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嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2022-08-14 23:12
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，可以幫助實(shí)驗(yàn)室的小伙伴實(shí)現(xiàn)陰陽(yáng)離子的分析，想要用好離子色譜，學(xué)習(xí)是少不了的，我們一起來(lái)學(xué)習(xí)一下關(guān)于離子色譜的如下知識(shí)吧。
檢測(cè)原理
大多數(shù)電離物質(zhì)在溶液中會(huì)發(fā)生電離，產(chǎn)生電導(dǎo)，通過(guò)對(duì)電導(dǎo)的檢測(cè)，就可以對(duì)他的電離程度進(jìn)行分析。由于在稀溶液中大多數(shù)電離物質(zhì)都會(huì)完全電離，因此可以通過(guò)測(cè)定電導(dǎo)值來(lái)檢測(cè)被測(cè)物質(zhì)的含量。所以，離子色譜通用檢測(cè)器主要以電導(dǎo)檢測(cè)器為基礎(chǔ)。離子色譜分離原理是基于離子色譜柱（離子交換樹脂）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)行的可逆交換和分析物溶質(zhì)對(duì)交換劑親和力的差別而被分離。適用于親水性陰、陽(yáng)離子的分離。
儀器離子色譜流路圖
圖片抑制器主要起兩個(gè)作用:1).降低淋洗液的背景電導(dǎo)，2).增加被測(cè)離子的電導(dǎo)率值，改善信噪比.
干擾進(jìn)行微克/升級(jí)或更低濃度的分析時(shí)，污染是嚴(yán)重的問(wèn)題，在測(cè)試的所有環(huán)節(jié)(采樣、存儲(chǔ)和分析)都必須非常小心，避免污染。與其它色譜法一樣，當(dāng)樣品中某組分濃度非常高時(shí)，譜圖中會(huì)對(duì)應(yīng)產(chǎn)生很大峰，掩蓋其它物質(zhì)的峰并造成干擾，這種干擾通常可根據(jù)其它陰離子濃度，適當(dāng)稀釋樣品而減小。對(duì)于用濃縮柱進(jìn)樣時(shí)，某些高濃度的強(qiáng)保留陰離子會(huì)起淋洗液的作用，可將弱保留被測(cè)陰離子洗脫下來(lái)，這種情況下適宜用大容積樣品定量環(huán)直接進(jìn)樣。
離子色譜儀使用的注意事項(xiàng)
1、淋洗液
淋洗液作為系統(tǒng)的流動(dòng)相，其品質(zhì)對(duì)分析結(jié)果有重要影響。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(jié)。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(dǎo)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(duì)流動(dòng)相要進(jìn)行脫氣處理。
2、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9μm，表面有離子交換官能團(tuán)。這種結(jié)構(gòu)可保證高度的穩(wěn)定性，并對(duì)可穿過(guò)內(nèi)置過(guò)濾板的極細(xì)顆粒具有很高的容耐性，適用于水分析的日常測(cè)試任務(wù)。
為保護(hù)分離柱不受外來(lái)物質(zhì)侵害（這些物質(zhì)會(huì)對(duì)分離效率產(chǎn)生影響），對(duì)淋洗液、也對(duì)樣品作微孔過(guò)濾（0.45μm 過(guò)濾器），并通過(guò)吸液過(guò)濾頭吸取淋洗液。分離柱堵塞會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)壓力上升，分離能力變差會(huì)導(dǎo)致保留時(shí)間波動(dòng)、樣品重復(fù)測(cè)量平行性差。分離柱接入系統(tǒng)時(shí)，需要先沖洗10分鐘以上再接檢測(cè)器，沖洗時(shí)出口向上，便于將氣泡趕出。
分離柱的保存：短時(shí)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(zhǎng)時(shí)間不使用（1個(gè)月以上），應(yīng)保存到10mmol/LNa2CO3中。
3、高壓泵
