1　簡(jiǎn)介

 

    1975年,，Small等人用電導(dǎo)檢測(cè)器的連續(xù)檢測(cè)柱流出物獲得成功，標(biāo)志著離子色譜法的誕生,。經(jīng)過近三十年的發(fā)展,，離子色譜法(IC)已經(jīng)成為分析離子性物質(zhì)的常用方法。我國*代離子色譜儀于1983年6月通過了專家鑒定,。離子色譜儀與一般的液相色譜儀一樣,，由輸液系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng),、分離系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成,。本文主要介紹離子色譜儀硬件方面的現(xiàn)狀和較新進(jìn)展。

 

    2　輸液系統(tǒng)

 

    離子色譜的輸液系統(tǒng)主要包括流動(dòng)相容器,、脫氣裝置,、高壓輸液泵和梯度洗脫裝置等。IC對(duì)輸液系統(tǒng)的一般要求是：流量穩(wěn)定,，耐高壓性能好,，耐腐蝕性強(qiáng)，脫氣方便等,。

 

    2.1脫氣裝置

 

    流動(dòng)相的脫氣是離子色譜分析過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),。輸液泵的擾動(dòng)或色譜柱前后的壓力變化以及抑制過程都可能導(dǎo)致流動(dòng)相中溶解的氣體析出，形成小氣泡,。這些小氣泡會(huì)產(chǎn)生很多尖銳的噪聲峰,，較大的氣泡還可能引起輸液泵流速的變化，因此對(duì)流動(dòng)相要進(jìn)行脫氣處理,。流動(dòng)相脫氣的方法主要有：真空泵直接脫氣法,，聲波震蕩脫氣法，惰性氣體鼓泡吹掃脫氣法以及在線脫氣法,。前3種方法的脫氣效果都不錯(cuò),，但不足之處是一次性脫氣，脫氣后很難防止空氣再次溶解進(jìn)入流動(dòng)相，而且存在流動(dòng)相被污染的可能,。與前3種方法相比,，在線脫氣法可以避免上述情況的發(fā)生。其工作原理是：將一段用多孔合成樹脂膜做的輸液管密封于真空容器內(nèi),，當(dāng)流動(dòng)相流經(jīng)輸液管時(shí),，由于膜外側(cè)壓力減小，流動(dòng)相中的氧氣,、二氧化碳等小分子氣體就會(huì)透過樹脂膜而被排除,。在實(shí)際操作中，真空容器內(nèi)的氣壓應(yīng)盡可能的穩(wěn)定,。因?yàn)闅鈮旱牟▌?dòng)會(huì)使脫氣效果不一致,，導(dǎo)致基線起伏。目前,，比較的離子色譜儀都自己有在線脫氣系統(tǒng),。

 

    2.2　輸液泵

 

    輸液泵的作用是使流動(dòng)相以相對(duì)穩(wěn)定的流量或壓力通過流路系統(tǒng)。流量或壓力的穩(wěn)定將直接影響基線的穩(wěn)定和分析結(jié)果的重現(xiàn)性,。一般輸液泵的流量可以設(shè)定在0.01~10.OmL/min之間,，對(duì)于一般分析工作，0.5~2.OmL/min的流量較為常用,。輸液泵在較低流量時(shí)，通常要求壓力能夠達(dá)到3OMPa,。耐高壓的能力是衡量離子色譜儀性能的一個(gè)重要指標(biāo),。目前，離子色譜儀的耐高壓性能越來越好,。

 

    輸液泵主要有氣動(dòng)放大泵,、螺旋傳動(dòng)注射泵、隔膜型往復(fù)泵,、柱塞往復(fù)泵等,。

 

    (1)氣動(dòng)放大泵能提供無脈動(dòng)的穩(wěn)定流量，很適合恒量分析,。因?yàn)闅鈩?dòng)泵能迅速獲得很高的出口壓力并提供較大的輸出流量,，所以特別適合勻漿法填充色譜柱。這種泵的缺點(diǎn)是液缸體積大,，更換流動(dòng)相不方便,，所以現(xiàn)在已不再用于分析型液相色譜儀。

 

    (2)螺旋傳動(dòng)注射泵能以恒定的流量輸送流動(dòng)相,，與操作壓力無關(guān),，但是在活塞復(fù)原的短時(shí)間內(nèi)，沒有流量輸出，從而產(chǎn)生壓力波動(dòng),。另外,，這種泵體積大，比較笨重,，更換流動(dòng)相不方便,。

