離子色譜是高效液相色譜的一種,是分析陰陽離子的一種液相色譜方法,該方法具有選擇性好、靈敏、快速、簡便等優(yōu)點,并且可以同時測定多種組分。離子色譜儀的快速檢驗能力對于環(huán)境監(jiān)測工作有著重要的意義,其日常維護及操作必須嚴格按照離子色譜儀使用說明進行,以保障其監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實性,有效性。
(一)淋洗液
淋洗液作為系統(tǒng)的流動相,其品質對分析結果有重要影響。流動相的脫氣是離子色譜分析過程中的一個重要環(huán)節(jié)。輸液泵的擾動或色譜柱前后的壓力變化以及抑制過程都可能導致流動相中溶解的氣體析出,形成小氣泡。這些小氣泡會產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,因此對流動相要進行脫氣處理。
(二)分離柱
分離柱柱體材料為PEEK(聚醚醚酮)。分離相由聚乙烯醇顆粒組成,粒徑為9?m,表面有季銨基團。這種結構可保證高度的穩(wěn)定性,并對可穿過內置過濾板的極細顆粒具有很高的容耐性,適用于水分析的日常測試任務。
為保護分離柱不受外來物質侵害(這些物質會對分離效率產生影響),對淋洗液、也對樣品作微孔過濾(0.45μm過濾器),并通過吸液過濾頭吸取淋洗液。分離柱堵塞會導致系統(tǒng)壓力上升,分離能力變差會導致保留時間波動、樣品重復測量平行性差。分離柱接入系統(tǒng)時,需要先沖洗10分鐘以上再接檢測器,沖洗時出口向上,便于將氣泡趕出。
分離柱的保存:短時間不用,可直接將柱子兩端蓋上塞子,放在盒中保存。陰離子柱長時間不使用(1個月以上),應保存到10mmol/LNa2CO3中。
分離柱的再生:(1)低價親水性離子的污染:
a)用超純水進行沖洗(在0.5ml/min流速下沖洗15分鐘)
b)用10倍濃的淋洗液進行沖洗(在0.5ml/min流速下沖洗60分鐘)
c)用超純水進行沖洗(在0.5ml/min流速下沖洗15分鐘)
d)用淋洗液進行沖洗(在0.5ml/min流速下沖洗60分鐘)
(2)高價親水性離子的污染:
a)用超純水進行沖洗(在0.5ml/min流速下沖洗15分鐘)
b)用5%的乙腈進行沖洗(在0.5ml/min流速下沖洗10分鐘)
c)用100%的乙腈進行沖洗(在0.5ml/min流速下沖洗60分鐘)
d)用50%的乙腈進行沖洗(在0.5ml/min流速下沖洗10分鐘)
e)用超純水進行沖洗(在0.5ml/min流速下沖洗30分鐘)
f)用淋洗液進行沖洗(在0.5ml/min流速下沖洗60分鐘)
(三)高壓泵
高壓泵是離子色譜儀的動力源,其作用是將流動相輸入到分離系統(tǒng),使樣品在分離柱中完成分離過程。離子色譜用的高壓泵應具備下述性能:流量穩(wěn)定、耐腐蝕、壓力波動小、更換溶劑方便、死體積小、易于清洗和更換溶劑。高壓泵工作正常的情況下,系統(tǒng)壓力和流量穩(wěn)定,噪音很小,色譜峰形正常。
(四)抑制器
抑制器由3個抑制元件組成,這些元件應用于循環(huán)回路中的抑制作用,可利用硫酸進行再生及用純凈水進行沖洗,分析流路外再生,可徹底去除有害物質。采用微填充床抑制器,其優(yōu)為點:平穩(wěn)提供H+,基線噪音低,適合各種濃度分析,耐高壓、耐有機溶劑、耐重金屬,耐腐蝕,噪音低,只有0.2-0.5nS。
抑制器要避免在未通液體時空轉。淋洗液或再生液流路堵塞、抑制器飽和均會造成系統(tǒng)壓力突然上升、背景電導率過高等問題。若經(jīng)過較長時間后,抑制元件受到污染,平常使用的再生溶液無法再將其徹底清除干凈,將導致基線大幅上升。
(五)檢測器
所有的離子化合物(有機離子、無機離子、強酸和強堿)以及可被解離的化合物(弱酸和弱堿)的水溶液都能夠導電。電導檢測器是以離子色譜流動相中電導的變化作為定量依據(jù)的。電導檢測器測量雙鉑電極兩端間的電導,離子在該雙鉑電極兩端間遷移:陰離子向陽極遷移,陽離子向陰極遷移,從而測量溶液的電阻。電導與電阻成反比。電導檢測器具有極好的溫度穩(wěn)定性,這樣便可保證測量條件的重現(xiàn)性。
由于離子色譜儀是精密儀器,其日常維護與保養(yǎng)對于儀器的使用壽命及監(jiān)測精度都有著重要的影響,因此離子色譜儀要經(jīng)常用淋洗液沖洗色譜柱,防止分離柱堵塞、流動相有氣泡的產生,在進行分析前要確保樣品已經(jīng)進行前處理,以保障儀器安全。離子色譜法具有選擇性好、靈敏、快速、簡便,可同時測定多組分,基于上述優(yōu)點,離子色譜法已在環(huán)境監(jiān)測領域得到廣泛應用。因此了解一些關于儀器日常維護的知識,遇有故障時能夠正確地判斷并及時排除是十分重要的。
