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。
01離子色譜儀結構及工作原理
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。
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。
02離子色譜儀的操作流程
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。
03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xian將jiang與yu泵beng相xiang連lian的de塑su料liao流liu路lu接jie頭tou擰ning下xia來lai,用yong洗xi耳er球qiu吸xi滿man去qu離li子zi水shui,從cong與yu泵beng段duan相xiang連lian的de流liu路lu管guan中zhong注zhu入ru,將jiang流liu路lu管guan中zhong的de氣qi泡pao排pai除chu幹gan淨jing。然ran後hou再zai將jiang流liu動dong相xiang瓶ping(一般為去離子水瓶)抬tai高gao,再zai將jiang流liu路lu接jie頭tou與yu泵beng連lian接jie好hao。啟qi動dong泵beng,打da開kai泵beng內nei排pai氣qi閥fa選xuan鈕niu,將jiang泵beng內nei氣qi泡pao排pai除chu幹gan淨jing,一yi般ban觀guan察cha為wei流liu出chu液ye比bi較jiao均jun勻yun,再zai將jiang泵beng排pai氣qi閥fa擰ning緊jin。(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:xianjiangbengtingzhi,zaiandongzhenghaohuofuhao,jiangguangbiaotiaozhengzhiliuliangweizhi,anxiaquerenjian,zaitongguotiaojiezhengfuhaojiangliuliangtiaojiezhisepuzhushiyongtiaojianhou,zaianquerenjian。cishixuyaodengdai5s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。
04離子色譜儀的維護
1、對泵的維護:
(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(yi)器(qi)長(chang)時(shi)間(jian)不(bu)用(yong),一(yi)周(zhou)得(de)通(tong)去(qu)離(li)子(zi)水(shui)一(yi)次(ci)。用(yong)於(yu)替(ti)換(huan)泵(beng)中(zhong)已(yi)經(jing)滋(zi)生(sheng)了(le)少(shao)量(liang)微(wei)生(sheng)物(wu)的(de)去(qu)離(li)子(zi)水(shui)。去(qu)離(li)子(zi)水(shui)如(ru)果(guo)長(chang)期(qi)放(fang)置(zhi),會(hui)促(cu)使(shi)少(shao)量(liang)微(wei)生(sheng)物(wu)的(de)繁(fan)殖(zhi),微(wei)生(sheng)物(wu)容(rong)易(yi)粘(zhan)附(fu)在(zai)泵(beng)內(nei)的(de)單(dan)向(xiang)閥(fa)上(shang)。
2、對色譜柱的維護:
(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。
(2)組份高含量樣品影響色譜柱柱效。
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。
(3)實驗操作完畢,色譜柱用淋洗液密封保存。
3、對抑製器的維護:
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。
05離子色譜儀常見問題及解決辦法
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(yi)製(zhi)器(qi)在(zai)離(li)子(zi)色(se)譜(pu)儀(yi)中(zhong)具(ju)有(you)舉(ju)足(zu)輕(qing)重(zhong)的(de)作(zuo)用(yong)。抑(yi)製(zhi)器(qi)工(gong)作(zuo)性(xing)能(neng)的(de)好(hao)壞(huai)對(dui)分(fen)析(xi)結(jie)果(guo)有(you)很(hen)大(da)的(de)影(ying)響(xiang)。抑(yi)製(zhi)器(qi)最(zui)常(chang)見(jian)的(de)故(gu)障(zhang)是(shi)漏(lou)液(ye),使(shi)峰(feng)麵(mian)積(ji)減(jian)小(xiao)(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、溶(rong)液(ye)流(liu)路(lu)不(bu)暢(chang)和(he)微(wei)膜(mo)被(bei)玷(dian)汙(wu)。抑(yi)製(zhi)器(qi)長(chang)期(qi)不(bu)用(yong),會(hui)發(fa)生(sheng)微(wei)膜(mo)脫(tuo)水(shui)現(xian)象(xiang),為(wei)激(ji)活(huo)抑(yi)製(zhi)器(qi),可(ke)用(yong)注(zhu)射(she)器(qi)向(xiang)陰(yin)離(li)子(zi)抑(yi)製(zhi)器(qi)內(nei)以(yi)淋(lin)洗(xi)液(ye)流(liu)路(lu)相(xiang)反(fan)的(de)方(fang)向(xiang)注(zhu)入(ru)少(shao)許(xu)0.2mol/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zai化hua學xue抑yi製zhi型xing電dian導dao檢jian測ce分fen析xi過guo程cheng中zhong,若ruo背bei景jing電dian導dao高gao,說shuo明ming抑yi製zhi器qi部bu分fen存cun在zai一yi定ding的de問wen題ti。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(yin)此(ci),長(chang)時(shi)間(jian)未(wei)使(shi)用(yong)的(de)抑(yi)製(zhi)器(qi)在(zai)使(shi)用(yong)前(qian)應(ying)讓(rang)微(wei)膜(mo)水(shui)溶(rong)脹(zhang)後(hou)再(zai)使(shi)用(yong)。另(ling)外(wai)要(yao)保(bao)證(zheng)再(zai)生(sheng)液(ye)出(chu)口(kou)順(shun)暢(chang),因(yin)此(ci)反(fan)壓(ya)較(jiao)大(da)時(shi)也(ye)會(hui)造(zao)成(cheng)抑(yi)製(zhi)器(qi)漏(lou)液(ye)。另(ling)外(wai)抑(yi)製(zhi)器(qi)保(bao)管(guan)不(bu)當(dang)造(zao)成(cheng)抑(yi)製(zhi)器(qi)內(nei)的(de)微(wei)膜(mo)收(shou)縮(suo)、破裂也會發生漏液現象。
4、由流動相到泵之間的管路中有氣泡,怎麼排除?
排除方法如下:先xian將jiang與yu泵beng相xiang連lian的de塑su料liao流liu路lu接jie頭tou擰ning下xia來lai,用yong洗xi耳er球qiu吸xi滿man去qu離li子zi水shui,從cong與yu泵beng段duan相xiang連lian的de流liu路lu管guan中zhong注zhu入ru,將jiang流liu路lu管guan中zhong的de氣qi泡pao排pai除chu幹gan淨jing。然ran後hou再zai將jiang流liu動dong相xiang瓶ping(一般為去離子水瓶)抬tai高gao,再zai將jiang流liu路lu接jie頭tou與yu泵beng連lian接jie好hao。啟qi動dong泵beng,打da開kai泵beng內nei排pai氣qi閥fa選xuan鈕niu,將jiang泵beng內nei氣qi泡pao排pai除chu幹gan淨jing,一yi般ban觀guan察cha為wei流liu出chu液ye比bi較jiao均jun勻yun,再zai將jiang泵beng排pai氣qi閥fa擰ning緊jin。(注意:此項操作時,整個流路是與色譜柱斷開的)
5、泵單向閥堵塞會有哪些現象?怎麼操作?
zairuguobengdanxiangfashangzhanshangleweishengwuzaochengdusaihuizaochengbengxiyebushang,zuimingxiandexianxiangshi,zaifeiyeguanmeiyouliuyehuoqidongbengshimeiyouyetiliuchuhuorongyeliuchusuduhenman。
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)
06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。
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