專利名稱：電遷移微離子色譜儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種離子色譜分析裝置。
自1975年離子色譜問世后，成為一種有效的分離分析技術(shù)，其分離原理是在輸液泵的推動下，淋洗液及待測樣品流入填有離子交換樹脂的分離柱，由于待測離子同樹脂間的親和力不同，形成不同的色譜區(qū)帶流出分離柱，各區(qū)帶不同的電導(dǎo)被電導(dǎo)檢測器檢測(單柱法)或由抑制器降低流動相的基底電導(dǎo)后再由電導(dǎo)檢測器檢測(雙柱體)。其缺點是需用昂貴苯重的恒流輸液泵，成本無法降低，系統(tǒng)體積大。當(dāng)使用的分離柱直徑小于2mm時，柱效降低，影響分離柱的微型化，昂貴的樹脂用量大，淋洗液耗量大，色譜峰增寬等。分析過程中樣品組分都流入分離柱，易造成分離柱污染失效。
近十幾年發(fā)展較迅速的電泳分離其原理是利用不同離子(帶電粒子)在電場中具有不同運動速度從而形成不同的電泳區(qū)帶，這種區(qū)帶可以是連續(xù)的(等速電泳)也可以是間斷的(區(qū)帶電泳)。這類裝置必須有一個驅(qū)動離子定向運動的電場，這就要求有一對電極和正、負(fù)電極室;電極室之間要有一個使離子在其間遷移、分離的分離室(通常是一根足夠長的毛細管)。由于電極室及分離管內(nèi)所選用的電解質(zhì)溶液不同，電泳裝置具有理論上不同的分離模型及不同的分離性能，因而還可分為區(qū)帶電泳、移動界面電泳和等速電泳(還有一種等電聚焦，但它不是靠離子遷移率的不同而是靠不同的等電點，在恒穩(wěn)態(tài)時離子并不移動)。
區(qū)帶電泳的正負(fù)電極室、分離室都用同一種電解質(zhì)溶液，樣品加在這一相同的背景電解質(zhì)溶液中，在電場下各種離子依不同的遷移速度逐漸分離成不同的區(qū)帶，這些區(qū)帶是不連續(xù)的。它們具有不同的電位梯度，溫度等等，可由相應(yīng)的檢測器檢測。由于背景電解質(zhì)溶液必須提供一個恒定的PH和電位梯度(基底)，通常其濃度比樣品的濃度高得多，用電位梯度檢測器得到的信號太小，一般都使用其他類型的檢測器。
電泳儀器構(gòu)造簡單，操作方便，但由于分離柱較長，因而電泳電壓通常高達幾千伏，系統(tǒng)溫升也較大，有些裝置還須對分離管加上冷卻措施才能正常工作。
本發(fā)明的目的是提供一種離子色譜分析裝置，它摒棄傳統(tǒng)的輸液泵，采用電場輸送淋洗液離子和待測離子的方法，簡化離子色譜系統(tǒng)，提高分析靈敏度。
本發(fā)明包括一對(陰、陽)電極槽(室)、一對(陰、陽)電極、進樣器、分離管、電導(dǎo)檢測器、測量電路和高壓恒流電源等。陰、陽電極槽設(shè)有注液口，每個電極槽中各有一片離子樹脂隔離膜，陰、陽電極分別置于陰、陽電極槽中并與高壓恒流電源連接。分離管采用一根毛細管樹脂柱，其兩端分別與進樣器和電導(dǎo)檢測器連接，進樣器及電導(dǎo)檢測器的另一端分別與正、負(fù)電極室連接。檢測器的輸出由測量電路進行信號處理和顯示與記錄。
整個系統(tǒng)采用同一種電解液作為淋洗液。
毛細管樹脂柱的內(nèi)徑最好＜0.5mm，且樹脂柱中填有離子交換樹脂，樹脂柱采用聚四氟乙烯毛細管。
高壓恒流電源電壓一般小于400伏。
電遷移微離子色譜分離原理同離子色譜和電泳的區(qū)別，主要是起分離作用的因素不是單一的，即離子和離子交換樹脂的親和力差別(離子色譜)或離子在電場下的運動速度差別(電泳)，而是兩種因素的綜合作用。其分離過程如下在恒電流電場下，淋洗液離子和樣品離子被遷移入分離柱，樣品離子在電遷移過程中，經(jīng)歷了不斷被樹脂吸附同時又不斷被淋洗液離子洗脫的過程，各種樣品離子依其不同的電遷移速度和與樹脂的親和力，形成不同的色譜區(qū)帶而被電位梯度檢測器檢測，這種分離作用有可能使原來單一分離因素?zé)o法分離的樣品得到分離。
