JPS6236178B2 - - Google Patents

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JPS6236178B2
JPS6236178B2 JP56183417A JP18341781A JPS6236178B2 JP S6236178 B2 JPS6236178 B2 JP S6236178B2 JP 56183417 A JP56183417 A JP 56183417A JP 18341781 A JP18341781 A JP 18341781A JP S6236178 B2 JPS6236178 B2 JP S6236178B2
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JP
Japan
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tube
eluent
liquid
background
temperature
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JP56183417A
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Japanese (ja)
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Takeshi Murayama
Tamizo Matsura
Setsuo Muramoto
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YOKOKAWA DENKI KK
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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、イオンクロマトグラフにおけるバツ
クグランド除去装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a background removal device for an ion chromatograph.

(従来の技術) イオンクロマトグラフイは、1975年H.Smallら
によつて発表された主として無機イオンを分析す
る手法たる高速液体クロマトグラフイの呼称
(Anal.Chem.47、1801(1975))であり、既に実
用化されて、環境試料や生体試料の分析若しくは
各種プロセスの管理分析等に広く利用されてい
る。第1図は、このようなイオンクロマトグラフ
イを装置化したイオンクロマトグラフの基本構成
を示す説明図である。この図において、イオンク
ロマトグラフは、溶離液となるNaOHを貯溜する
溶離液槽1と、槽1の溶離液を試料注入弁3へ圧
送するポンプ2と、所定量のサンプル液を採取す
ると共に、採取されたサンプル液を溶離液で分離
カラム4へ搬送する試料注入弁3と、陽イオン交
換樹脂に陰イオン交換樹脂を静電的に結合させて
全体として陰イオン型となるように調整した樹脂
が充填されて成り、注入された流体に含まれる各
イオン種を分離溶出する分離カラム4と、強酸性
陽イオン交換樹脂が充填されて成り、溶離液のイ
オンを捕獲するバツクグランド除去カラム5(以
下、BSCという)と、BSC5から流出される流体
をセル内に導入し、電導度を測定する電導度計6
とを有する。
(Prior art) Ion chromatography is the name of high-performance liquid chromatography, which is a method for mainly analyzing inorganic ions, announced by H. Small et al. in 1975 (Anal. Chem. 47, 1801 (1975)). It has already been put into practical use and is widely used for analysis of environmental samples and biological samples, management analysis of various processes, etc. FIG. 1 is an explanatory diagram showing the basic configuration of an ion chromatograph that is a device for such ion chromatography. In this figure, the ion chromatograph includes an eluent tank 1 that stores NaOH as an eluent, a pump 2 that pumps the eluent in the tank 1 to a sample injection valve 3, and a predetermined amount of sample liquid. A sample injection valve 3 that transports the collected sample liquid to the separation column 4 using an eluent, and a resin that is adjusted to be anionic as a whole by electrostatically bonding an anion exchange resin to a cation exchange resin. a separation column 4, which is filled with ions and separates and elutes each ion species contained in the injected fluid; and a background removal column 5, which is filled with a strongly acidic cation exchange resin and captures ions in the eluent. (hereinafter referred to as BSC) and a conductivity meter 6 that measures the conductivity by introducing the fluid flowing out from the BSC 5 into the cell.
and has.

上記構成をなすイオンクロマトグラフにおける
課題は、BSCにある。
The problem with the ion chromatograph having the above configuration lies in the BSC.

その一つに、通常の分析条件にて、8〜10時間
に、BSCの再生操作を必要とする点にある。BSC
は溶離液のイオンを捕獲し、溶離液のイオンによ
る電導度計のバツクグランドを低くし、測定イオ
ンの検出感度を向上させるために設けたものであ
るが、BSCは時間の経過につれてその機能を低下
する。それは、カラム内で(1)式に基く反応がなさ
れ、イオン交換樹脂がH型からNa型に移行して
ゆくためである。
One of them is that the BSC needs to be regenerated every 8 to 10 hours under normal analysis conditions. BSC
BSC was designed to capture ions in the eluent, lower the background of the conductivity meter due to ions in the eluent, and improve the detection sensitivity of the measured ions, but the BSC's function has deteriorated over time. descend. This is because a reaction based on formula (1) takes place in the column, and the ion exchange resin shifts from H type to Na type.

NaOH(溶離液)+強Resin−H+(BSC)→ Resin−Na+H2O (1) 全てのイオン交換樹脂がNa型になると、もは
や(1)式に基く反応が進まなくなり、電導度計にお
けるベースラインが上昇すると共に、各陰イオン
に対する増幅機能を失うことになる。このため、
従来のイオンクロマトグラフは、定められた時間
間隔で、BSCに1N〜3N HClを流してその機能を
再生する操作を行うようになつている。勿論、濃
度の高い溶離液を高流量で流す必要のある分析条
件では、上記再生操作間隔は短く、1〜2時間毎
になることもある。
NaOH (eluent) + strong Resin-H + (BSC) → Resin-Na + H 2 O (1) When all the ion exchange resin becomes Na type, the reaction based on equation (1) no longer progresses, and the As the baseline increases, the amplification function for each anion will be lost. For this reason,
Conventional ion chromatographs operate by flowing 1N to 3N HCl through the BSC at predetermined time intervals to regenerate its function. Of course, under analysis conditions that require high-concentration eluent to flow at a high flow rate, the regeneration operation interval is short, and may be every 1 to 2 hours.

