离子色谱应用广泛吗?离子色谱常用的检测器有哪些?
阳离子交换柱用于分离阳离子样品,阴离子交换柱用于分离阴离子样品。缓冲溶液作为洗脱液泵入色谱柱后,色谱柱中所有的可交换离子最终被其阳离子或阴离子取代,同时被检测器转换为恒定的信号——基线。然后注入少量样品,样品离子被树脂柱接受,用等量的洗脱液进行交换。如果样品中所有离子的浓度都大于洗脱液的浓度,那么柱顶的总离子浓度就会增加,从而产生一个脉冲,当它沿柱移动通过电导检测器时就会得到一个正峰。否则,将获得负峰值。进样后,洗脱液离子被连续泵入色谱柱,在树脂的可交换部分与样品离子竞争,使样品离子沿柱移动。由于样品离子对交换树脂的亲和力不同,不同的样品离子以不同的速度沿柱移动,最终完成分离。
通常,在离子交换色谱分离过程中,洗脱液的背景电导率相对较高。现代离子色谱技术,采用一些新技术,可以降低离子色谱的洗脱背景,提高待测样品的电导率,从而有效提高分析灵敏度。
离子色谱主要分为两类:抑制型离子色谱和非抑制型离子色谱。
a)抑制IC,也称双柱IC (SCIC),最早由H.Small等提出。,后由美国Dionex公司申请专利并生产。原理是:由于离子交换分离出的洗脱液几乎是一种强电解质,其电导率一般比待测离子高两个数量级,会完全掩盖待测离子的信号。为了提高检测灵敏度,可以通过在分离柱后串联抑制柱将洗脱液转化为低电导率组分。具体方法是用弱酸盐作为洗脱剂(如OH-、碳酸盐和硼酸盐等。)并将其转化为相应的弱酸(如H2O、碳酸、硼酸等。)通过抑制器以降低洗脱液的背景电导。此外,样品离子也可以转化为相应的酸或碱,以增加其电导率。
初始抑制柱填充有离子交换树脂,其电荷与分离柱的填料相反。分析阴离子时,柱子要用苯乙烯系列的强酸(H+)树脂填充;分析阳离子时,使用苯乙烯系强碱(OH-)树脂进行柱填充。抑制柱必须定期再生。抑制技术的发展经历了树脂填充、微膜、平板膜和电化学自再生抑制器的过程,使得离子色谱抑制更加方便有效。
对于阳离子,分离柱填充阳离子交换填料,抑制单元为羟基阴离子交换剂。典型的洗脱剂是H+,它在通过抑制单元后被转化为H2O。尽管抑制型离子色谱仪价格昂贵且使用复杂,但它具有很高的灵敏度。随着一些专利的逐渐到期,大部分离子色谱仪都会采用这项技术。
抑制型离子色谱抑制洗脱液的背景电导,所以这种离子色谱的灵敏度比较高,检出限比较低,可以测定ng/ml甚至ng/L级别的阴离子和阳离子。对于阴离子分离,洗脱剂通常是弱酸盐的稀溶液,如氢氧化物、碳酸盐或硼酸盐,也可以使用两性离子。阳离子分离通常采用酸或含苯胺的化合物,背景电导通常为1 ~ 20μ s。
B.无抑制集成电路,也称为单柱集成电路(SCIC),是由美国爱荷华州立大学的J.S.Fritz教授提出的。它是一种用电导等电化学检测器直接测定阴离子和阳离子的液相色谱方法,无需抑制器。其特征在于使用交换容量足够低的分离柱和浓度非常稀的洗脱剂。进行阴离子分析时,树脂的交换容量为0.005 ~ 0.10 meq/g,典型的洗脱液为1.0×10-4 ~ 4.0×10-4mol/L的苯甲酸、羟基苯甲酸或邻苯二甲酸的钠盐或钾盐,就足够了。大多数样品阴离子的等效电导高于洗脱剂阴离子的等效电导,因此即使样品浓度低至mg/L也可以测量。