靜電抑制器工作原理
化學(xué)抑制型電導檢測法中,抑制反應是構成離子色譜的高靈敏度和選擇性的重要因素,也是選擇分離柱和淋洗液時(shí)必需考慮的主要因素。
離子色譜有幾種檢測方式可用,其中電導檢測是最主要的,因為它對水溶液中的離子具有通用性。然而,正因為它的通用性,作為離子色譜的檢測器,它本身就帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題,即對淋洗液有很高的檢測信號,這就使得它難以識別淋洗時(shí)樣品離子所產(chǎn)生的信號。Small等人提出的簡(jiǎn)單而巧妙的解決方法是選用弱酸的堿金屬鹽為分離陰離子的淋洗液,無(wú)機酸(硝酸或鹽酸)為分離陽(yáng)離子的淋洗液。當分離陰離子時(shí)使淋洗液通過(guò)置于分離柱和檢測器之間的一個(gè)氫(H+ )型強酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂填充柱;分析陽(yáng)離子時(shí),則通過(guò)OH-型強堿性陰離子交換樹(shù)脂柱。這樣,陰離子淋洗液中的弱酸鹽被質(zhì)子化生成弱酸;陽(yáng)離子淋洗液中的強酸被中和生成水,從而使淋洗液本身的電導大大降低。這種柱子稱(chēng)為抑制柱。
抑制器主要起兩個(gè)作用,一是降低淋洗液的背景電導,二是增加被測離子的電導值,改善信噪比。圖8-4-2說(shuō)明了離子色譜中化學(xué)抑制器的作用。圖中的樣品為陰離子F-、Cl-、SO42-的混合溶液,淋洗液為NaOH。若樣品經(jīng)分離柱之后的洗脫液直接進(jìn)入電導池,則得到圖中右上部的色譜圖。圖中非常高的背景電導來(lái)自淋洗液NAOH,被測離子的峰很小,即信噪比不好,一個(gè)大的系統峰(與樣品中陰離子相對應的陽(yáng)離子)在F- 峰的前面。而當洗脫液通過(guò)化學(xué)抑制器之后再進(jìn)入電導池,則得到圖8-4-2 中右下部的色譜圖。在抑制器中,淋洗液中的OH- 與H+ 結合生成水。樣品離子在低電導背景的水溶液中進(jìn)入電導池,而不是高背景的NaOH溶液;被測離子的反離子(陽(yáng)離子)與淋洗液中的,Na+ 一同進(jìn)入廢液,因而消除了大的系統峰。溶液中與樣品陰離子對應的陽(yáng)離子轉變成了H+ ,由于電導檢測器是檢測溶液中陰離子和陽(yáng)離子的電導總和,而在陽(yáng)離子中,H+ 的摩爾電導最高,因此樣品陰離子A- 與H+ 之摩爾電導總和也被大大提高。
抑制器的發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)階段。最早的抑制器是樹(shù)脂填充的抑制柱,主要的缺點(diǎn)是不能連續工作,樹(shù)脂上的H+ 或OH- 消耗之后需要停機再生。另一個(gè)缺點(diǎn)是死體積較大。1981年商品化的管狀纖維膜抑制器不需要停機再生,可連續工作,缺點(diǎn)是它的中等抑制容量和機械強度較差。第三階段是1985 年發(fā)展起來(lái)的平板微膜抑制器,不僅可連續工作,而且具有高的抑制容量,滿(mǎn)足梯度淋洗的要求。1992年進(jìn)入市場(chǎng)的自身再生抑制器是第四階段,這種抑制器不用化學(xué)試劑來(lái)提供H+ 或OH- ,而是通過(guò)電解水產(chǎn)生的H+ 或OH- 來(lái)滿(mǎn)足化學(xué)抑制器所需的
離子,其最新型號是SRS - ULTRA。這種抑制器平衡快,背景噪音低,堅固耐用,工作溫度從室溫到40℃,并可在高達40%的有機溶劑(反相液相色譜用有機溶劑)存在下正常工作。雖然樹(shù)脂填充的抑制器是第一代抑制器。由于其制作簡(jiǎn)單(可自己作),價(jià)格便宜,抑制容量為中等,至今仍在使用。因此下面將較詳細地討論樹(shù)脂填充的抑制器和目前最先進(jìn)的自動(dòng)再生連續工作型抑制器。