離子色譜法在上世紀70年代逐步發展起來的一種微量離子分析技術,在分析測定陰、陽離子、離子型化合物方麵具有靈敏、快速、準確度高、選擇多樣等優點,獲得很多研究人員及技術人員的青睞,隨後離子色譜儀被廣泛應用於環境監測、石油化工、農藥、食品生產等行業。
由you於yu樣yang品pin組zu成cheng及ji其qi濃nong度du複fu雜za,樣yang品pin物wu理li形xing態tai多duo變bian,對dui離li子zi色se譜pu儀yi的de正zheng常chang分fen析xi測ce定ding造zao成cheng影ying響xiang,為wei此ci,在zai使shi用yong儀yi器qi前qian,應ying安an排pai專zhuan門men人ren員yuan進jin行xing必bi要yao的de培pei訓xun,對dui設she備bei原yuan理li及ji維wei護hu進jin行xing全quan麵mian掌zhang握wo,使shi用yong及ji操cao作zuo過guo程cheng中zhong注zhu意yi儀yi器qi的de維wei護hu和he保bao養yang,才cai能neng熟shu練lian掌zhang握wo離li子zi色se譜pu分fen析xi技ji術shu,滿man足zu不bu同tong行xing業ye的de應ying用yong需xu求qiu。現xian以yi離li子zi色se譜pu儀yi為wei例li,介jie紹shao並bing分fen析xi設she備bei使shi用yong操cao作zuo的de注zhu意yi事shi項xiang及ji技ji巧qiao。
離子色譜儀雖然市場上種類繁多,但是其結構主要包括泵液係統、進樣係統、色譜分離柱、檢測器、數據處理五個部分組成。離子色譜儀工作原理:充(chong)分(fen)利(li)用(yong)固(gu)定(ding)相(xiang)與(yu)流(liu)動(dong)相(xiang)間(jian)的(de)交(jiao)換(huan)作(zuo)用(yong),固(gu)定(ding)相(xiang)中(zhong)離(li)子(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)上(shang)可(ke)離(li)解(jie)的(de)離(li)子(zi)與(yu)流(liu)動(dong)相(xiang)中(zhong)具(ju)有(you)相(xiang)同(tong)電(dian)荷(he)的(de)溶(rong)質(zhi)離(li)子(zi)在(zai)分(fen)離(li)色(se)譜(pu)柱(zhu)中(zhong)滯(zhi)留(liu)時(shi)間(jian)長(chang)短(duan)不(bu)同(tong),分(fen)析(xi)物(wu)溶(rong)質(zhi)與(yu)交(jiao)換(huan)劑(ji)之(zhi)間(jian)親(qin)和(he)力(li)的(de)差(cha)異(yi)性(xing)進(jin)行(xing)分(fen)離(li)。離子色譜儀測定常見陰離子效果比較好,比較適用於親水性陰、陽離子的分離。色譜儀便於檢測的常見陰離子包括:F-, Cl-, Br-, NO2-, PO43-, NO3-,SO42-等;檢測的陽離子主要包括:Li+, Na+, NH4+, K+, Ca2+, Mg2+, Cu2+, Zn2+, Fe2+, Fe3+等。
