主题：【原创】浅谈离子色谱电导检测器的构造与应用

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wangcunjin20078

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发表于：2014/02/16 11:18:10 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

摘要：电导检测器在离子色谱中占有主导地位，其构造直接影响它的一些性能和应用。笔者对两种不同构造的电导检测器在某些弱酸阴离子、碱金属和碱土金属阳离子、过渡金属阳离子以及某些两性物质的检测方面进行比较，并简单的探讨了构造与应用之间的关系。

关键词：离子色谱；电导检测器；构造；应用；噪声

离子色谱常用的检测器有电导检测器、紫外检测器和安培检测器，其中电导检测器因通用性好、灵敏度高、价格相对低廉等优点占据主导地位。虞雄华[1]在2008年曾经就国产离子色谱的现状进行过综述并对国产离子色谱与进口离子色谱的性能进行比较，认为在电导检测器的性能指标方面，国产的五电极电导检测器与进口仪器的双电极脉冲电导检测器相当。笔者认为，在抑制电导检测方面，国产的五电极电导检测器（碳酸盐淋洗液）与进口的双电极脉冲电导检测器（氢氧根淋洗液）性能相当；但在某些非抑制电导检测方面，国产的五电极电导检测器与进口仪器的双电极脉冲电导检测器在高背景电导情况下出现一些差异，具体表现在某些弱酸阴离子、碱金属和碱土金属阳离子、过渡金属阳离子以及某些两性离子的检测，下面将逐一进行介绍。

（一）弱酸阴离子

对于pKa<7的无机阴离子和有机酸[2]，无论国产的五电极电导检测器还是进口的双电极脉冲电导检测器，抑制电导检测会得到较低的背景电导和较高的信噪比。但对于某些pKa>7的阴离子来说（如CO₃^2-、SiO₃^2-、S^2-、酚类等），抑制电导检测亦会将待测离子转化为相应的弱酸，其在电导检测器中响应值较弱或几乎不响应。为提高弱酸阴离子的响应值，一种方法是用强酸的阴离子为淋洗液，间接抑制电导检测[3]；另外一种方法是用氢氧根淋洗液，非抑制间接电导检测[4]。这两种方法均具有高的背景电导，此时进口的双电极脉冲电导检测器将出现很大的噪声，待测离子的线性范围仅为10¹；而国产的五电极电导检测器具有背景电导调零功能，可适当选择放大倍数，避免了高背景电导带来的噪声同时提高了待测离子的响应值和线性范围（10²）。

（二）碱金属和碱土金属阳离子

根据H⁺、OH^-和碱金属、碱土金属的极限摩尔电导值计算，碱金属和碱土金属使用抑制电导检测和非抑制电导检测在灵敏度方面基本一致[5]，而且进口的双电极脉冲电导器（淋洗液抑制产物为水）和国产的五电极电导检测器（非抑制电导检测，适当调节放大倍数）均可获得较低的噪声。但在实际情况中，样品中除了含有碱金属、碱土金属，还可能含有过渡金属阳离子，此类阳离子经过抑制后会形成氢氧化物沉淀，长期使用可能堵塞抑制器。国产的五电极电导检测器检测碱金属和碱土金属很少有采用抑制电导检测的报导，既避免了堵塞抑制器的风险，又降低了用户的使用成本。此外，NH₄OH在较高浓度时部分以分子形式存在，使用抑制电导检测NH₄⁺将呈现非线性[6]；使用非抑制电导检测则线性关系良好。

（三）过渡金属阳离子

某些过渡金属和重金属阳离子，如Zn²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺、Cr³⁺等带有较多的电荷数，对阳离子交换树脂亲和力较强。因此分离这类阳离子通常选用配位羧酸（如酒石酸、柠檬酸、草酸和吡啶-2，6-二羧酸等）为淋洗液，在阳离子交换平衡之外建立一个配位-解离的二级平衡[7]。进口的双电极脉冲电导器在高背景电导条件下噪声比较大，因此该公司开发的方法是柱后衍生-紫外可见光检测[8]，该方法选择性与灵敏度俱佳但紫外检测器比电导检测器价格昂贵。

（四）两性离子

两性离子如氨基酸、甜菜碱等在电导检测时只能使用非抑制电导检测方式[9]。进口仪器厂家开发的检测氨基酸方法为氢氧根梯度淋洗，积分脉冲安培方式检测[10]；国家标准方法中甜菜碱的检测使用阳离子交换色谱非抑制电导检测[11]，因此国产的五电极电导检测器非常适合[12]而进口的双电极脉冲电导检测器在这一方面就笔者所知，尚未有已面世的文献报道。

（五）结语

国产的五电极电导检测器与进口的双电极脉冲电导检测器在抑制电导检测方面性能相当。但由于二者构造不同，在高背景电导情况下表现出一些不同。

参考文献

[1]虞雄华,费栋.国产离子色谱仪的现状.第十二届全国离子色谱学术报告会,(2008):20-21.福建,厦门

[2]牟世芬,刘克纳,丁晓静.离子色谱方法及应用.第二版.化学工业出版社,第六章:离子色谱常用的检测器:134

[3]朱岩.离子色谱原理及其应用.浙江大学出版社,第二篇:离子色谱的应用;第五章:离子色谱在环境监测中的应用:134

[4] James S. Fritz, DouglasT. Gjerde. Ion Chromatography Forth,Completely Revised and Enlarged Edition. Section 6: Anion Chromatography: 152

[5] James S. Fritz, DouglasT. Gjerde. Ion Chromatography Forth,Completely Revised and Enlarged Edition. Section 7: Cation Chromatography: 187

[6]牟世芬,刘克纳,丁晓静.离子色谱方法及应用.第二版.化学工业出版社,第二章:离子交换色谱:94

[7]牟世芬,刘克纳,丁晓静.离子色谱方法及应用.第二版.化学工业出版社,第二章:离子交换色谱:96

[8]牟世芬,刘克纳,丁晓静.离子色谱方法及应用.第二版.化学工业出版社,第二章:离子交换色谱:99

[9]朱岩.离子色谱原理及其应用.浙江大学出版社,第一篇:离子色谱的基本原理;第四章:离子色谱检测的类型:82

[10]朱岩.离子色谱原理及其应用.浙江大学出版社,第二篇:离子色谱的应用;第六章:离子色谱在食品分析中的应用:174

[11] GB/T 23710-2009 饲料中甜菜碱的分析离子色谱法

[12]朱岩.离子色谱原理及其应用.浙江大学出版社,第一篇:离子色谱的基本原理;第四章:离子色谱检测的类型:70

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