[发明专利]聚合物碳纳米管色谱柱与离子色谱单泵柱切换技术联用的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种与聚合物碳纳米管色谱柱联用的离子色谱单泵柱切换技术，特别是涉及一种简化的，采用聚合物碳纳米管色谱柱作为样品在线前处理的离子色谱柱切换技术。

背景技术

柱切换技术作为经典的样品前处理技术被广泛地用于复杂基体的在线消除，样品的富集，以及多维色谱分离。在离子色谱领域，柱切换技术往往用于分析痕量离子时消除高浓度的基体干扰。因为过高的基体浓度往往污染离子色谱柱，同时基体峰容易掩盖目标离子峰；此外，由于目标离子浓度太低，不能用稀释的方法将目标峰与杂质峰分开。除此之外，柱切换技术还用于同时分离阴阳离子的离子色谱系统，利用切换技术同时使用阴离子柱与阳离子柱分离。但是所有这些离子色谱柱切换体系中，往往采用的都是两个流路系统，一个流路用于基体消除，一个流路用于目标离子分离。这就会导致整个分析系统过于复杂化，需要多个色谱泵，以及众多管路，这对普通的实验室无疑是一个负担。所以需要进一步简化离子色谱柱切换系统的设备流路，从而节省试剂，更符合绿色化学的目的。此外，一般用于离子色谱柱切换的前处理柱往往是离子对色谱和离子排斥色谱，这两种色谱柱的应用范围有限，对所分离的离子往往保留时间较长，所以也需要一种更通用，保留时间更短的前处理柱来弥补这个不足。

发明内容

本发明提供一种聚合物碳纳米管色谱柱与离子色谱柱切换技术联用的方法。简化了离子色谱柱切换系统，节省试剂的使用，减少保留时间，拓宽样品分析范围。

本发明提供一种聚合物碳纳米管色谱柱与离子色谱柱切换技术联用的方法，在离子色谱单泵柱切换系统中进行，其特征是采用聚合物碳纳米管色谱柱进行样品在线前处理，与离子色谱单泵柱切换技术联用，分析步骤依次包括基线测绘、样品装载到定量环、基体消除以及目标离子富集、分离分析目标离子和前处理柱再生；具体步骤为：

(1)将离子色谱单泵柱切换系统中的各部件连接好，构成离子色谱单泵柱切换系统，前处理柱为聚合物碳纳米管色谱柱；泵装满流动相后打开，保护用的氮气打开，检测器打开，开始记录基线信号。

(2)样品通过手动进样注入十通阀，定量环控制样品容量，样品装载完毕后，将六通阀和十通阀切换到相反位置，淋洗液流过定量环进样，前处理柱与富集柱连通，前处理柱对目标离子无保留，而对基质化合物有保留，因此目标离子直接流出前处理柱富集在富集柱上。

(3)4.8分钟后，等到前处理柱上的目标离子被完全洗脱后，将六通阀和十通阀再一起切换到原来的位置，淋洗液发生器产生的淋洗液洗脱富集柱上的目标离子，通过分析柱进行分离分析，电导检测器检测；通过抑制器后，淋洗液变成纯水，用来清洗前处理柱，洗去残留的基体物质。

(4)在前处理柱后再加一个检测器对流入废液瓶前的淋洗液进行监测，所有的目标离子在经过第一个检测器后会再流经前处理柱，最后进入废液瓶，因此后添加的检测器记录的基线上在基体峰之后还有目标离子的小峰；等到所有的小峰都出完，表明前处理柱已经再生完毕，停止检测，开始下一次进样。

本发明提供的聚合物碳纳米管色谱柱与离子色谱柱切焕技术的联用，包括样品基体的在线消除，目标离子的预富集和目标离子的色谱分离分析。

本发明的离子色谱单泵柱切换系统中包括：一个泵，一个淋洗液发生器，一个六通阀，一个十通阀，一个定量环，一个抑制器，一个检测器，一个手动进样针，一根浓缩柱，一个废液瓶，一根前处理柱，一根保护柱，一根分析柱，一个氮气瓶；各部件的连接关系是：泵与淋洗液发生器相连，然后淋洗液经过六通阀，接上保护柱和分析柱，经过抑制器后进入检测器检测，然后通过十通阀与前处理柱相连，最后进入废液瓶；十通阀上连接有定量环，在六通阀上连接有浓缩，柱整个系统由氮气瓶提供氮气的保护。

本发明提供的聚合物碳纳米管色谱柱，是以苯乙烯-二乙烯基苯为聚合物基质，多壁碳纳米管作为掺杂相，采用分散聚合法制备得到单分散的线性聚苯乙烯微球种子，将种子活化后，采用单步种子溶胀法，合成聚合物碳纳米管复合微球，抽提除去制孔剂，得到的色谱填料，用匀浆法装柱，制备步骤为：

a.采用分散聚合法合成单分散的线性聚苯乙烯微球种子

以苯乙烯为单体，聚乙烯吡咯烷酮作为稳定剂，偶氮二异丁腈为引发剂，在乙醇和水的混合反应介质中通过自由基聚合生成单分散的线性聚苯乙烯微球种子，种子粒径在1.8μm左右，粒径均匀，无需分级；

b.采用单步种子溶胀法合成聚合物碳纳米管复合微球