離子色譜儀的高壓分析泵是離子色譜儀重要的部件之一。分析泵的作用主要是通過等濃度或梯度濃度的方式在高壓下將淋洗液經(jīng)由進樣閥輸送到色譜柱內并對待測物進行洗脫。離子色譜儀的分析泵應輸出壓力高,不低于35MPa;耐腐蝕,能夠承受PH=1~14的溶劑;流量要穩(wěn)定,流量精度和重復性為±0.5%以上;要有良好的密封性和噪音小等要求。高壓泵工作正常的情況下,系統(tǒng)壓力和流量穩(wěn)定,噪音很小,色譜峰形正常。與之相反,在離子色譜儀的高壓泵工作不正常的情況時,系統(tǒng)壓力波動較大,產生噪音,基線的噪音加大,流量不穩(wěn)并導致色譜峰形變差(出現(xiàn)亂峰)。產生以上情況原因有以下幾種:
1、離子色譜儀的淋洗液的脫氣與泵內氣泡的排除
離子色譜儀初次使用或更換淋洗液時,管路中的氣泡容易進入泵內,造成系統(tǒng)壓力和流量的不穩(wěn)定,對于一些容易產生氣體的溶液如加入甲醇淋洗液,可先用真空脫氣的辦法除去溶液中大部分氣體,再于系統(tǒng)中用惰性氣體(氦氣或高純氮氣)在線脫氣的方法處理。已進入離子色譜儀的泵內的氣泡可以通過啟動閥排除。具體方法是:先停泵,用一個10ml注射器在啟動閥處向泵內注射去離子水或淋洗液,可反復幾次直到氣泡排除為止,然后再將泵啟動。
2、離子色譜儀系統(tǒng)壓力波動大,流量不穩(wěn)定
系統(tǒng)中進入了空氣,或者單向閥的寶石球與閥座之間有固體異物,使得兩者不能閉合密封,需卸下單向閥浸入盛有乙醇的燒杯用超聲波清洗。分析泵上的壓力傳感器有故障時也會造成壓力波動,應檢查傳感器旋鈕上的O型密封圈是否有磨損。
3、漏液
離子色譜儀的泵密封圈變形后,在高壓下會產生泄漏。泵漏液時,系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定,儀器無法工作,為延長密封圈的使用壽命,在使用了濃度較高的堿以后,要用去離子水清洗泵頭部分,以防產生沉淀物。
4、系統(tǒng)壓力升高
在離子色譜儀系統(tǒng)的壓力超過正常壓力的30%以上時,可以認為該系統(tǒng)壓力不正常。壓力升高與以下幾種情況有關:
(1)離子色譜儀保護柱的濾片因有物質沉積而使壓力逐漸升高。更換濾片。
(2)離子色譜儀的某段管子堵塞造成系統(tǒng)壓力突然升高。逐段檢查,更換。
(3)室溫較低時如低于10℃時,系統(tǒng)壓力會升高。設法使室溫保持在15℃以上。
(4)當有機溶劑與水混合時,由于溶液的粘度,密度變化壓力亦會升高。
(5)流速設定過高使壓力升高,應按照色譜柱的要求設定分析泵的流速。
5、系統(tǒng)壓力降低或無壓力
離子色譜儀系統(tǒng)有泄漏時,壓力會降低。仔細檢查各種接頭是否擰緊。此外,當系統(tǒng)流路中有大量氣泡存在,進入泵內形成空穴,啟動泵后系統(tǒng)無壓力顯示,亦無溶液流出,為避免上述問題,流動相的容器要加壓(≤0.03MPa);在儀器初次使用或更換淋洗液時要注意排除輸液管路內的空氣。
有關離子色譜儀的操作介紹
1、開機前的準備:
打開實驗室空調,根據(jù)樣品的檢測條件和色譜柱的條件配置所需淋洗液和再生液。
2、開機:
依次打開打印機、計算機進入操作系統(tǒng);打開氮氣鋼瓶總閥,調節(jié)鋼瓶減壓閥分壓表指針為0.2MPa左右,再調節(jié)色譜主機上的減壓表指針為5psi左右;
確認離子色譜儀與及計算機數(shù)據(jù)線連接正常,打開離子色譜主機電源;點擊開始、程序、雙擊桌面上工作站程序、雙擊安裝目錄下離子色譜操作控制面板;
操作控制面板打開后使軟件與離子色譜儀聯(lián)動起來,打開泵頭廢液閥排除泵和管路里的氣泡,關閉泵頭廢液閥,開泵啟動儀器,查看基線,待基線穩(wěn)定后方可進樣分析。
3、樣品分析:
建立程序文件;建立方法文件;建立樣品表文件;加樣品到自動進樣器或手動進樣;
啟動樣品表;若是手動進樣,按系統(tǒng)提示逐個進樣分析。
4、數(shù)據(jù)處理:
建立標準曲線;打印標準曲線;打印待測樣品分析報告
5、關機:關閉泵,關閉操作軟件;關閉離子色譜主機電源;
關閉氮氣鋼瓶總閥并將減壓表卸壓;關閉計算機、顯示器和打印機電源。