JP2811794B2 - バックグランド除去装置 - Google Patents

バックグランド除去装置

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JP2811794B2
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、被測定液中の陽イオンを分析する陽イオン
分析装置に装着され、分離カラムからの溶出液あるいは
試料溶液自身の導電率バックグランドを減少させるバッ
クグランド除去装置に関する。
<従来の技術> 一般に、被測定液中の陽イオンを分析するには、低交
換容量の陽イオン交換樹脂が充填された分離カラムに、
希薄な酸性溶液(例えば硝酸や硫酸等)でなる移動相で
もって一定量の被測定液を搬送し該被測定液中の陽イオ
ンをクロマトグラフィックに分離させて分析を行う。
また、被測定液中の陽イオンの検出は、分離カラムか
らの溶出液を直接検出器(例えば導電率検出器)で検出
し分析結果たるクロマトグラムを得ることによって行な
うことができる。しかし、分離カラムと検出器の間にOH
-型の陰イオン交換樹脂を充填したサプレッサカラムを
置き、該サプレッサカラムに上記移動相(カラムからの
溶出液)を通すことによって移動相(例えば硝酸や硫酸
等)を導電率の低い液(例えば水等)にすると共に被測
定液中の陽イオンの対イオンを水酸化物イオンに変えて
のちに検出器で検出し分析結果たるクロマトグラムを得
ることによっても行われる。即ち、このようにすること
により、移動相の導電率を低下させてS/N比を向上させ
ながら被測定液中の陽イオンを測定することが行われ
る。この場合、OH-型の陰イオン交換樹脂を充填したサ
プレッサカラムに代えて陰イオン交換膜を利用したもの
が利用できれば、該陰イオン交換膜を介して連続的に水
を変換できるため、陽イオン分析装置を利用する上でき
わめて好都合となる。然るに、陰イオン交換膜を利用し
たサプレッサの従来例としては、二重管構造の陰イオン
交換チューブでなるサプレッサが知られている。これ
は、ステンレスあるいはテフロンチューブの中にこれら
のチューブの内径より細い外径を持つ中空の陰イオン交
換チューブを入れた二重管構造になっている。カラムか
らの溶出液は中空の陰イオン交換チューブの中を流れ、
除去液はその外側を移動相の流れに対して向流で流れる
ようになっており、連続的にバックグランドを除去でき
るようになっている。
<発明が解決しようとする問題点> 然しながら、上記サプレッサは中空の陰イオン交換チ
ューブを利用しているためイオン交換効率はあまり高く
ない高い効率でバックグランドを減少させることは難し
い。そのため、十分なサプレスト効果を得るためにはか
なりの長さが必要となり、結果として内容積が増加し余
剰の分析時間を費やし、分離カラムで分離した成分の広
がりを生じてしまうという問題点がある。これらの問題
点の改善策として内径の小さいイオン交換チューブを使
用することやイオン交換効率の高いイオン交換チューブ
を利用することが考えられるが、このようなチューブは
入手が非常に困難である上に、製作・加工があまり容易
ではないという問題もある。また、上記の二重管構造の
サプレッサの欠点を改良したシート状のイオン交換膜を
利用した例としては2枚のイオン交換膜と球状充填物
(例えばイオン交換樹脂)が充填された長い溝を有する
3枚のスペーサを積層したものや、中央部に長い溝を有
する粘着性のゴム状物質でシールされたイオン交換膜を
積層したものなどがあるが多数のシートを積層したり、
イオン交換膜を加工するために液が漏れ易くなったり、
製作が容易でなかったり、イオン交換膜が破損し易くな
ったりするという問題がある。
本発明は、かかる従来例の欠点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、入手が容易なシート状の陰イオン
交換膜,陽イオン交換樹脂ポリマービーズ等でなる球状
充填物,及びナイロン等でなる織り網状のシートを用い
た簡単な構成のバックグランド除去装置を提供すること
にある。
<問題点を解決するための手段> このような目的を達成するために、本発明は、 陽イオン交換体の充填された分離カラムによって陽イ
オンを分離した被測定液中から陽イオンの対イオンを除
去液で水酸イオンに交換し、被測定液のバックグランド
を低下するバックグランド除去装置において、 前記陽イオンの分離された被測定液が流れる長溝を有