他の一つは、BSCに分離カラムから溶出された
流体を通過させると、ピーク形状が崩れる点にあ
る。これは、BSCが3〜6mm(内径)×10〜50cm
の管理の中にイオン交換樹脂を充填した構成であ
ることに起因している。
Another problem is that when the fluid eluted from the separation column is passed through the BSC, the peak shape collapses. This means that BSC is 3~6mm (inner diameter) x 10~50cm
This is due to the structure in which ion-exchange resin is filled in the ion exchange resin.

最近、上記問題点を解決せんとして開発された
バツクグランド除去装置が発表された(Anal.
Chem.1981、53、1488―1492)。それによると、
バツクグランド除去装置の主要部は、第2図に示
すように、2個のチーズユニオン51及び52
と、センタチユーブ53と、8本のポリエチレン
製イオン交換膜チユーブ54(長さ約1.8m、内
径300μm、外径380μm)と、溶離液流入口チユ
ーブ55と、溶離液流出口チユーブ56と、再生
液入口チユーブ57と、再生液流出口チユーブ5
8とを有し、分離カラムで分離された目的成分を
含む溶離液(0.003M NaHCO3/0.0024M
Na2CO3)を、溶離液流入口チユーブ55→イオン
交換膜チユーブ54の中空部→溶離液流出口チユ
ーブ56の方向で約64ml/hで流すと共に、再生
液(0.02N H2SO4)を、再生流入口チユーブ57
→イオン交換膜チユーブ54の外側→再生液流出
口チユーブ58の方向で約64ml/hで流すように
なつている。
Recently, a background removal device developed to solve the above problems was announced (Anal.
Chem.1981, 53, 1488-1492). according to it,
The main parts of the background removal device are two cheese unions 51 and 52, as shown in FIG.
, a center tube 53, eight polyethylene ion exchange membrane tubes 54 (length approximately 1.8 m, inner diameter 300 μm, outer diameter 380 μm), an eluent inlet tube 55, an eluent outlet tube 56, and a regenerating tube. Liquid inlet tube 57 and regeneration liquid outlet tube 5
8, and the eluent containing the target component separated by the separation column (0.003M NaHCO 3 /0.0024M
Na 2 CO 3 ) is flowed at a rate of about 64 ml/h in the direction of eluent inlet tube 55 → hollow part of ion exchange membrane tube 54 → eluent outlet tube 56, and regenerant (0.02NH 2 SO 4 ) , regeneration inlet tube 57
The flow rate is approximately 64 ml/h in the direction of →outside of the ion exchange membrane tube 54 →regeneration liquid outlet tube 58.

第3図は、上記バツクグランド除去装置を用い
たイオンクロマトグラフイーにおけるクロマトグ
ラムである。サンプルとして、3.3ppmF-
4ppmCl-、20ppmNO2 -、54ppmPO4 3-
10ppmBr-、34ppmNO3 -及び54ppmSO4 2-から成
る標準液が用いられている。
FIG. 3 is a chromatogram obtained by ion chromatography using the background removing apparatus described above. As a sample, 3.3ppmF - ,
4ppmCl- , 20ppmNO2- , 54ppmPO43- ,
A standard solution consisting of 10 ppm Br - , 34 ppm NO 3 - and 54 ppm SO 4 2- is used.

上記のように、新規なバツクグランド除去装置
はイオン交換膜チユーブ54の外側に再生液を流
すことによつて、クロマトグラムのバツクグラン
ド除去できるので、BSCを用いた従来装置に比べ
て、保守工数が軽減される。
As mentioned above, the new background removal device can remove the background of the chromatogram by flowing the regenerating liquid outside the ion exchange membrane tube 54, so it requires less maintenance man-hours than the conventional device using BSC. is reduced.

しかし、上記バツクグランド除去装置は、第3
図に示すように、ピーク幅の広がりがかなりあ
り、7成分のイオンの分離に20分も要している。
又、上記装置は、第4図及び第5図に示すよう
に、同一濃度におけるピーク高さが、BSCを用い
た従来装置より低く、感度が悪くなつている。即
ち、第4図は、Cl-濃度・ピーク高さ特性図、第
5図は、Br-濃度・ピーク高さ特性図であり、各
図において、グラフaは上記バツクグランド除去
装置による特性、グラフb及びcは、従来の9φ
×110mmBSC及び2.8φ×300mmBSCによる特性を
示す。
However, the background removal device described above is
As shown in the figure, the peak width was considerably broadened, and it took 20 minutes to separate the seven component ions.
In addition, as shown in FIGS. 4 and 5, the above device has a lower peak height at the same concentration than the conventional device using BSC, resulting in poor sensitivity. That is, Fig. 4 is a Cl - concentration/peak height characteristic diagram, and Fig. 5 is a Br - concentration/peak height characteristic diagram. b and c are conventional 9φ
Characteristics of ×110mmBSC and 2.8φ×300mmBSC are shown.