高壓泵是離子色譜儀的動(dòng)力源，其作用是將流動(dòng)相輸入到分離系統(tǒng)，使樣品在分離柱中完成分離過(guò)程。離子色譜用的高壓泵應(yīng)具備下述性能：流量穩(wěn)定、耐腐蝕、壓力波動(dòng)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。
4、抑制器
抑制器由3個(gè)抑制元件組成，這些元件應(yīng)用于循環(huán)回路中的抑制作用，可利用硫酸進(jìn)行再生及用純凈水進(jìn)行沖洗，分析流路外再生， 可徹底去除有害物質(zhì)。采用微填充床抑制器，其優(yōu)為點(diǎn)：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(jī)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(shí)空轉(zhuǎn)。淋洗液或再生液流路堵塞、抑制器飽和均會(huì)造成系統(tǒng)壓力突然上升、背景電導(dǎo)率過(guò)高等問(wèn)題。若經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間后，抑制元件受到污染，平常使用的再生溶液無(wú)法再將其徹底清除干凈，將導(dǎo)致基線大幅上升。
5、檢測(cè)器
所有的離子化合物（有機(jī)離子、無(wú)機(jī)離子、強(qiáng)酸和強(qiáng)堿）以及可被解離的化合物（弱酸和弱堿）的水溶液都能夠?qū)щ姟ｋ妼?dǎo)檢測(cè)器是以離子色譜流動(dòng)相中電導(dǎo)的變化作為定量依據(jù)的。電導(dǎo)檢測(cè)器測(cè)量雙鉑電極兩端間的電導(dǎo)，離子在該雙鉑電極兩端間遷移：陰離子向陽(yáng)極遷移，陽(yáng)離子向陰極遷移，從而測(cè)量溶液的電阻。電導(dǎo)與電阻成反比。電導(dǎo)檢測(cè)器具有極好的溫度穩(wěn)定性，這樣便可保證測(cè)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(hù)與保養(yǎng)對(duì)于儀器的使用壽命及監(jiān)測(cè)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(dòng)相有氣泡的產(chǎn)生，在進(jìn)行分析前要確保樣品已經(jīng)進(jìn)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(jiǎn)便，可同時(shí)測(cè)定多組分，基于上述優(yōu)點(diǎn)，離子色譜法已在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。因此了解一些關(guān)于儀器日常維護(hù)的知識(shí)，遇有故障時(shí)能夠正確地判斷并及時(shí)排除是十分重要的。
常見故障及解決方案
1、電導(dǎo)檢測(cè)器常見故障有哪些？
電導(dǎo)檢測(cè)器常見故障是檢測(cè)池被污染。
故障原因:污染物主要來(lái)源于沒有經(jīng)過(guò)適當(dāng)前處理的樣品,如濃度過(guò)高、復(fù)雜的樣品基體等。
故障現(xiàn)象:基線噪聲變大,靈敏度降低。
處理方法:
1、用3 mol/LHNO3溶液清洗電導(dǎo)池,再用去離子水清洗電導(dǎo)池至pH值達(dá)中性;
2、用0. 001 mol/L KCI溶液校正電導(dǎo)池,使電導(dǎo)值顯示為147μS。
2、系統(tǒng)壓力增高該咋辦？
壓力增高一般都是因儀器部件發(fā)生堵塞引起的，當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)壓力增高時(shí)應(yīng)從流路的檢測(cè)器端開始，逐一排查，以找到引起壓力增高的具體單元。
（1）在線過(guò)濾器發(fā)生堵塞時(shí)，直接更換濾芯；
（2）色譜柱入口處濾膜堵塞時(shí)，應(yīng)反接色譜柱用去離子水反復(fù)沖洗；
（3）單向閥和濾頭堵塞后需將其卸下先用無(wú)水乙醇超聲清洗15 min ~30min，以清除部件上粘附的有機(jī)物，再用去離子水清洗干凈后放入1:1 的硝酸溶液中超聲清洗15min，最后用去離子水反復(fù)清洗干凈后按原方位安裝好后使用。高壓系統(tǒng)中常出現(xiàn)堵塞問(wèn)題的部件有單向閥、濾頭、在線過(guò)濾器、分離柱、保護(hù)柱等；
（4）檢查管路中peek 頭是否擰得過(guò)緊，否則也會(huì)導(dǎo)致壓力增高。
3、分析泵常見故障咋處理？
分析泵常見故障是泵內(nèi)產(chǎn)生氣泡和漏液
故障現(xiàn)象:基線的噪聲加大,色譜峰形變差(出現(xiàn)亂峰)。