した第2シートと、 この第2シートの長溝に充填された粒状の陰イオン交
換樹脂と、 陰イオン交換膜からなっていて、前記第2シートを両
側から挟む第1シート及び第3シートと、 前記除去液が流れる長溝を有する基板であって、前記
第1シートを介し、前記第2シートの長溝を流れる被測
定液と前記除去液が接するように設けられた第1基板
と、 前記除去液が流れる長溝を有する基板であって、前記
第3シートを介し、前記第2シートの長溝を流れる被測
定液と前記除去液が接するように設けられた第2基板
と、 を具備したことを特徴としている。
また、前記第1基板もしくは第2基板の少なくともい
ずれか一方の長溝に陰イオン交換樹脂、ポリマービー
ズ、ガラス球、金属球、若しくは織り網状のシートが充
填されたことを特徴としている。
<作用> 本発明は次のように作用する。即ち、第1図は本発明
の作用を説明するため本発明に係わる導電率バックグラ
ンド除去の原理を詳しく示す概念図であり、2枚の陰イ
オン交換膜Mで仕切られた3つの部屋C1、C2、C3には例
えば陰イオン交換樹脂のような球状充填物Rが充填され
ており、無駄体積は少なくなっている。また、部屋C2に
は被測定試料(例えばNa+イオン)を含む分離カラムか
ら溶出された溶離液や被測定溶液(例えばNaNO3を含むH
NO3)が流れ、部屋C1、C3には該溶離液と向流方向に除
去液(例えばNaOH)が流れている。この状態で、部屋C2
内の分離カラムからの溶離液や被測定溶液(例えばNaNO
3を含むHNO3)に含まれているNO3 -イオンは、部屋C1、C
3内の除去液(例えばNaOH)に含まれているOH-イオンと
陰イオン交換膜Mを介してイオン交換する。この時分離
カラムからの溶離液や被測定溶液中の被測定成分(例え
ばNa+イオン)は各部屋を仕切るイオン交換膜Mと同一
の電荷を持つためイオン交換されずに部屋C2中に残る。
このため、部屋C2から溶出する液体は、イオン交換され
て対イオンがOH-型となった被測定成分(例えばNaOH)
を含む導電率のバックグランドの除去された液体(例え
ばH2O)となり、部屋C1、C3から溶出する液体は、溶離
液や被測定溶液中の陰イオンとイオン交換して例えばNO
3 -型になった除去液(例えばNaNO3)と余剰の除去液
(例えばNaOH)を含む導電率の高い液体となる。
<実施例> 以下、本発明について図を用いて詳細に説明する。第
2図は本発明実施例の分解構成斜視図である。この図に
おいて、1は例えばアクリル板でなる第1基板、1aは中
央に設けられた溝、1a1〜1a10は第1基板に設けられた
貫通穴、1b1は貫通穴1a1に挿入されるボルト、1cは溶離
液用の導入口、1dは除去液用の第1導入口、1eは溶離液
用の導出口、1fは除去液用の第1導出口、2はシート状
の陰イオン交換膜でなる第1シート、3は中央部に溝3a
が設けられた例えばゴム製の第2シート、4はシート状
の陰イオン交換膜でなる第3シート、5は例えばアクリ
ル板でなる第2基板、5aは中央に設けられた溝、5a1〜5
a10は第2基板に設けられた貫通穴、5cは除去液用の第
2導入口、5dは除去液用の第2導出口、6a1はワッシ
ャ、6b1はボルト1b1のネジ部と合うナットである。尚、
第1基板の溝1a、第2シートの溝3a、及び第2基板の溝
5aには、いずれも球状充填物あるいは織り網状のシート
例えば陰イオン交換樹脂が充填されている。
上述のような分解構成からなる本発明の実施例は、第
1〜第3のシート2〜4が積層されてのち該シート2〜
4が第1及び第2の基板1及び5で挟まれ、その後ボル
ト1b1(及び図示しないボルト1b2〜1b10)が貫通穴1a1
(及び1a2〜1a10)と貫通穴5a1(及び5a2〜5a10)の貫
通されてのちワッシャ6a1(及び図示しないワッシャ6a2
〜6a10)が入れられ、最後にボルト1b1(及び1b2〜1b1
0)のネジ部にナット6b1(及び図示しないナット6b2〜6
b10)がねじ込まれることによって、本発明実施例たる
バックグランド除去装置の組立が完成する。
このようにして組み立てられたバックグランド除去装
置は第3図に示すような陽イオン分析装置に装着されて
使用される。即ち、第3図は本発明実施例の使用例構成
説明図であり、図中、分離カラム12、サプレッサ13、及
び検出器14は恒温槽15内に収容されて一定温度(例えば
45℃)に保たれている。また、ポンプ10aが駆動すると
槽9a内の溶離液が、例えば1ml/minの流量で、ポンプ10a
→切り換え弁11の第1及び第2の接続口11a、11b→分離