このように、上記バツクグランド除去装置が、
BSCより特性的に劣るのは、イオン交換膜チユー
ブ54の構成及び再生液によるものと思われる。
即ち、ピーク幅の広がりは、各イオン交換膜チユ
ーブにおける溶離液の流速が均一でないことに起
因しており、ベースラインの不安定さは、再生液
のH2SO4が、イオン交換作用だけでなく、H2SO4
自身の漏れ(拡散透過)がかなり大きいことによ
るものと思われる。
In this way, the background removal device described above
It is believed that the characteristics are inferior to BSC due to the structure of the ion exchange membrane tube 54 and the regeneration liquid.
In other words, the broadening of the peak width is due to the fact that the flow rate of the eluent in each ion exchange membrane tube is not uniform, and the instability of the baseline is due to the fact that the H 2 SO 4 in the regeneration solution is affected only by the ion exchange action. H 2 SO 4
This seems to be due to the fact that its own leakage (diffuse transmission) is quite large.

(発明が解決しようとする問題点) 本発明はかかる状況に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、安定したベースラインでピーク
形状もくずれないクロマトグラムを保守工数をか
けることなく与えるようなバツクグランド除去装
置を提供することにある。
(Problems to be Solved by the Invention) The present invention has been made in view of the above situation, and its purpose is to provide a chromatogram with a stable baseline and a stable peak shape without requiring maintenance work. An object of the present invention is to provide a background removal device.

(問題点を解決する具体的な手段) 上述のような問題点を解決する本発明の特徴
は、バツクグランド除去装置において、1本の陽
イオン交換膜チユーブでなる第1チユーブと該チ
ユーブを互いの中心軸が一致するようにして内在
させているイオン交換組成物でない液密閉構造の
チユーブでなる第2チユーブとの間に適度の間隔
を設けて形成され前記陽イオン交換膜の壁を共有
するようにして内室と外室が構成されこれら各室
と外部とを連通する各導出入口が設けられた二重
管と、該二重管の温度を所定温度に制御する手段
と、前記分離カラムで分離溶出された成分を含む
溶離液を前記内室に所定流量で流す手段と、解離
度が高く且つH+イオンの対陰イオンが大きい強
酸のスキヤベンジヤ液を前記二重管の他方の室に
所定流量で流す手段とを設けたことにある。
(Specific Means for Solving the Problems) A feature of the present invention that solves the above-mentioned problems is that in the background removal device, the first tube made of one cation exchange membrane tube and the first tube are connected to each other. The cation exchange membrane is formed with an appropriate distance between the tube and the second tube, which is a liquid-tight structure tube that does not contain an ion exchange composition, so that the central axes of the cation exchange membrane coincide with each other, and share the wall of the cation exchange membrane. A double tube configured with an inner chamber and an outer chamber and provided with respective inlets and outlets communicating these chambers with the outside, means for controlling the temperature of the double tube to a predetermined temperature, and the separation column. means for flowing an eluent containing the components separated and eluted in the inner chamber at a predetermined flow rate, and a scavenge liquid of a strong acid with a high degree of dissociation and a large counter anion to the H + ion into the other chamber of the double tube. The reason is that a means for causing the flow to flow at a predetermined flow rate is provided.

(実施例) 以下、図面を参照し、本発明について詳しく説
明する。
(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第6図イ及びロ(イのA―A断面図)は、本発
明の一実施例によるバツクグランド除去装置の構
成説明図である。
FIGS. 6A and 6B (A--A sectional view in A) are explanatory diagrams of the configuration of a background removing device according to an embodiment of the present invention.

装置7は、例えば内径0.4mm、外径約0.55mm、
長さ約5mの陽イオン交換膜チユーブ71、例え
ば、Nafionチユーブ(商品名、Du.Pont社)及び
そのチユーブ71を内在する内径約1.0mmの可撓
性チユーブ72、例えば、テフロンチユーブ(商
品名、Du Pont社)を用い、各チユーブ間に適度
の間隔を設けて二重管を形成し、その二重管の両
端を蓋73及び74で閉塞して独立した溶離液室
75及びスキヤベンジヤ液室76を形成すると共
に、各室と外部とを連通する穴75a,75b,
76a及び76bを設けた構成となつている。
For example, the device 7 has an inner diameter of 0.4 mm, an outer diameter of about 0.55 mm,
A cation exchange membrane tube 71 with a length of about 5 m, for example, a Nafion tube (trade name, Du.Pont), and a flexible tube 72 with an inner diameter of about 1.0 mm containing the tube 71, for example, a Teflon tube (trade name). , Du Pont Co.), a double tube is formed with appropriate spacing between each tube, and both ends of the double tube are closed with lids 73 and 74 to create an independent eluent chamber 75 and a scavenge chamber. Holes 75a, 75b, which form a hole 76 and communicate each chamber with the outside.
76a and 76b are provided.

