動(dòng)。這兩種作用的結果是保持了H /K 界面的穩 定;谶@一基本原理,用水作流動(dòng)相,在一個(gè)極化 離子交換柱上先后完成了分離和抑制。這種離子回 流裝置的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現梯度淋洗只需改變電流,沒(méi)有 c02的干擾,抑制后的背景電導很低。目前離子回 流裝置應用于離子色譜尚處于實(shí)驗階段,還有一些 具體問(wèn)題需要解決。

7 小結 離子色譜經(jīng)過(guò)近30年的發(fā)展,已成為一種比較 成熟的分析技術(shù)。但隨著(zhù)新材料、新技術(shù)的出現,離 子色譜仍會(huì )有很大的發(fā)展空間。儀器將向一體化、 小型化、便攜化方向發(fā)展。新的固定相將會(huì )不斷出 現,例如:具有陰離子和陽(yáng)離子交換功能的混合色譜 柱,及壽命長(cháng)、抗污染能力強的色譜柱等。新的檢測 手段將擴展離子色譜的應用范圍。

發(fā)布人:2010/8/26 10:12:001514 發(fā)布時(shí)間:2010/8/26 10:12:00 此新聞已被瀏覽:1514次