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离子色谱仪检定新方法探索(一)——四元梯度泵

  • 枫栩轩怡
    2016/09/20
  • 私聊

离子色谱(IC)

  • 离子色谱仪检定新方法探索

    ——四元梯度泵

    目前离子色谱仪器有国家标准的验证方法,但要求低,适合国产低端设备,对高端和特殊的仪器则没有做出明确的要求。本课题组在现有的国家标准的基础上,对离子色谱的各种部件(尤其是进口的),建立全新的检定方法。对现有国标的检定方法进行一定的修改和补充。
    在JJG823-2014《离子色谱仪检定规程》中对于泵的检定包括三个方面,包括泵耐压检定、泵流量设定值误差、泵流量稳定性,只需要进行首次检定,不包括后续检定和使用中检定。而我们认为对于泵的检定还需要加入对其梯度设置精度的检定,在戴安公司离子色谱仪出厂检定标准中加入了这一检定方法。
    JJG705-2014《液相色谱仪检定规程》与JJG823-2014《离子色谱仪检定规程》对比,该检定规程中对泵的检定增加了对其梯度精度的要求,其中规定最大允许误差Ge为±3%。本课题组在检定离子色谱仪的四元peek泵时,借鉴了这一检测方法,流路A流动相为超纯水,其他流路均为0.1%的丙酮水溶液。将泵与检测器连接(不接色谱柱),开机后以流路A中溶剂冲洗系统,基线平稳后开始执行梯度程序,记录其他流路溶剂从0%到100%的梯度变化曲线。重复测试,并依据相关公式计算出每一段的梯度误差Gi。
    我们的实验方法也是在这一方法的基础上进行改进,但是不仅是局限于紫外检测器。由于现有的离子色谱用户中,电导检测器更加普遍,所以需要开发一个新的利用电导检测器的检定方法。在本课题中主要是采用电导检测器,以及二者串联的方式,对四元泵的梯度设置精度进行检定。

    1 实验部分
    1.1 实验仪器

    分析泵;peek泵;电导检测器;紫外可见检测器
    1.2 试剂
    0.1%丙酮溶液;100mg/L NO3-溶液(KNO3)
    1.3 紫外可见检测器检定四元泵
    分模块检定的过程中,在configuration中只需要将泵和紫外可见检测器接入到系统中。A流路流动相为超纯水,B、C、D三个流路均为0.1%的丙酮溶液。每次检定只进行两个流路,将A与其他三个流路两两混合。流路连接如图1所示。

    开机后以流路A中溶剂冲洗系统,基线平稳后开始执行梯度程序,记录其他流路溶剂从0%到100%的梯度变化曲线。采用梯度变化方式,如图2所示。

    设置紫外可见检测器波长为254nm,流动相流速为1mL/min。根据上述设计方案进行实验。这个方法是液相色谱泵的标准的方法。
    1.4 电导检测器紫外可见检测器串联检定四元泵
    本实验共对三个泵进行了梯度精度检定,使用了100mg/L NO3-溶液(KNO3)。分模块检定的过程中,在configuration中只需要将泵,电导检测器和紫外可见检测器接入到系统中。A流路流动相为超纯水,B、C、D三个流路均为100mg/L KNO3溶液。每次检定只进行两个流路,将A与其他三个流路两两混合。流路连接如图3所示。

    开机后以流路A中溶剂冲洗系统,基线平稳后开始执行梯度程序,记录其他流路溶剂从0%到100%的梯度变化曲线。



    经过实验条件的更换尝试,发现紫外可见检测器波长设置为230nm时,紫外可见检测器信号基本与电导检测器信号大小相当,实验效果最佳。所以,设置紫外可见检测器波长为230nm,流动相流速为1mL/min。根据上述设计方案进行实验。

    2 紫外检测器检定四元泵比例阀
    2.1 0.1%丙酮溶液

    流动相为0.1%丙酮溶液,流速为1mL/min,紫外可见检测器波长为254nm。图4为AB两流路20%等度混合时的紫外可见检测器信号谱图。表1为流路梯度变化对照表。

    表1 梯度变化与信号变化对照表

    梯度变化

    20%

    20%

    20%

    20%

    20%

    平均值

    RSD

    信号变化

    37.45

    38.33

    38.28

    37.47

    37.90

    37.89

    1.12%


    由上述计算结果可知,泵梯度改变20%时,信号的变化值为37.89左右。计算得RSD为1.12%,说明该泵的梯度准确度很高。

    3 电导检测器紫外可见检测器串联检定四元泵
    3.1 100mg/L NO3-(KNO3

    流动相为100mg/L NO3-(KNO3)溶液,流速为1mL/min。图5为AB两流路20%等度混合时的电导检测器信号谱图。图6为AB两流路20%等度混合紫外检测器信号谱图,表2、表3分别为流路梯度变化对照表。

    表2 梯度变化与信号变化对照表

    梯度变化

    20%

    20%

    20%

    20%

    20%

    平均值

    RSD

    信号变化

    30.69

    31.59

    31.23

    30.99

    32.33

    31.37

    1.85%

    表3 梯度变化与信号变化对照表



    梯度变化

    20%

    20%

    20%

    20%

    20%

    平均值

    RSD

    信号变化

    19.40

    19.42

    19.50

    19.64

    20.12

    19.62

    1.51%



    由上述计算结果可知,泵梯度改变20%时,信号的变化值为31.37左右。计算得RSD为1.85%,说明该泵的梯度准确度很高。
    由电导检测器的检定结果与紫外检测器的检定结果可知,在100mg/LNO3-溶液作为流动相时,电导检测器信号值与紫外可见检测器信号值相当,在电导检测器的线性范围内,所以在泵的检定中可以替代紫外可见检测器的作用,其检定结果精准可靠,解决了无紫外检测器泵梯度检定的难题。
    三个实验结果使用了三台不同的电导检测器,由于参数不同,相同浓度溶液检定所得电导信号存在一定的差异,但是并不会影响对离子色谱四元泵比例阀的准确度检定。
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  • 啊啊啊

    第1楼2016/09/21

    看楼主连续发了几个关于离子色谱仪器检定的原创,貌似是计量院的又不太像,难道想给计量检定规程修订做些工作?
    个人认为计量检定规程一定是落后于技术发展的,做为国家级的计量检定规程,其所规定的应该是通用的、保障仪器基本性能的指标测试检定,而不应该去追求所谓的高、新,更不应该规定一些不切实际的测试方法。国家计量检定规程是服务于本类型仪器,而不是设置技术壁垒,给部分厂家打广告。

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  • 枫栩轩怡

    第2楼2016/09/21

    现存国家标准主要是对国产仪器的量身定做的,要求较低。对进口高端仪器由于没有国内相似的部件,就不考虑了。我们只是从学术的角度去分析研究探讨。

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  • zyl3367898

    第3楼2016/10/09

    应助达人

    根据信号变化看梯度变化,是计量检定用的吗?

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  • 我是风儿

    第4楼2016/10/11

    应助达人

    感觉好高大上的样子

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