このようなバツクグランド除去装置7は、通
常、第1図に示したような分離カラム4、電導度
計6と共に恒温槽内に設置され所定の温度の下
に、分離カラム4から溶出される流体を、穴75
a→室75→穴75bの方向で流し、スキヤベン
ジヤ液を、穴76b→室76→穴76aの方向で
流すようになつている。
Such a background removal device 7 is usually installed in a constant temperature bath together with a separation column 4 and a conductivity meter 6 as shown in FIG. , hole 75
The scavenge liquid is made to flow in the direction of a→chamber 75→hole 75b, and the scavenge liquid flows in the direction of hole 76b→chamber 76→hole 76a.

次に、上記バツクグランド除去装置の動作につ
いて説明する。
Next, the operation of the background removing device will be explained.

いま、0.004M Na2CO3/0.004M NaCO3溶離液
を、約2.0ml/minの流量で、サンプル導入装置
3→分離カラム4→バツクグランド除去装置7の
溶離液室75→電導度計6のセル→排出系の方向
で流すと共に、ドデシルベンゼンスルホン酸(以
下DBSと言う)のスキヤベンジヤ液を、約2.0
ml/minの流量で、バツクグランド除去装置7の
スキヤベンジヤ液室76→排出系の方向で流す。
Now, the 0.004M Na 2 CO 3 /0.004M NaCO 3 eluent is introduced at a flow rate of approximately 2.0ml/min into the sample introduction device 3 → separation column 4 → eluent chamber 75 of the background removal device 7 → conductivity meter 6. At the same time, the scavenge liquid of dodecylbenzenesulfonic acid (hereinafter referred to as DBS) is passed from the cell to the discharge system at a rate of approximately 2.0
It flows at a flow rate of ml/min in the direction from the scavenger liquid chamber 76 of the background removal device 7 to the discharge system.

上記状態において、第1図に示したようなサン
プル導入装置3から、Cl-100mg/(ppm)、
NO3 -100mg/(ppm)及びSO4 2-100mg/
(ppm)の各イオン種を含むサンプル液100μ
を溶離液の中に注入する。
In the above state, Cl - 100mg/(ppm),
NO 3 - 100mg/(ppm) and SO 4 2- 100mg/
(ppm) of sample solution containing each ion species 100μ
into the eluent.

第7図は、分離カラム4の出口における上記サ
ンプルによるクロマトグラムである。即ち、
0.004M Na2CO3/0.004M NaHCO3の電導度約
1550μs/cmがベースラインとなり、陽イオン
(測定陰イオンがNaであればNa+、KであればK+
など)、Cl-、NO3 -、SO4 2-の順に現われる。実際
には、各陰イオン種は、溶離液中のNa+と会合
し、Cl-はNaCl、NO3 -はNaNO3、SO4 2-
Na2SO4の各塩となり、これらが0.004M
Na2CO3/0.004M NaHCO3中に含まれた形をなし
て溶出されるので、例えば、Cl-のピークで電導
度変化は約25μ/cmである。
FIG. 7 is a chromatogram of the sample at the outlet of separation column 4. That is,
Approximate conductivity of 0.004M Na 2 CO 3 /0.004M NaHCO 3
1550 μs/cm is the baseline, and cations (Na + if the measured anion is Na, K + if the measured anion is K)
), Cl - , NO 3 - , SO 4 2- appear in this order. In reality, each anionic species associates with Na + in the eluent, Cl - with NaCl, NO 3 - with NaNO 3 , SO 4 2- with
Each salt of Na 2 SO 4 is 0.004M
Since it is eluted in the form contained in Na 2 CO 3 /0.004M NaHCO 3 , for example, the conductivity change at the Cl peak is about 25 μ/cm.

このように分離溶出された各イオン種が、バツ
クグランド除去装置7の中で、以下の動作を行
い、第8図に示すクロマトグラムを得る。
Each of the ion species separated and eluted in this manner undergoes the following operations in the background removal device 7 to obtain the chromatogram shown in FIG.