 

    (3)隔膜型往復(fù)泵是一種恒流泵。它的優(yōu)點(diǎn)是活塞不直接與流動(dòng)相接觸,，避免了活塞密封墊磨損對(duì)流動(dòng)相的污染,。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，價(jià)格較貴,，有脈動(dòng),，需要配置阻尼裝置來消除。

 

    (4)柱塞往復(fù)泵是目前使用較廣泛的一種恒流泵,，分為單柱塞和雙柱塞兩種,。單柱塞往復(fù)泵脈動(dòng)較大，必須配置阻尼裝置;雙柱塞泵有兩個(gè)活塞交替伸縮,，脈動(dòng)比單柱塞泵小得多,。雙柱塞泵有活塞缸并聯(lián)或串聯(lián)兩種模式。并聯(lián)模式,，兩個(gè)活塞的凸輪形狀相同,，但相位相反，所產(chǎn)生的脈動(dòng)正好互相抵消;串聯(lián)模式,，兩個(gè)凸輪形狀不同,，*個(gè)凸輪提供主要?jiǎng)恿Γ诙€(gè)凸輪的作用是當(dāng)*個(gè)凸輪回收時(shí)提供補(bǔ)充動(dòng)力,。柱塞往復(fù)泵的流量由電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制,。柱塞往復(fù)泵的特點(diǎn)是：流量控制，脈動(dòng)較小,，使用方便,，故障率低，更換流動(dòng)相方便,。與其他幾種輸液泵相比,，柱塞往復(fù)泵具有一定的優(yōu)勢(shì)，尤其是雙柱塞往復(fù)泵更為常用,。

 

    離子色譜經(jīng)常使用強(qiáng)酸,、強(qiáng)堿作為流動(dòng)相，這就要求與流鐵路改革步入深水區(qū)新中鐵快運(yùn)有望沖破困局動(dòng)相接觸的輸液系統(tǒng)材料必須能夠耐酸堿腐蝕,。通常使用的材料有：不銹鋼,、氟塑料,、聚乙烯、陶瓷以及聚醚醚酮(PEEK)等,。對(duì)于不銹鋼材料,，若使用強(qiáng)酸溶液作洗脫液，須在進(jìn)樣閥前安裝一個(gè)很高容量的陽離子交換柱,，用來吸附由不銹鋼輸液泵體溶解的金屬離子,。PEEK材料的應(yīng)用改變了這種情況。PEEK基本上不受酸堿腐蝕的影響,，具有很高的硬度,，非常適于制造輸液泵的泵頭和單向閥。國外離子色譜儀已經(jīng)普遍采用了這種全塑泵,，廠家近年來也在逐步采用,。

 

    3　進(jìn)樣器

 

    IC對(duì)進(jìn)樣器的基本要求是：耐高壓、耐腐蝕,、重復(fù)性好,、操作方便。進(jìn)樣器的種類主要有六通進(jìn)樣閥,。氣動(dòng)進(jìn)樣閥和自動(dòng)進(jìn)樣器,。

 

    六通進(jìn)樣閥是目前較常用的。它的特點(diǎn)是進(jìn)樣量的重復(fù)性非常好,。但普通六通進(jìn)樣閥在裝樣(LOAD)和進(jìn)樣(INJECT)兩個(gè)位置之間流路被截?cái)鄷r(shí),，會(huì)在扳閥過程中產(chǎn)生一個(gè)瞬間的高壓，非常容易引起流路的泄漏?，F(xiàn)在比較好的六通迸樣閥由于采用了斷前接通技術(shù),，基本上消除了這種瞬間高壓，同時(shí)也大大減少了誤操作的可能,。考慮到流動(dòng)相的腐蝕,，PEEK和陶瓷材料制成的六通進(jìn)樣閥較適合離子色譜儀使用,。美國RHEODYNE公司是生產(chǎn)高壓六通進(jìn)樣閥較的公司。目前已有性能與之接近的產(chǎn)品,。

 

    氣動(dòng)進(jìn)樣閥是一種比較的進(jìn)樣閥,。它采用一定壓力的氮?dú)庾鳛閯?dòng)力，通過兩路四通加載定量管進(jìn)行裝樣和進(jìn)樣,，能有效減少手動(dòng)進(jìn)樣帶來的誤差,，其不方便之處在于必須使用氮?dú)怃撈俊?/div>