IC系統(tǒng)的構(gòu)成主要由流動相傳送部分、分離柱、檢測器和數(shù)據(jù)處理單元四個部分組成(見圖1為化學(xué)抑制型離子色譜工藝流程)。其中,分離柱是離子色譜的最重要部件之一。高效柱和特殊分離柱的成功研制是離子色譜迅速發(fā)展的關(guān)鍵。而對于抑制型檢測器,抑制器是關(guān)鍵部件,高的抑制溶量、低的死體積,能自動連續(xù)工作,不用有害的化學(xué)試劑是現(xiàn)代抑制器的主要特點。
一個理想的檢測器,對不同的樣品,在不同濃度及各種淋洗條件下均能準確、及時、連續(xù)地反應(yīng)色譜峰的變化。為實現(xiàn)上述要求,檢測器應(yīng)具備較高的靈敏度、較寬的定量檢測范圍,較好的選擇性和重現(xiàn)性。
離子色譜常用的檢測方法可以分為兩類:即電化學(xué)法和光學(xué)法。電化學(xué)檢測器有三種,即電導(dǎo)、安培和積分安培(包括脈沖安培)。其中,電導(dǎo)檢測器應(yīng)用的最廣泛。電導(dǎo)檢測器又可分為抑制型(兩柱型)和非抑制型(單柱型)兩種。由于抑制型能夠顯著提高電導(dǎo)檢測器的靈敏度和選擇性已逐漸成為電導(dǎo)檢測器的主流。而光學(xué)法主要是紫外—可見光和熒光檢測器。
電導(dǎo)檢測器按照Kohlraush定律,電解液在一定的電場作用下,溶液的電導(dǎo)率與其濃度是成正比的。此檢測器主要用于測定無機陰、陽離子離子(pKa<7,pKb<7)、部分極性有機化合物,如一些羧酸類。各種強酸、強堿的陰、陽離子如氯離子、硫酸根、三氟乙酸、鈉離子和鉀離子在電導(dǎo)檢測器上都有很好的靈敏度。一些弱酸離子由于其不完全電離,測定的靈敏度較低。通??赏ㄟ^改變流動相的pH來提高靈敏度。我們熟知的有機酸不管是帶有羧基、磺酸基或膦酸基官能團,其pKa均在4.75以下,因此都有很好的檢出效果。
安培檢測器是一種用于測量電活性分子在工作電極表面氧化或還原反應(yīng)時所產(chǎn)生電流變化的檢測器。常用于分析那些離解度低,用電導(dǎo)檢測器難于檢測或根本無法檢測的pK>7的離子。直流安培檢測器具有很高的靈敏度,可以測定μg/L級無機和有機離子,如與環(huán)境有關(guān)的陰離子、硫化物、氰化物、As、鹵素、肼和各種酚。積分安培和脈沖安培檢測器則主要測量醇、醛、胺和含硫基團、糖類有機化合物和硫化物。
紫外—可見光吸收和熒光檢測器它具有選擇性好、應(yīng)用面廣、靈敏度高的優(yōu)點,其應(yīng)用范圍越來越廣泛。紫外—可見光檢測器的基本原理是以郎伯—比爾定律為基礎(chǔ)的。UV-Vis檢測器在離子色譜中最重要的應(yīng)用是通過柱后衍生技術(shù)測量過渡金屬和鑭系元素。以吡啶2,6-二羧酸或草酸為淋洗液可分離過渡金屬,經(jīng)分離后,34種過渡金屬可與顯色劑4-間苯二酚發(fā)生衍生反應(yīng)。同時,還可對一些元素的不同氧化態(tài)進行檢查,如Fe3/Fe2、Cr3/Cr6、Sn2/Sn4。
熒光檢測器是通過測定分子中電子能級躍遷時發(fā)射出的熒光強度來表征物質(zhì)的濃度??捎糜跍y定銨離子、伯胺、多胺和肽。
離子色譜檢測器的選擇,主要的依據(jù)是被測定離子的性質(zhì)、淋洗液的種類等。同一種物質(zhì)有時可以用多種檢測器進行檢測,但靈敏度不同。
離子色譜中的主要檢測器的應(yīng)用范圍檢測方法檢測原理應(yīng)用范圍電導(dǎo)法電導(dǎo)pKa<7;pKb<7的陰、陽離子安培法在電極上產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)CN-,S2-,I-,SO32-,氨基酸,醇,醛,單糖、寡糖、酚、有機胺、硫醇紫外/可見光檢測器紫外/可見光吸收在紫外或可見光區(qū)域有吸收的陰、陽離子和在柱前柱后衍生反應(yīng)后具有紫外或可見光吸收的離子或化合物,如過渡金屬、二氧化硅等。熒光激發(fā)和發(fā)射銨、氨基酸。