スキヤベンジヤ液DBSは、第6図イに示すよう
に、H+とDBS-になつてスキヤベンジヤ液室76
を通過中、陽イオン交換組成物であるチユーブ7
1の壁において、陽イオン交換基をH+に置換す
る動作が継続してなされ、チユーブ71は、いわ
ゆるH型陽イオン交換組成物になつている。この
チユーブ71の壁に、分離カラム4で分離溶出さ
れた各イオン種を含む溶離液が接触し、(2)式の反
応がなされ、溶離液中のNa+は、チユーブ71の
H+と入れ替り、溶離液は、H2CO3となる。
The scavenge liquid DBS becomes H + and DBS - as shown in FIG.
During passage through tube 7, the cation exchange composition
The operation of substituting the cation exchange groups with H + on the wall of the tube 71 continues, and the tube 71 becomes a so-called H-type cation exchange composition. The eluate containing each ion species separated and eluted in the separation column 4 comes into contact with the wall of this tube 71, and the reaction of equation (2) takes place, and the Na + in the eluate is removed from the tube 71.
It replaces H + and the eluent becomes H 2 CO 3 .

この反応によつて溶離液の電導度は、約1550μ
s/cmから10〜15μs/cmになり、クロマトグラ
ムのバツクグランドが極めて小さくなる。
Due to this reaction, the electrical conductivity of the eluent is approximately 1550 μ
s/cm to 10 to 15 μs/cm, and the background of the chromatogram becomes extremely small.

一方、チユーブ71の壁に入つたNa+は、スキ
ヤペンジヤ液中のNa+濃度がほとんど零なので、
壁中を拡散によつてスキヤベンジヤ液の方へ移動
し、スキヤベンジヤ液との接触面に達する。そし
て、スキヤベンジヤ液が比較的高濃度なDBS溶液
なので、(3)式の反応がなされ、チユーブ71の壁
内のNa+はスキヤベンジヤ液中のH+と置換される
(この反応は、イオン交換樹脂を用いた純水製造
装置におけるイオン交換樹脂の再生時にみられる
反応と同一である。
On the other hand, the Na + that entered the wall of the tube 71 is because the Na + concentration in the skip gear fluid is almost zero.
It moves by diffusion through the wall towards the scavenging liquid and reaches the contact surface with the scavenging liquid. Since the scavenge liquid is a DBS solution with a relatively high concentration, the reaction of equation (3) takes place, and the Na + in the wall of the tube 71 is replaced with H + in the scavenge liquid (this reaction is caused by the ion exchange resin This reaction is the same as that seen when regenerating ion exchange resin in a water purification system using

Resin−Na++DBS→Resin−H++DBS−Na (3) 同様に、上記溶離液中の以外の陽イオンも、
チユーブ71の壁の中を拡散によつて移動し、ス
キヤベンジヤ液との接液面に達する。移動してき
た陽イオンは、連続した流れとなつているスキヤ
ベンジヤ液によつて持ち去られ、室外に排出され
るので、室内に蓄積することがない。このため、
チユーブ71の壁における拡散速度は低下しな
い。即ち、陽イオン交換組成物から成るチユーブ
71は、常に、スキヤベンジヤ液によつて再生さ
れることになる(H型になつている)。
Resin−Na + +DBS→Resin−H + +DBS−Na (3) Similarly, cations other than + in the above eluent also
It moves through the wall of the tube 71 by diffusion and reaches the surface in contact with the scavenge liquid. The transferred cations are carried away by the continuous flow of scavenge fluid and discharged outside, so they do not accumulate inside the room. For this reason,
The diffusion rate on the walls of tube 71 is not reduced. That is, the tube 71 consisting of the cation exchange composition will always be regenerated by the scavenge fluid (in H type).

また、分離カラム4で分離溶出される陰イオン
種は、前述のように、NaCl、NaNO3、Na2SO4
形となつて溶離液室75に入り、(4)式、(5)式及び
(6)式の反応をする。
In addition, the anion species separated and eluted in the separation column 4 enter the eluent chamber 75 in the form of NaCl, NaNO 3 and Na 2 SO 4 as described above, and enter the eluent chamber 75 in the form of equations (4) and (5). as well as
Perform the reaction of equation (6).

NaCl+Resin−H+→HCl+Resin−Na+ (4) NaNO3+Resin−H+→HNO3+Resin−Na+ (5) NaSO4+Resin−2H+→H2SO4+Resin−2Na+ (6) このように、溶離液が(2)式の反応によつて
H2CO3に変ると共に、各イオン種も(4)式〜(6)式の
反応をなしてNa塩の形から酸の形に変るため、
バツクグランド除去装置7を通過した流体のクロ
マトグラムは、第8図のように、ベースラインが
非常に低く安定し、かつ、陽イオンのピーク形状
が消失し、陰イオン種のピーク形状が大きいもの
となる(一般に、溶液の電導度は塩型よりも酸型
の方が高い)。即ち、バツクグランド除去装置に
おいて、陰イオン種の電導度の増幅作用がなされ
る。したがつて、上記バツクグランド除去装置
は、BSCや第2図の公知のバツクグランド除去装
置よりも、感度的に優れた特性を有するものとな
る。
NaCl+Resin−H + →HCl+Resin−Na + (4) NaNO 3 +Resin−H + →HNO 3 +Resin−Na + (5) NaSO 4 +Resin−2H + →H 2 SO 4 +Resin−2Na + (6) In this way, The eluent is caused by the reaction of equation (2).
At the same time as it changes to H 2 CO 3 , each ionic species also undergoes the reactions of formulas (4) to (6) and changes from the Na salt form to the acid form.
As shown in Figure 8, the chromatogram of the fluid that has passed through the background removal device 7 has a very low and stable baseline, the peak shape of cations has disappeared, and the peak shape of anion species has a large shape. (Generally, the conductivity of the solution is higher in the acid type than in the salt type). That is, in the background removing device, the conductivity of the anion species is amplified. Therefore, the background removing device described above has a characteristic superior in sensitivity than the BSC or the known background removing device shown in FIG.