カラム12→バックグランド除去装置13の内室13bの導入
口1c→バックグランド除去装置13の内室13b→バックグ
ランド除去装置13の内室13bの導出口1e→検出器14を経
て廃液槽9cへと流れ、ポンプ10bが駆動すると槽9b内の
除去液が、例えば1ml/minの流量で、ポンプ10b→バック
グランド除去装置13の外室13cの第1導入口1d→バック
グランド除去装置13の外室13c→バックグランド除去装
置13の外室13cの第1導出口1f→バックグランド除去装
置13の外室13cの第2導入口7c→バックグランド除去装
置13の外室13c→バックグランド除去装置13の外室13cの
第2導出口7dを経て廃液槽9dへと流れる。このため、バ
ックグランド除去装置13の内室13b(第1図の溝4a)内
を流れる液体に含まれている陰イオンは陰イオン交換膜
13a(第1図の第2シート3及び第4シート5)を介し
てバックグランド除去装置13の外室13c(第1図の溝2a
及び溝6a)内を流れる液体に含まれている陰イオンと交
換し究極的に導電率のバックグランドを低下させること
ができるようになる。
<発明の効果> 以上詳しく説明したように本発明の実施例によれば、
入手が容易なシート状の陰イオン交換膜と球状充填物
(例えば、陰イオン交換樹脂、ポリマービーズ、ガラス
球、金属球等)及び織り網状のシート(例えば、ふるい
等に利用するスクリーンメッシュで材質はステンレス、
ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂
等)を用い、クロマトグラムにおけるピーク形状を損ね
ることのないデッドボリウムの小さな簡単な構成のバッ
クグランド除去装置が実現する。また、陰イオン交換膜
と第1〜第3のシート2〜4(いわゆるスペーサ)で形
成されている空間(具体的には長溝1a、3a、5a)に例え
ば陰イオン交換樹脂のような充填物が充填されているた
め、該陰イオン交換樹脂が陰イオン交換膜をバックアッ
プして溶離液が流れる流通系の耐圧を高めているという
利点もある。更に、陰イオン交換膜とスペーサで形成さ
れる空間(具体的には長溝1a、3a、5a)に充填される充
填物が、ポリマービーズ、ガラス球、金属球若しくは織
り網状シートであっても同様の効果が現れて有効であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は導電率バックグランド除去の原理を詳しく示す
概念図、第2図は本発明実施例の分解構成斜視図、第3
図は本発明実施例の使用例構成説明図である。 1,5……基板、2〜4……シート、1a,3a,5a……溝、9a
〜9d……槽、10a,10b……ポンプ、11……切り換え弁、 12……分離カラム、13……サプレッサ、14……検出器、
15……恒温槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01N 30/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】陽イオン交換体の充填された分離カラムに
    よって陽イオンを分離した被測定液中から陽イオンの対
    イオンを除去液で水酸イオンに交換し、被測定液のバッ
    クグランドを低下するバックグランド除去装置におい
    て、 前記陽イオンの分離された被測定液が流れる長溝を有し
    た第2シートと、 この第2シートの長溝に充填された粒状の陰イオン交換
    樹脂と、 陰イオン交換膜からなっていて、前記第2シートを両側
    から挟む第1シート及び第3シートと、 前記除去液が流れる長溝を有する基板であって、前記第
    1シートを介し、前記第2シートの長溝を流れる被測定
    液と前記除去液が接するように設けられた第1基板と、 前記除去液が流れる長溝を有する基板であって、前記第
    3シートを介し、前記第2シートの長溝を流れる被測定
    液と前記除去液が接するように設けられた第2基板と、 を具備したことを特徴としたバックグランド除去装置。
  2. 【請求項2】前記第1基板もしくは第2基板の少なくと
    もいずれか一方の長溝に陰イオン交換樹脂、ポリマービ
    ーズ、ガラス球、金属球、若しくは織り網状のシートが
    充填されたことを特徴とした請求項(1)記載のバック
    グランド除去装置。
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