離子色譜儀分析過程由進樣(樣品環(huán)進樣)、分離(離子交換柱分離)、抑制(抑制器)、檢測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)系統(tǒng)五部分組成。
基本操作步驟:
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、Chromeleon、severmonitor、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選中connected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
注意事項:
1、以外情況處理:儀器工作中遇到突然停電時,應該立即關閉離子色譜儀主機電源開關,然后關閉計算機、顯示器和打印機電源
2、維護和保養(yǎng):保持泵頭無氣泡,每周至少開一次機,若長時間未開機,請在開泵之前排除泵頭氣泡(先逆時針旋松泵頭廢液閥排氣泡,觀察管路,無氣泡后擰緊泵頭廢液閥,但不要過緊。)
將原系統(tǒng)卸下后,原來接柱的地方用黑色兩通接頭鏈接,將淋洗液瓶蓋管路放入盛有去離子水的容器中,開泵沖洗,用PH試紙檢測流出的廢液至中性,關泵再將淋洗液瓶蓋管路放入所要更換的淋洗液瓶中,開泵沖洗,用PH試紙檢測流出的廢液至該淋洗液的酸堿性,最后關泵,卸去剛才所接的兩通管,將所需要更換的系統(tǒng)按其指示標簽及管路標簽正確連接。
離子色譜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,進樣體積很小,用柱塞泵輸送淋洗液通常對淋出液進行在線自動連續(xù)電導檢測。
分離的原理:
基于離子交換樹脂上可離解的離子與流動相中具有相同電荷的溶質離子之間進行的可逆交換和分析物溶質對交換劑親和力的差別而被分離。適用于親水性陰、陽離子的分離。
例如幾個陰離子的分離,樣品溶液進樣之后,首先與分析柱的離子交換位置之間直接進行離子交換(即被保留在柱上),如用NaOH作淋洗液分析樣品中的F-、Cl-和SO42-,保留在柱上的陰離子即被淋洗液中的OH-基置換并從柱上被洗脫。對樹脂親和力弱的分析物離子先于對樹脂親和力強的分析物離子依次被洗脫,這就是離子色譜分離過程,淋出液經過化學抑制器,將來自淋洗液的背景電導抑制到最小,這樣當被分析物離開進入電導池時就有較大的可準確測量的電導信號。
分離的分類:
1、離子色譜分離
離子色譜分離主要是應用離子交換的原理,采用低交換容量的離子交換樹脂來分離離子,它在離子色譜中應用較為廣泛泛,其主要填料類型為有機離子交換樹脂。
2、離子對色譜
離子對色譜的固定相為疏水型的中性填料,用于陰離子分離的對離子是烷基胺類,如氫氧化四丁基銨、氫氧化十六烷基三甲烷等。用于陽離子分離的對離子是烷基磺酸類,如己烷磺酸鈉、庚烷磺酸鈉等。
3、離子排斥色譜
離子排斥色譜,主要根據(jù)Donnon膜排斥效應:電離組分受排斥不被保存,而弱酸則有一定保存的原理制成。離子排斥色譜主要用于分離有機酸以及無機含氧酸根,如硼酸根、碳酸根和硫酸根、有機酸等。
4、離子色譜的應用
無機陰離子的檢測;無機陽離子的檢測和有機陰離子和陽離子分析,主要包括生物胺,有機酸和糖類分析。
產品用途:
領域
離子色譜主要用于環(huán)境樣品的分析,包括地面水、飲用水、雨水、生活污水和工業(yè)廢水、酸沉降物和大氣顆粒物等樣品中的陰、陽離子,與微電子工業(yè)有關的水和試劑中痕量雜質的分析。
另外在食品、衛(wèi)生、石油化工、水及地質等領域也有廣泛的應用。
經常檢測的常見離子有:
陰離子:F-, Cl-, Br-, NO2-,PO43-,NO3-,SO42-,甲酸,乙酸,草酸等。
陽離子:Li+, Na+, NH4+,K+, Ca2+,Mg2+, Cu2+, Zn2+, Fe2+, Fe3+等。
離子色譜儀分離測定常見的陰離子是它的專長,一針樣品打進去,約在20分鐘以內就可得到7個常見離子的測定結果,這是其他分析手段所無法達到的,關于陽離子的測定離子色譜法與AAS和ICP法相比則未顯示出優(yōu)越性。
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)
?。?)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。
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