ところで、上記動作は、恒温槽の設定温度を約
40℃にして行われているが、設定温度を40℃にし
た根拠は次の通りである。
By the way, the above operation reduces the set temperature of the thermostat to approximately
The temperature is set at 40℃, but the rationale for setting the temperature at 40℃ is as follows.

第6図に示した前述のバツクグランド除去装置
7において、装置の温度が高くなると、チユーブ
71を介してスキヤベンジヤ液室76から溶離液
室75に漏れる酸の量が多くなつて、バツクグラ
ンドが高くなり、検出信号のS/N比が悪化す
る。例えば、50℃におけるバツクグランドは、40
℃におけるものの約1.5倍になる。又、温度が高
くなると、Na2CO3やNaHCO3からCO2が発生し
やすくなり、発生したCO2(気泡)は電導度計6
の測定を不安定にする。
In the aforementioned background removing device 7 shown in FIG. 6, when the temperature of the device increases, the amount of acid leaking from the scavenge liquid chamber 76 to the eluent chamber 75 through the tube 71 increases, resulting in a high background. Therefore, the S/N ratio of the detection signal deteriorates. For example, the background at 50℃ is 40
It is about 1.5 times that at ℃. Also, as the temperature rises, CO 2 is more likely to be generated from Na 2 CO 3 and NaHCO 3 , and the generated CO 2 (bubbles) can be measured with a conductivity meter 6.
destabilizes the measurement.

一方、装置7の温度が低くなると、チユーブ7
1の反応効率(イオン透過効率)が低下し、クロ
マトグラムにおけるピーク高さが十分に得ること
ができず、S/N比が悪化する。例えば温度が20
℃以下になると、反応効率が極端に悪くなる。
On the other hand, when the temperature of the device 7 becomes low, the tube 7
The reaction efficiency (ion permeation efficiency) of No. 1 decreases, a sufficient peak height in the chromatogram cannot be obtained, and the S/N ratio deteriorates. For example, the temperature is 20
When the temperature is below ℃, the reaction efficiency becomes extremely poor.

又、通常、イオンクロマトグラフの周囲温度
(実験室、研究室等の温度)は、5〜35℃内にあ
るので、恒温槽を40℃に制御することは容易であ
る。
Further, since the ambient temperature of an ion chromatograph (temperature in a laboratory, laboratory, etc.) is usually within a range of 5 to 35°C, it is easy to control the constant temperature bath to 40°C.

更に、40℃は、分離カラム4や電導度計6にと
つて、動作上好ましい温度である。
Furthermore, 40° C. is a preferable temperature for the separation column 4 and conductivity meter 6 in terms of operation.

上記に鑑みて、恒温槽の設定温度は40℃となつ
ている。
In view of the above, the temperature setting of the constant temperature bath is 40°C.

次に、バツクグランド除去装置7の流路の長さ
(以下、単に流路長と言う)5mについて説明す
る。
Next, the length of the flow path (hereinafter simply referred to as flow path length) of 5 m in the background removal device 7 will be explained.

本発明者らは、上記温度と同じように、流路長
も、バツクグランド除去装置の作用効果に大きく
関与することを、実験によつて知見した。
The present inventors have found through experiments that, like the above-mentioned temperature, the flow path length also greatly affects the effectiveness of the background removal device.

流路長に関する実験は、分離カラム4を具備し
ない第1図の装置において、BSC5を本発明によ
るバツクグランド除去装置を設置して行われた。
The experiment regarding the flow path length was carried out in the apparatus shown in FIG. 1 without the separation column 4, in which the BSC 5 was equipped with the background removing apparatus according to the present invention.

第9図は、バツクグランド除去特性図で、恒温
槽温度40℃、スキヤベンジヤ液(0.05M DBS)
流量2ml/minにおいて、溶離液流量をパラメー
タとして求めたものである。グラフa,b及びc
は、夫々、1ml/min、2ml/min、及び3ml/
minの溶離液を流して得たものである。第9図か
ら、流路長が4m乃至6mであれば、溶離液流量に
関係なく、バツクグランドが十分に除去され、ベ
ースラインが安定していることが分る。
Figure 9 is a background removal characteristic diagram, with constant temperature bath temperature 40℃ and scavenge liquid (0.05M DBS).
It was determined using the eluent flow rate as a parameter at a flow rate of 2 ml/min. graphs a, b and c
are 1ml/min, 2ml/min, and 3ml/min, respectively.
This was obtained by running min eluent. From FIG. 9, it can be seen that when the channel length is 4 m to 6 m, the background is sufficiently removed and the baseline is stable regardless of the eluent flow rate.

