输液泵将流动相以稳定的流速(或压力)输送至分析体系,在色谱柱之前通过进样器将样品导入,流动相将样品带入色谱柱,在色谱柱中各组分被分离,并依次随流动相流至检测器,用另一个高压输液泵将再生液输送到抑制器,在抑制器中,流动相的背景电导被降低,然后将流出物导入电导检测池,检测到的信号送至数据系统记录、处理或保存。
离子色谱仪的组成淋洗液系统(流动相)、色谱泵系统、流路系统、进样系统(六通阀)、分离系统、抑制系统(阴离子-抑制器的作用、检测系统(检测器)、数据处理系统
01
淋洗液系统
淋洗液系统又称流动相
常用阴离子分析淋洗液有OH根体系和碳酸盐体系等,常用阳离子分析淋洗液有甲烷磺酸体系和草酸体系等。
最新进展:只用水,不用化学试剂,只需控制电流,就可以产生不同浓度的流动相,例如:电流值是25,那么电流值=淋洗液浓度×流速(1.0)×2.5,那么淋洗液的浓度就是10mM。
淋洗液的一致性是保证分析重现性的基本条件。为保证同一次分析过程中淋洗液的一致性,在淋洗液系统中加装淋洗液保护装置,可以将进入淋洗液瓶的空气中的有害部分吸附和过滤,如CO2和H2O等。
气路(氮气或氦气):用于保护流动相以免同空气接触。
02
色谱泵系统
作用:将淋洗液均匀地、无脉冲地送到分离系统。为色谱仪器提供动力。
离子色谱的淋洗液为酸、碱溶液,与金属接触会对其产生化学腐蚀。如果选择不锈钢泵头,腐蚀会导致色谱泵漏液、流量稳定性差和色谱柱寿命缩短等。离子色谱泵头应选择全PEEK材质(色谱柱正常使用压力一般小于20MPa)。
泵的类型:
单柱塞泵
双柱塞泵:
1)串联双柱塞泵
2)并联双柱塞泵
3)压力脉动消除方式:电子脉动抑制,脉冲阻尼器。
03
流路系统
采用色谱专用管路、接头及其它连接部件,保证全塑无污染溶出,保证材料的可靠性和使用寿命。
材料有PEEK管(高压区)、PTFE管、硅胶管(气路或废液用)、各种接头和连接配件。
04
进样系统
进样系统主要是一个六通阀,工作原理见下图:
05
分离系统
分离系统是离子色谱的重要部件,也是主要耗材。
a)预柱:
又称在线过滤器,PEEK材质,主要作用是保证去除颗粒杂质。
b)保护柱:
保护柱与分析柱填料相同,消除样品中可能损坏分析住填料的杂质。如果不一致,会导致死体积增大、峰扩散和分离度差等。
c)分离柱:
有效分离样品组分。
离子色谱柱分类:阴离子交换色谱柱、阳离子交换色谱柱、阴阳离子同时检测色谱柱、离子排斥柱、生物样品分析用离子色谱柱。
06
抑制系统
经分离柱分离之后,如洗脱液直接进入电导池时称非抑制型离子色谱,如洗脱液先通过抑制器,再进入电导池称抑制型离子色谱。
相比而言,抑制型离子色谱具有更高的灵敏度。抑制器主要起到降低淋洗液的背景电导和增加被测离子的电导值,改善信噪比的作用。通过抑制器后,淋洗液被中和成电导值很小的水,而被测样品转化成相应的酸或碱,大大提高了被测样品的灵敏度。
07
检测系统
根据需不需要柱后衍生化处理,可以将离子色谱检测器分为以下两类
1.不需柱后衍生检测器
a)电导检测器
适用范围:常规阴、阳离子
原理:根据电导池中的溶液电导率变化,产生相应的电信号
b)安培检测器(电化学检测器)
适用范围:易发生氧化还原反应的物质,例如糖类、脂肪胺、芳香胺、醇类等
原理:通过施加电压,被测物质发生氧化还原反应,电荷转移到工作电极,输出相应电信号
2.需柱后衍生检测器
a)紫外检测器(Uv):适用于过度金属、铬离子、铝离子和氨基酸等的检测
b)荧光检测器:适用于伯氨基酸等的检测
3.电导检测器-阴(阳)离子
根据Kohlrausch定律,在稀溶液中溶液的电导是溶液中毎个离子的电导率乘以它们各自的离子浓度之和,溶液的电导率直接与离子浓度成比例。
简单地说:在整个溶液中毎种离子的电导率对整个溶液的电导率的贡献与其他离子无关。
在进行离子色谱分析时,经过色谱柱的流动相中含有淋洗液中的离子以及待测样品中的离子,进入电导池检测到峰信号,输出至工作站,得出谱图和分析结果。
08
数据处理系统
不同的仪器数据处理软甲不同,例如赛默飞的运用的是变色龙软件。
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