處理方法:為分析泵提供充足的淋洗液,并且給淋洗液施加一定的壓力(通常小于35 kPa)。對(duì)于容易產(chǎn)生氣體的溶液可以先用真空脫氣,然后用惰性氣體在線脫氣的處理方法;若泵漏液,可更換泵密封圈。
4、抑制器使用中的常見故障怎么排除？
抑制器在離子色譜儀中具有舉足輕重的作用。抑制器工作性能的好壞對(duì)分析結(jié)果有很大的影響。抑制器最常見的故障是漏液，使峰面積減小（靈敏度下降）和背景電導(dǎo)升高。
（1）峰面積減小造成峰面積減小的主要原因有：微膜脫水、抑制器漏液、溶液流路不暢和微膜被玷污。抑制器長(zhǎng)期不用，會(huì)發(fā)生微膜脫水現(xiàn)象，為激活抑制器，可用注射器向陰離子抑制器內(nèi)以淋洗液流路相反的方向注入少許0.2mol/L的硫酸溶液。同時(shí)向再生液進(jìn)口注入少許純凈水，并將抑制器放置半小時(shí)以上。抑制器內(nèi)玷污的金屬離子可以用草酸鈉清洗。
（2）背景電導(dǎo)值高在化學(xué)抑制型電導(dǎo)檢測(cè)分析過(guò)程中，若背景電導(dǎo)高，說(shuō)明抑制器部分存在一定的問(wèn)題。大多數(shù)是操作不當(dāng)引起的。例如淋洗液或再生液流路堵塞，系統(tǒng)中無(wú)溶液流動(dòng)造成背景電導(dǎo)偏高或使用的電抑制器電流設(shè)置的太小等。膜被污染后交換容量下降亦會(huì)使背景電導(dǎo)升高。而失效的抑制器在使用時(shí)會(huì)出現(xiàn)背景電導(dǎo)持續(xù)升高的現(xiàn)象，此時(shí)應(yīng)更換一支新的抑制器。
（3）漏液抑制器漏液的主要原因是抑制器內(nèi)的微膜沒有充分水化。因此，長(zhǎng)時(shí)間未使用的抑制器在使用前應(yīng)讓微膜水溶脹后再使用。另外要保證再生液出口順暢，因此反壓較大時(shí)也會(huì)造成抑制器漏液。另外抑制器保管不當(dāng)造成抑制器內(nèi)的微膜收縮、破裂也會(huì)發(fā)生漏液現(xiàn)象。
5、離子色譜柱該如何維護(hù)、保存？
色譜柱的保存色譜柱填充料的不同，其保存方法也各異。一般而言，大多數(shù)陰離子分離柱在堿性條件下保存，陽(yáng)離子分離柱在酸性條件下保存。需長(zhǎng)時(shí)間保存時(shí)（30天以上），先按要求向柱內(nèi)泵入保存液，然后將柱子從儀器上取下，用無(wú)孔接頭將柱子兩端堵死后放在低溫處保存。短時(shí)間不用，每周應(yīng)至少開機(jī)一次，讓儀器運(yùn)行1-2h。
色譜柱的清洗清洗色譜柱注意事項(xiàng)：清洗前，應(yīng)將分離柱與系統(tǒng)分離，讓廢液直接排出。另外，每次清洗后應(yīng)用去離子水沖洗10min以上，再用淋洗液平衡系統(tǒng)。清洗時(shí)的流速不宜過(guò)快，在1ml/min以下。
無(wú)機(jī)離子的玷污離子半徑較大的無(wú)機(jī)離子與交換基團(tuán)結(jié)合，影響正常的交換分離。首先應(yīng)考慮用組分相同且濃10倍的淋洗液清洗色譜柱。清洗陰離子分離柱上的金屬離子（如Fe3+）使用0.1mol/L草酸。清洗陽(yáng)離子分離柱上的某些金屬（如Al3+）可使用1-3mol/L HCl。
有機(jī)物玷污清洗色譜柱內(nèi)的有機(jī)物常用甲醇或乙腈，但對(duì)帶有羧基的陽(yáng)離子分離柱需要避免使用甲醇。低交聯(lián)度的離子交換樹脂填充的色譜柱（交聯(lián)度小于5%）清洗液中有機(jī)溶劑的濃度不宜超過(guò)5%。
色譜柱的清洗清洗色譜柱注意事項(xiàng)：清洗前，應(yīng)將分離柱與系統(tǒng)分離，讓廢液直接排出。另外，每次清洗后應(yīng)用去離子水沖洗10min以上，再用淋洗液平衡系統(tǒng)。清洗時(shí)的流速不宜過(guò)快，在1ml/min以下。
無(wú)機(jī)離子的玷污離子半徑較大的無(wú)機(jī)離子與交換基團(tuán)結(jié)合，影響正常的交換分離。首先應(yīng)考慮用組分相同且濃10倍的淋洗液清洗色譜柱。清洗陰離子分離柱上的金屬離子（如Fe3+）使用0.1mol/L草酸。清洗陽(yáng)離子分離柱上的某些金屬（如Al3+）可使用1-3mol/L HCl。
有機(jī)物玷污清洗色譜柱內(nèi)的有機(jī)物常用甲醇或乙腈，但對(duì)帶有羧基的陽(yáng)離子分離柱需要避免使用甲醇。低交聯(lián)度的離子交換樹脂填充的色譜柱（交聯(lián)度小于5%）清洗液中有機(jī)溶劑的濃度不宜超過(guò)5%。
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