第10図及び第11図は、試料注入弁3から、
10ppmのCl-イオン100μを注入した時のクロ
マトグラムにおけるピーク面積−流路長特性図及
びピーク高さ−流路長特性図である。各図は、恒
温槽40℃、溶離液(0.004M Na2CO3/0.004M
NaHCO3)及びスキヤベンジヤ液の各流量2ml/
minにおいて、スキヤベンジヤ液の濃度をパラメ
ータにして求めたものである。グラフd及びeに
おけるスキヤベンジヤ液は、0.05M DBS及び
0.2M DBSである。各グラフから明らかなよう
に、ピーク面積−流路長特性及びピーク高さ−流
路長特性は、いずれも、流路長4m乃至6mで飽和
状態になつている。
10 and 11 show that from the sample injection valve 3,
They are a peak area-channel length characteristic diagram and a peak height-channel length characteristic diagram in a chromatogram when 100 μ of 10 ppm Cl ions were injected. Each figure shows a constant temperature bath at 40℃, an eluent (0.004M Na 2 CO 3 / 0.004M
Flow rate of each of NaHCO 3 ) and scavenge liquid: 2 ml/
min, the concentration of the scavenger liquid was used as a parameter. The scavenger fluids in graphs d and e are 0.05M DBS and
It is 0.2M DBS. As is clear from each graph, both the peak area-channel length characteristic and the peak height-channel length characteristic are saturated at a channel length of 4 m to 6 m.

以上の結果から、上記構成のバツクグランド除
去装置にあつては、温度を40℃、溶離液流量1〜
3ml/min、スキヤベンジヤ液流量約2ml/min
で使用する場合、その流路長が4m乃至6mであれ
ば、最も安定した特性を得ることが分る。
From the above results, in the background removal device with the above configuration, the temperature is 40°C and the eluent flow rate is 1 to 1.
3ml/min, scavenge liquid flow rate approx. 2ml/min
It can be seen that the most stable characteristics can be obtained when the flow path length is 4 m to 6 m when used in

又、スキヤベンジヤ液として、DBSと同様な性
状、即ち、解離度の高い強酸で(H+イオン供与
体としての酸となり得る)、かつ、H+イオンの対
陰イオンが大きい(濃度勾配があつても、チユー
ブ71を通り抜け難い)という特徴を有する溶
液、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸(アル
キル基として、ドデシル基など)高級アルコール
硫酸などやN―メチルタウリン酸を含む溶液を用
いても、上記したと同様な結果を得るものと考え
られる。
In addition, as a scavenge liquid, it has properties similar to DBS, that is, it is a strong acid with a high degree of dissociation (can act as an acid as an H + ion donor), and has a large counter anion to H + ions (there is a concentration gradient). Even if a solution containing alkylbenzenesulfonic acid (as an alkyl group, such as a dodecyl group), higher alcohol sulfuric acid, or N-methyltauric acid is used, the same result as described above can be used. It is thought that this will give good results.

更に、イオンクロマトグラフにおいて、分離カ
ラムの種類によつて溶離液が選択されるけれど
も、バツクグランド除去装置は、NaOH、フタル
酸水素カリウム、フタル酸等を溶離液とした場合
であつても、上記したと同様な結課を得るものと
考えられる。
Furthermore, in ion chromatography, the eluent is selected depending on the type of separation column, but the background removal device does not have the above-mentioned eluent even when NaOH, potassium hydrogen phthalate, phthalic acid, etc. are used as the eluent. It is thought that the same conclusion can be obtained as if the

以上詳しく説明したように、本発明によるバツ
クグランド除去装置は、陽イオン交換膜チユーブ
の中を陽イオンを通過させ、溶離液中のNa+とス
キヤベンジヤ液中のH+を入れ替えて、H+の供給
とNa+の除去作用を同時に行うので、スキヤベン
ジヤ液を流していれば、BSCのように、分析を中
断して再生操作を行う必要はない。
As explained in detail above, the background removal device according to the present invention allows cations to pass through the cation exchange membrane tube, replaces Na + in the eluent with H + in the scavenge liquid, and converts H + into Since the supply and removal of Na + are performed simultaneously, there is no need to interrupt the analysis and perform a regeneration operation as with BSC, as long as the scavenger fluid is flowing.

