浅谈DS-Plus型连续自动再生固相抑制器

　　离子色谱(简称IC)是一种高效液相色谱,由于其采用全塑流路设计,泵头、流路采用PEEK塑料制造,分离柱多为离子交换柱,可以使用强酸、强碱做淋洗液,特别适合于做离子分析,与常规的液相色谱有一定的互补性。

　　IC-1000型离子色谱仪(上海天美科学仪器有限公司)和IC-7000离子色谱仪(日本日立公司)它们采用的抑制器均是目前最先进的第六代抑制器技术(DS-Plus),它们解决了碳酸盐淋洗液的高背景电导问题,降低了水负峰,可使用碳酸盐进行梯度淋洗,克服了膜抑制器的渗漏问题,延长了抑制器的使用寿命。

　　1　基本原理

　　IC-1000/IC-7000采用的DS-Plus抑制器具有一定的先进性,原理如下:

　　DS-Plus抑制器由抑制池、稳压电源和脱气系统组成。流动相和组分离子进入抑制池后,按比例分开,分别流向检测器、阳极和阴极(如图1)。DS-Plus自动再生抑制器中,同时发生以下三种过程:

　　1.1　化学抑制

　　分离柱流出的流动相和样品离子在抑制器发生酸/碱中和反应。抑制池中填料为氢(H⁺）型强酸性阳离子交换剂。以至器中发生如下反应:

　　流动相中的Na+在抑制池中与H+发生交换生成水(NaOH做流动相)或H2CO3(NaHCO3、Na2CO3做流动相)。同时,样品种的K+与H+在池中发生交换,得到的H+与样品中的阴离子作用成为高电导率的酸。这样使分析结果具有高的信噪比和良好的检测灵敏度。

　　1.2　连续自动再生

　　DS-Plus型自动抑制器操作过程中,电流不断流经抑制池,池中的水发生如下电解反应:

　　阳极产生的H⁺和O₂,阴极产生的OH-和H₂。阳极产生的H₊使流动相中的Na₊和样品中的阳离子向阴极移动。氢氧化物、H₊和某些样品阴离子(以钠盐形式)从阴极流出;H₂CO₃或水,O₂和某种阴离子(以酸的形式)从阳极流出;伴随H₂CO₃或水的样品阴离子(以酸的形式)从抑制池排出口流出。

　　1.3　去除H₂CO₃

　　淋洗液流经抑制池后,所有流路均经过脱气室以除去气体。阳极和阴极液路在废弃前分别除去O2和H2。由样品阴离子和H2CO3(碳酸盐或酸式碳酸盐作为流动相)组成的抑制池流出物在进入电导检测器之前先进入脱气室。脱气室中配有真空脱气装置,H2CO3分解为CO2和水,并且CO2从脱气室流出液中分离出来,这进一步降低了流动相的背景电导。得到的分析结果具有更高的灵敏度和极限稳定性,可使用Na2CO3/NaHCO3进行梯度淋洗,消除水负峰,从而清除对早期流出离子的干扰(如图2)。