電導(dǎo)檢測(cè)器的量程與分辨率
檢測(cè)器是色譜的眼睛,色譜分析要求檢測(cè)器具有寬的檢測(cè)范圍、高靈敏度、較好的定量重復(fù)性和選擇性[1]。對(duì)于一個(gè)檢測(cè)器來(lái)說(shuō),決定檢測(cè)范圍和靈敏度的指標(biāo)分別是量程和分辨率。大多數(shù)儀器使用者對(duì)這兩個(gè)概念比較陌生,為了便于大家理解,我們以生活中常見(jiàn)的直尺為例說(shuō)明。一把20厘米的直尺,它最大可以直接測(cè)定20厘米長(zhǎng)的物體,最小可以測(cè)定1毫米長(zhǎng)的物體,它的量程就是20厘米,分辨率是1毫米;同理,一把1米長(zhǎng)的直尺量程是1米,分辨率是5mm。換句話說(shuō),20厘米的直尺檢測(cè)范圍窄靈敏度高而1米的直尺檢測(cè)范圍寬靈敏度低。
與直尺的情況相似的是,某些檢測(cè)器存在多個(gè)量程,量程窄分辨率高,量程寬分辨率就低,這種檢測(cè)器我們稱為固定量程檢測(cè)器。用戶經(jīng)常觀察到的現(xiàn)象是檢測(cè)器某個(gè)量程可以測(cè)定很高濃度的組份但是靈敏度低或者靈敏度高但是高濃度組份出現(xiàn)“平頭峰”,這種問(wèn)題使得用戶在測(cè)定濃差大的樣品時(shí)往往需要多次進(jìn)樣測(cè)定,降低了效率。
為了解決這個(gè)問(wèn)題,一種新型的檢測(cè)器應(yīng)運(yùn)而生,我們稱之為動(dòng)態(tài)量程檢測(cè)器。這種檢測(cè)器在測(cè)定低濃度組分時(shí)靈敏度自動(dòng)變高而測(cè)定高濃度組份時(shí)靈敏度自動(dòng)變低,因此實(shí)現(xiàn)了高低濃度組份的同時(shí)測(cè)定。
為了說(shuō)明動(dòng)態(tài)量程檢測(cè)器能夠測(cè)定物質(zhì)的濃差之比,我們配制了五個(gè)溶液,每個(gè)溶液中均含有氯離子、溴酸鹽和硫酸鹽且氯離子的質(zhì)量濃度是溴酸鹽、硫酸鹽的1000倍。色譜曲線請(qǐng)看圖1和圖2。樣品中氯離子、溴酸鹽和硫酸鹽的質(zhì)量濃度見(jiàn)表1.
圖1 10-300mg/L的氯離子色譜曲線
圖2 10-300μg/L的溴酸鹽、硫酸鹽色譜曲線
表1 氯離子、溴酸鹽和硫酸鹽的質(zhì)量濃度
待測(cè)物 | STD1 | STD2 | STD3 | STD4 | STD5 |
溴酸鹽、硫酸鹽 | 0.01mg/L | 0.04mg/L | 0.1mg/L | 0.2mg/L | 0.3mg/L |
氯離子 | 10mg/L | 40mg/L | 100mg/L | 200mg/L | 300mg/L |
從圖中可知,300mg/L的氯離子峰高約為500μS,峰形依然尖銳對(duì)稱,同時(shí)10μg/L的溴酸鹽、硫酸鹽明顯檢出,所以動(dòng)態(tài)量程電導(dǎo)檢測(cè)器可至少同時(shí)測(cè)定濃差30000:1的組份(文獻(xiàn)[2]中報(bào)導(dǎo)了使用動(dòng)態(tài)量程電導(dǎo)檢測(cè)器測(cè)定質(zhì)量濃度比120000:1的兩種組份)。
為了證明動(dòng)態(tài)量程電導(dǎo)檢測(cè)器的性能,我們列出以下幾張實(shí)際樣品的色譜圖,樣品中同時(shí)含有濃差較大組份。
1離子色譜法測(cè)定自來(lái)水中的鉻酸鹽
色譜條件:
離子色譜儀:RPIC-2017型離子色譜儀(青島睿譜分析儀器有限公司生產(chǎn))
色譜柱:REEPO-HA1(4250mm,青島睿譜分析儀器有限公司生產(chǎn))
淋洗液:32mmol/LKOH,EGC+CR-ATC產(chǎn)生
抑制器:WLK-8A(4mm),施加電流80mA
進(jìn)樣體積:250μL
樣品:青島地區(qū)自來(lái)水經(jīng)過(guò)Na柱、RP柱和0.22μm濾膜過(guò)濾
圖中藍(lán)色曲線為自來(lái)水樣品,紅色曲線為自來(lái)水加標(biāo)0.01mg/L鉻酸鹽樣品
2生理鹽水中的硫酸鹽
色譜條件
離子色譜儀:RPIC-2017型離子色譜儀(青島睿譜分析儀器有限公司生產(chǎn))
色譜柱:AS19(4250mm)
淋洗液:20mmol/LKOH,EGC+CR-ATC產(chǎn)生
抑制器:WLK-8A(4mm),施加電流50mA
進(jìn)樣體積:5μL
樣品:生理鹽水稀釋20倍后0.22μm濾膜過(guò)濾
3瓶裝水中超痕量溴酸鹽
色譜條件
離子色譜儀:RPIC-2017型離子色譜儀(青島睿譜分析儀器有限公司生產(chǎn))
色譜柱:AS19(4250mm)
淋洗液:KOH梯度淋洗,EGC+CR-ATC產(chǎn)生
抑制器:WLK-8A(4mm),施加電流90mA
進(jìn)樣體積:500μL
樣品:某品牌瓶裝水經(jīng)過(guò)Na柱、RP柱和0.22μm濾膜過(guò)濾
結(jié)語(yǔ): 動(dòng)態(tài)量程電導(dǎo)檢測(cè)器同時(shí)具有寬的檢測(cè)范圍和高的靈敏度,在測(cè)定實(shí)際樣品的工作中可以同時(shí)測(cè)定濃差較大的組份,提高效率。
參考文獻(xiàn)
[1] 牟世芬,朱巖,劉克納.《離子色譜方法及應(yīng)用》(第三版)化學(xué)工業(yè)出版社
[2] 鄭洪國(guó),朱鄰峰,肖云,等.《巖礦測(cè)試》.2009(28)2:131-133