離子色譜儀具有快速、高效、準(zhun)確(que)等(deng)優(you)點(dian),對(dui)於(yu)高(gao)濃(nong)度(du)樣(yang)品(pin)的(de)檢(jian)測(ce),檢(jian)測(ce)結(jie)果(guo)不(bu)太(tai)理(li)想(xiang),隻(zhi)有(you)把(ba)高(gao)濃(nong)度(du)樣(yang)品(pin)進(jin)行(xing)稀(xi)釋(shi),然(ran)後(hou)再(zai)進(jin)行(xing)測(ce)定(ding)分(fen)析(xi)。而(er)且(qie)離(li)子(zi)色(se)譜(pu)儀(yi)測(ce)定(ding)的(de)範(fan)圍(wei)也(ye)比(bi)較(jiao)有(you)限(xian),設(she)備(bei)使(shi)用(yong)過(guo)程(cheng)需(xu)要(yao)經(jing)常(chang)維(wei)護(hu),才(cai)能(neng)確(que)保(bao)其(qi)性(xing)能(neng)良(liang)好(hao)。
離子色譜儀工作流程基本大同小異。其流程主要為:
1、對淋洗液係統進行必要檢查,打開氬氣氣瓶開關,調節減壓閥指示為0.2-0.3Mpa;打開淋洗液係統氣源裝置,調節減壓閥,使指示表顯示為3-6PSi。2、分別按順序打開主機 -電腦-打印機等設備電源開關,對設備進行上電操作。
3、係統處理及控製係統上電接通後,進入操作界麵,並進入係統操作麵板,準備操作前的準備及管理工作。
4、打開泵。如色譜分析儀長時間不使用或更換淋洗液後,要先打開平衡泵頭上的PRIME閥排氣後再開泵,待泵壓力穩定後再打開抑製器電源。
5、在進入色譜柱之前通過進樣器將樣品導入, 流動相將樣品帶入色譜柱, 在色譜柱中各組分被分離, 並依次隨流動相流至檢測器。
6、檢測器檢測到的信號送至數據係統,利用操作界麵做完樣後,選擇檢測標準進入數據處理,對采集數據進行記錄、處理、打印或者保存等操作。
7、關機,係統關機需要根據檢測樣品不同選擇不同關機步驟。對於陰陽離子,需要先將抑製器電流關掉,然後再關泵,最後關主機。
離子色譜儀使用注意事項
1、 流動相瓶中濾頭要注意始終處於液麵以下,防止將溶液吸幹。2、 啟動泵前觀察從流動相瓶到泵之間的管路中是否有氣泡,如果有則應將其排除。排除方法如下:先將與泵相連的塑料流路接頭擰下來,用洗耳球吸滿去離子水,從與泵段相連的流路管中注入,將流路管中的氣泡排除幹淨。然後再將流動相瓶(一般為去離子水瓶)抬高,再將流路接頭與泵連接好。啟動泵,打開泵內排氣閥選鈕,將泵內氣泡排除幹淨,一般觀察為流出液比較均勻,再將泵排氣閥擰緊。(注意:此項操作時,整個流路是與色譜柱斷開的)3、 用去離子水或流動相清洗整個流路時,可以采用大流量清洗(一般可將流量設置為2.0ml/min,但不能再太大)以縮短清洗時間,但在通流動相接色譜柱時需要將流量調整為色譜柱使用流量條件。操作如下:先xian將jiang泵beng停ting止zhi,再zai按an動dong正zheng號hao或huo負fu號hao,將jiang光guang標biao調tiao整zheng至zhi流liu量liang位wei置zhi,按an下xia確que認ren鍵jian,再zai通tong過guo調tiao節jie正zheng負fu號hao將jiang流liu量liang調tiao節jie至zhi色se譜pu柱zhu使shi用yong條tiao件jian後hou,再zai按an確que認ren鍵jian。此時需要等待5s後再啟動泵開關。接色譜柱時注意先將接頭在色譜柱前端抵上2-5s,將色譜柱前端氣泡排除後再將接頭擰緊。待色譜柱下端流出溶液後,在將色譜柱下端接頭擰上。(注意:接頭不能擰的太緊,防止將管路卡的太緊而造成係統壓力增大,擰的程度以不漏液為宜)4、 使用陰離子色譜柱檢測,通流動相時注意將電流旋鈕打開,調節至70±5mA,實驗完畢,在關閉高壓泵以前將電流關閉。5、 進樣時閥的扳動要注意,不能太快,以免損傷閥體; 也不能太慢,以免造成樣品流失。在進樣過程中,要嚴格按清洗程序操作,以減小前次樣品殘留對本次檢測的影響。
離子色譜儀的維護