又、バツクグランド除去装置の流路の長さが
4m乃至6mあれば、バツクグランドの除去を十分
に行うことができると共に、クロマトグラムにお
けるピーク面積やピーク高さを安定な状態で検出
することができる。
Also, the length of the flow path of the background removal device is
With a length of 4 m to 6 m, background can be sufficiently removed and the peak area and peak height in the chromatogram can be detected in a stable state.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、従来のイオンクロマトグラフの基本
構成説明図、第2図は、公知のバツクグランド除
去装置の主要部の構成説明図、第3図は、公知の
バツクグランド除去装置を有するイオンクロマト
グラフにおけるクロマトグラム、第4図及び第5
図は、公知のバツクグランド除去装置におけるピ
ーク高さ・濃度特性図、第6図は、本発明の一実
施例によるバツクグランド除去装置の主要部の構
成説明図、第7図乃至第9図は、本発明によるバ
ツクグランド除去装置による除去効果の説明図、
第10図及び第11図は、本発明によるバツクグ
ランド除去装置におけるクロマトグラムのピーク
面積・流路長特性図及びピーク高さ・流路長特性
図である。 7…バツクグランド除去装置、71…陽イオン
交換膜チユーブ、72…テフロンチユーブ、75
…溶離液室、76…スキヤベンジヤ室。
FIG. 1 is an explanatory diagram of the basic configuration of a conventional ion chromatograph, FIG. 2 is an explanatory diagram of the configuration of the main parts of a known background removing device, and FIG. 3 is an illustrative diagram of the basic configuration of a conventional ion chromatograph. Chromatograms in graphs, Figures 4 and 5
The figure is a peak height/concentration characteristic diagram in a known background removing device, FIG. 6 is an explanatory diagram of the configuration of the main parts of a background removing device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 7 to 9 are , an explanatory diagram of the removal effect by the background removal device according to the present invention,
10 and 11 are a peak area/channel length characteristic diagram and a peak height/channel length characteristic diagram of a chromatogram in the background removal apparatus according to the present invention. 7... Background removal device, 71... Cation exchange membrane tube, 72... Teflon tube, 75
...Eluent chamber, 76...Scavenger chamber.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 イオンクロマトグラフにおける分離カラムの
後段に接続して装着されるバツクグランド除去装
置において、1本の陽イオン交換膜チユーブでな
る第1チユーブと該チユーブを互いの中心軸が一
致するようにして内在させているイオン交換組成
物でない液密閉構造のチユーブでなる第2チユー
ブとの間に適度の間隔を設けることにより前記陽
イオン交換膜の壁を共有するようにして内室と外
室が構成されこれら各室と外部とを連通する各導
出入口が設けられた長さ4m乃至6mの二重管と、
該二重管の温度を所定温度に制御する手段と、前
記分離カラムで分離溶出された成分を含む溶離液
を前記内室に所定流量で流す手段と、解離度が高
く且つH+イオンの対陰イオンが大きい強酸のス
キヤベンジヤ液を前記二重管の他方の室に所定流
量で流す手段とを具備することを特徴とするバツ
クグランド除去装置。 2 前記温度制御手段の設定温度は、40℃である
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項のバツク
グランド除去装置。 3 前記溶離液は、0.004Mの炭酸ナトリウムと
0.004Mの炭酸水素ナトリウムの混合液であり、
スキヤベンジヤ液は、0.05Mのドデシルベンゼン
スルホン酸であることを特徴とする特許請求の範
囲第1項のバツクグランド除去装置。 4 前記溶離液及びスキヤベンジヤ液夫々の流量
は、2ml/minであることを特徴とする特許請求
の範囲第3項のバツクグランド除去装置。
[Scope of Claims] 1. In a background removal device that is connected to and installed at the latter stage of a separation column in an ion chromatograph, a first tube consisting of a single cation exchange membrane tube and the tube are arranged so that their central axes are aligned with each other. The inner chamber is made to share the wall of the cation exchange membrane by providing an appropriate space between the second tube, which is a liquid-tight structure tube that does not contain the ion exchange composition contained therein. A double pipe with a length of 4 m to 6 m, which has an outer chamber and is provided with an outlet and an outlet that communicates each of these chambers with the outside,
means for controlling the temperature of the double tube to a predetermined temperature; means for flowing an eluent containing the components separated and eluted in the separation column into the inner chamber at a predetermined flow rate ; 1. A background removal device comprising means for flowing a strong acid scavenge liquid containing large anions into the other chamber of the double pipe at a predetermined flow rate. 2. The background removing device according to claim 1, wherein the set temperature of the temperature control means is 40°C. 3 The eluent was 0.004M sodium carbonate and
It is a mixture of 0.004M sodium bicarbonate,
2. The background removing device according to claim 1, wherein the scavenge liquid is 0.05M dodecylbenzenesulfonic acid. 4. The background removing device according to claim 3, wherein the flow rates of the eluent and the scavenge liquid are 2 ml/min.
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JPS5471783A (en) * 1977-11-18 1979-06-08 Daiwa Riken Kougiyou Yuugen Filtration apparatus for oil containing waste water
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