附表將電遷移微離子色譜、離子色譜、電泳作一比較。


圖1為電遷移微離子色譜儀示意圖。
圖2為電遷移微離子色譜(圖a)與同條件區(qū)帶電泳(圖b)實驗結(jié)果比較。
圖3為電遷移微離子色譜(圖a)與離子色譜(圖b)實驗結(jié)果比較。
實施例如圖1所示。本發(fā)明設(shè)一對陰、陽電極〔1、2〕，分別置于陰、陽電極槽〔3、4〕中。微型化的離子色譜分離柱選用聚四氟乙烯毛細管樹脂柱〔9〕，內(nèi)徑＜0.5mm，管內(nèi)填充Hitachi Custom＃2710陰離子交換樹脂，淋洗液用苯甲酸，由注液口〔5、6〕注入電極槽內(nèi)，濃度為1.5×10-5M。電極槽中分別由離子交換樹脂膜〔7、8〕隔離，電極槽容積＞10ml。毛細管樹脂柱通過支架〔10〕與電導(dǎo)檢測器〔11〕連接，再通過電極引線〔12〕與V/F轉(zhuǎn)換器〔13〕連接，輸出信號送計數(shù)器〔14〕和計算機〔15〕，并由磁盤機〔16〕、打印機〔17〕和繪圖機〔18〕等進行數(shù)據(jù)記錄。高壓恒流電源〔19〕電壓為200～400伏。
當(dāng)分離陰離子時，與進樣器一端連接的是負(fù)極室;若分離陽離子，則相反。
以下通過實驗結(jié)果比較進一步說明本發(fā)明的效果。
1、與區(qū)帶電泳方法比較選用同樣管經(jīng)、管長的分離柱，電解液都用2×10-5M苯甲酸，實驗電流為30μA，樣品為(Cl-3PPm，NO-39ppm)，進樣品1μl，用同一電位梯度檢測器，實驗結(jié)果見圖2。從實驗可見，用較短的分離柱，區(qū)帶電泳無法得到較好的分離結(jié)果，而電遷移微離子色譜則能得到完全分離。
2、與離子色譜比較離子色譜的實驗結(jié)果出自日立高速液相色譜離子交換樹脂產(chǎn)品說明書。電遷移微離子色譜分離柱填料采用同樣的Hitachi Custom＃2710陰離子交換樹脂。實驗結(jié)果見圖3。從實驗結(jié)果可以看出兩種分離因素綜合作用的結(jié)果。
① Cl-與Br-雖然Br-的有效淌度(電場下離子的平均運動速度)大于Cl-，但由于它與樹脂親和力較大，結(jié)果其區(qū)帶落后于Cl-。
② NO-2與Br-雖然NO-2與樹脂的親和力小于Br-，但因Br-的淌度遠大于NO-2，分離的結(jié)果Br-的區(qū)帶先于NO-2。
實驗中，電遷移微離子色譜的溶液用2×10-5M苯甲酸，電流40μA，進樣量1μl，分離柱長11cm，樣品為(Cl-10ppm，Br-20ppm，NO-220ppm)。離子色譜的溶液用0.75mm阾苯二甲酸鉀，液流1ml/min，進樣量20μl，樣品為(Cl-2ppm，NO-25ppm，Br-10ppm)。
權(quán)利要求
1.一種離子色譜儀，包括一對電極和電極槽、進樣器、分離柱、電導(dǎo)檢測器、測量電路和高壓恒流電源等，其特征在于分離柱采用毛細管樹脂柱，其內(nèi)徑≤0.5mm，且樹脂柱中填有離子交換樹脂，電極槽中各有一片離子樹脂隔離膜。
2.如權(quán)利要求1所述的離子色譜儀，其特征在于高壓恒流電源電壓小于400伏。
全文摘要
本發(fā)明涉及離子色譜分析裝置，提供一種電遷移微離子色譜儀。它摒棄傳統(tǒng)的輸液泵，采用電場輸送淋洗液離子和待測離子的方法，利用離子與樹脂的親和力以及離子的電遷移率兩種分離因素。它包括電極槽與電極、進樣器、分離管、電導(dǎo)檢測器、測量電路和高壓恒流電源等。分離管采用毛細管樹脂柱，且填有離子交換樹脂。本發(fā)明提高了分析靈敏度，避免了柱污染失效，工作電壓僅為幾百伏，有可能使原來單一分離因素?zé)o法分離的樣品得到分離。
文檔編號G01N30/02GK1058272SQ9110511
公開日1992年1月29日 申請日期1991年7月23日 優(yōu)先權(quán)日1991年7月23日
發(fā)明者田昭武, 林華水, 胡榮宗 申請人:廈門大學(xué)