(1)每次儀器使用前,通水20min,用於清洗泵和整個流路。(2)每次實驗完畢,通水20min,將泵中殘留的流動相清洗幹淨。(注意:此步非常重要,直接關係到泵的正常使用)(3)儀器長時間不用,一周得通去離子水一次。用於替換泵中已經滋生了少量微生物的去離子水。去離子水如果長期放置,會促使少量微生物的繁殖,微生物容易粘附在泵內的單向閥上。(1)進入色譜柱的樣品,均需要對其進行前處理。樣品中固體懸浮物、有機物和重金屬是影響色譜柱柱效的三大因素。固體懸浮物的消除:使用0.45或0.22微米孔徑的微孔濾膜將樣品過濾即可。有機物: 固態樣品,其各檢測組份對高溫仍比較穩定的,可以采用高溫灰化-淋洗液或去離子水浸取法將有機,直接IC檢測。液態樣品,可以采用22%雙氧水微波消解1.5h除去有機物後調節PH至中性,直接IC進樣檢測。(注意溶液濃度之間的換算)重金屬:可以將樣品流經陽離子交換樹脂除去重金屬後直接IC進樣。高Cl-樣品的處理:將樣品通過Ag處理柱將Cl-除去後進樣或稀釋後進樣分析。高SO42-樣品的處理:將樣品通過Ba處理柱將SO42-除去後進樣或稀釋後進樣分析。通陰離子淋洗液時將電流旋鈕打開,陰離子檢測完成關閉泵以前將電流旋鈕關閉。
1、電導檢測器常見故障
電導檢測器常見故障是檢測池被汙染。
故障原因:汙染物主要來源於沒有經過適當前處理的樣品,如濃度過高、複雜的樣品基體等。
2、分析泵常見故障
故障現象:基線的噪聲加大,色譜峰形變差(出現亂峰)。
解決辦法:分析泵常見故障是泵內產生氣泡和漏液
3、抑製器使用中的常見故障與排除
抑製器在離子色譜儀中具有舉足輕重的作用。抑製器工作性能的好壞對分析結果有很大的影響。抑製器最常見的故障是漏液,使峰麵積減小(靈敏度下降)和背景電導升高。
(1)峰麵積減小
造成峰麵積減小的主要原因有:微膜脫水、抑製器漏液、rongyeliulubuchangheweimobeidianwu。yizhiqichangqibuyong,huifashengweimotuoshuixianxiang,weijihuoyizhiqi,keyongzhusheqixiangyinliziyizhiqineiyilinxiyeliuluxiangfandefangxiangzhurushaoxu0.2mol/L的硫酸溶液。同時向再生液進口注入少許純淨水,並將抑製器放置半小時以上。抑製器內玷汙的金屬離子可以用草酸鈉清洗。
(2)背景電導值高
在化學抑製型電導檢測分析過程中,若背景電導高,說明抑製器部分存在一定的問題。大(da)多(duo)數(shu)是(shi)操(cao)作(zuo)不(bu)當(dang)引(yin)起(qi)的(de)。例(li)如(ru)淋(lin)洗(xi)液(ye)或(huo)再(zai)生(sheng)液(ye)流(liu)路(lu)堵(du)塞(sai),係(xi)統(tong)中(zhong)無(wu)溶(rong)液(ye)流(liu)動(dong)造(zao)成(cheng)背(bei)景(jing)電(dian)導(dao)偏(pian)高(gao)或(huo)使(shi)用(yong)的(de)電(dian)抑(yi)製(zhi)器(qi)電(dian)流(liu)設(she)置(zhi)的(de)太(tai)小(xiao)等(deng)。膜(mo)被(bei)汙(wu)染(ran)後(hou)交(jiao)換(huan)容(rong)量(liang)下(xia)降(jiang)亦(yi)會(hui)使(shi)背(bei)景(jing)電(dian)導(dao)升(sheng)高(gao)。而(er)失(shi)效(xiao)的(de)抑(yi)製(zhi)器(qi)在(zai)使(shi)用(yong)時(shi)會(hui)出(chu)現(xian)背(bei)景(jing)電(dian)導(dao)持(chi)續(xu)升(sheng)高(gao)的(de)現(xian)象(xiang),此(ci)時(shi)應(ying)更(geng)換(huan)一(yi)支(zhi)新(xin)的(de)抑(yi)製(zhi)器(qi)。
