[发明专利]多通道离子色谱分析系统和方法

说明书

技术领域

本发明通常地涉及用于确定阴离子和阳离子分析物二者的离子色谱分析系统以及为它们使用的方法。

背景技术

离子色谱分析（IC）是为了确定在各种样品基体中的阴离子和阳离子分析物的广泛使用的分析技术。现今，离子色谱分析以大量的分离和检测模式实施。带有抑制传导性检测的离子色谱分析是该技术的最广泛实践的形式。在电导抑制检测中，称作抑制器的洗脱液抑制装置，将洗脱液转换为微弱的传导形式并且提高了目标分析物的传导性。原始的抑制器是柱，该柱以适合的离子形式封装有离子交换树脂。那些封装床抑制器具有相对大的死角且需要离线化学再生。为了克服该问题，基于离子交换纤维和其它膜的抑制器得以研制。这些抑制器可以使用或者酸或者碱再生溶剂连续地再生。

与该原始膜抑制器相关的一个缺点是或者酸或者碱再生溶剂的外部源典型地被用于连续地产生抑制器。随着时间过去，各种设计的电解再生膜抑制器已经得以研制以克服与化学再生膜抑制器有关的限制。电解再生膜抑制器的例子由美国专利：专利号4,999,098，5,248,426，5,352,360以及6,325,976公开，为了所有目的，其全部内容通过引用结合于此。在离子色谱分析中，电解抑制器提供了几个优点。它们提供连续的和同时的洗脱液的抑制，抑制介质的再生，以及用于共用的离子色谱分析（IC）应用的足够的抑制能力。它们易于操作，因为抑制的洗脱液或者水可以被用于电解地形成再生剂离子。因此，不需要离线准备再生剂溶剂。并且，抑制器与梯度分离是可兼容的。它们也具有非常低的抑制区体积，其使得可以获得具有高色谱分析效率的分离。

在离子色谱分析中，酸、碱或者盐的稀释溶剂通常用作色谱分析的洗脱液。传统地，这些洗脱液通过用试剂级化合物稀释而离线准备。色谱分析洗脱液的离线准备可能是繁重的且有操作者错误倾向的，并且经常产生污染物。例如：稀释NaOH溶液，广泛用作在阴离子的离子色谱分析的分离中的洗脱液，易于由碳酸盐污染。准备不含碳酸盐的NaOH洗脱液是困难的，因为碳酸盐可以作为杂质而从试剂引入或者通过吸收空气中的二氧化碳被引入。在NaOH溶液中的碳酸盐的存在可以折衷离子色谱分析方法的性能，以及在氢氧化物梯度（gradient）期间，可以引起不期望的色谱分析基线偏差，以及甚至引起目标分析物的不可再现的保留次数（retention times）。近年来，利用电解水并且通过离子交换介质的离子的电荷选择（charge-selective）电迁移的几个途径已经由研究人员研究以产生高纯度离子色谱分析洗脱液。美国专利号：6,036,921，6,225,129，6,316,271，6,316,270，6,315,954以及6,682,701，其全部内容为了所有目的通过引用的方式结合于此，描述了电解装置，其可以通过使用水作为载体用于产生高纯度酸和碱溶液。额外地，美国专利公开号：2003/0132163以及2008/0173587,为了所有目的通过引用的方式结合，描述了被电解再生用于从洗脱液移除污染物离子以及净化洗脱液蒸汽的捕获柱（trap columns）。在一个实施例中，洗脱液蒸汽流动通过包括离子交换床的净化流动通道。在净化流动通道中，电场通过流动洗脱液蒸汽施加，污染物从洗脱液蒸汽移除。使用这些装置，高净化，不含污染物的酸或者碱溶液被自动在线生成，用作在色谱分析分离中的洗脱液。这些装置简化了梯度分离，其现在可以使用具有最小延迟的电流梯度取代使用传统的机械梯度泵得以执行。

电解洗脱液产生器和抑制器的组合使用已经显著地改变了离子色谱分析方法的常规操作且允许仅使用去离子水作为移动相执行各种离子色谱分析分离。通过允许用于目标分析物的在梯度期间的最小基线变换，更大的再生保留时间，更低的检测背景以及更低的检测限制，使用这些电解装置导致了离子色谱分析方法的性能上的显著改进。

因为可预期的与分离过程微型化相关的优势，已经对使用毛细管例子色谱分析持续关注，该毛细管色谱分析使用作为分析分离工具的具有内直径1mm或者更小的分离柱。迄今为止，该系统还没有得以应用因为缺乏适合的仪器和消费品。在传统规格的离子色谱分析中，典型的分离柱具有从2mm至9mm的内直径范围的柱以及以从0.2至5mL/分钟的流量范围操作。