(3)漏液
抑製器漏液的主要原因是抑製器內的微膜沒有充分水化。
因此,長時間未使用的抑製器在使用前應讓微膜水溶脹後再使用。另外要保證再生液出口順暢,因此反壓較大時也會造成抑製器漏液。另外抑製器保管不當造成抑製器內的微膜收縮、破裂也會發生漏液現象。
排除方法如下:xianjiangyubengxiangliandesuliaoliulujietouningxialai,yongxierqiuximanqulizishui,congyubengduanxiangliandeliuluguanzhongzhuru,jiangliuluguanzhongdeqipaopaichuganjing。ranhouzaijiangliudongxiangping(一般為去離子水瓶)taigao,zaijiangliulujietouyubenglianjiehao。qidongbeng,dakaibengneipaiqifaxuanniu,jiangbengneiqipaopaichuganjing,yibanguanchaweiliuchuyebijiaojunyun,zaijiangbengpaiqifaningjin。(注意:此項操作時,整個流路是與色譜柱斷開的)在(zai)如(ru)果(guo)泵(beng)單(dan)向(xiang)閥(fa)上(shang)粘(zhan)上(shang)了(le)微(wei)生(sheng)物(wu)造(zao)成(cheng)堵(du)塞(sai)會(hui)造(zao)成(cheng)泵(beng)吸(xi)液(ye)不(bu)上(shang),最(zui)明(ming)顯(xian)的(de)現(xian)象(xiang)是(shi),在(zai)廢(fei)液(ye)管(guan)沒(mei)有(you)流(liu)液(ye)或(huo)啟(qi)動(dong)泵(beng)時(shi)沒(mei)有(you)液(ye)體(ti)流(liu)出(chu)或(huo)溶(rong)液(ye)流(liu)出(chu)速(su)度(du)很(hen)慢(man)。單向閥如果堵塞了,我們需要對其進行清洗,清洗方法如下:先將流路接頭和接頭1全部擰下,再將左側接頭2擰下,用鑷子將兩單向閥取出(在取單向閥時注意它是有方向的,在單向閥中有一個小圈圈,離小圈圈近的一端為液體的入口),放入50ml燒杯中,加入無水乙醇蓋過兩個單向閥,放入超聲波清洗30min,然後按照1:1的比例加入10%的HNO3(用無水乙醇稀釋),清洗5min後,用去離子水將單向閥衝洗幹淨,將單向閥重新安裝到泵中。(注意:接頭不要擰的太緊,以免造成螺絲紋受損)
總結離子色譜儀作為精密儀器,在快速和微量分析方麵具有極強的有優勢,因此廣泛應用於環境監測、化學工業、食shi品pin衛wei生sheng等deng諸zhu多duo領ling域yu。在zai使shi用yong離li子zi色se譜pu儀yi及ji維wei護hu保bao養yang設she備bei過guo程cheng中zhong應ying嚴yan格ge按an照zhao儀yi器qi說shuo明ming書shu的de要yao求qiu,正zheng確que操cao作zuo,注zhu意yi加jia強qiang定ding期qi維wei護hu和he保bao養yang,建jian立li完wan善shan的de維wei修xiu日ri誌zhi,及ji時shi總zong結jie維wei修xiu經jing驗yan,才cai能neng獲huo得de理li想xiang的de分fen析xi結jie果guo,減jian少shao故gu障zhang率lv,延yan長chang設she備bei使shi用yong壽shou命ming。