CN101044399A

CN101044399A - 毛细管离子色谱

Info

Publication number: CN101044399A
Application number: CNA2005800358735A
Authority: CN
Inventors: 刘延; V·M·B·巴雷托; C·A·波尔; N·阿夫达洛维克
Original assignee: Dionex Corp
Current assignee: Dionex Corp
Priority date: 2004-09-16
Filing date: 2005-09-15
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2025-09-15
Also published as: US20120228227A1; US20130180922A1; CN101044399B; US9283495B2; KR20070053344A; CA2579821A1; AU2005286938A1; JP5055121B2; AU2005286938B2; JP2011232351A; US8415168B2; WO2006034182A1; EP1789780B1; EP1789780A1; JP5801126B2; KR101256401B1; JP2008513790A; US20060057733A1; US8216515B2

Abstract

本发明涉及用于毛细管离子色谱的设备，其包括抑制器，该抑制器包括在外壳中的流通式离子交换填充物和由选择透过性离子交换膜形成的毛细管(32)，并且该毛细管至少部分置于所述离子交换填充物中。另外还包括再循环导管(38)，用于将来自检测器(34)的含水液体引导至填充物。另外，毛细管可具有弱酸性或弱碱性官能团。而且，本发明涉及一种用于使用该设备的方法。

Description

毛细管离子色谱

背景技术

自从1975年问世以来，离子色谱(IC)已经成为一项被广泛使用的测定各种样品基质中的阴离子和阳离子分析物的分析技术。离子色谱目前是以许多种分离和检测模式来实施的。采用抑制型电导检测的离子色谱是该项技术中最广泛使用的形式。在抑制型电导检测中，被称为抑制器的洗脱剂抑制设备将洗脱剂转变成弱导电形式并提高目标分析物的电导率。最初的抑制器是用离子交换树脂以合适的离子形式填充的柱。这些填充床抑制器具有相对大的死体积，并且需要离线化学再生。为了克服此问题，开发了基于离子交换纤维和其它膜的抑制器。这些抑制器能够利用酸或碱再生剂溶液连续再生。

与最初的膜抑制器相关的一个缺点是外部来源的酸或碱再生剂溶液通常被用来连续再生抑制器。在这些年中，已经开发了如美国专利第4,999,098、5,248,426、5,352,360和6,325,976号中所述的电解再生膜抑制器的各种设计，以克服与化学再生膜抑制器相关的限制。电解抑制器在离子色谱中提供几个优点。它们提供连续和同时的洗脱剂的抑制、抑制介质的再生以及对于普通IC应用来说足够的抑制容量。它们易于操作，因为抑制的洗脱剂或水可被用于电解生成再生剂离子。因此不需要离线制备再生剂溶液。另外，这些抑制器可与梯度分离相容。它们具有非常低的抑制区体积，这使得可以高色谱效率地实现分离。

在离子色谱中，酸、碱或盐的稀溶液通常被用作色谱洗脱剂。通常，这些洗脱剂通过用试剂级化学品的稀释来离线制备。色谱洗脱剂的离线制备可能是冗长的，容易产生操作者误差，并且经常引入污染物。例如，在阴离子型离子色谱分离中被广泛用作洗脱剂的稀NaOH溶液容易被碳酸盐污染。不含碳酸盐的NaOH洗脱剂是难以制备的，这是因为碳酸盐能够以来自于试剂的杂质或通过从空气中吸附二氧化碳的形式来引入。在NaOH洗脱剂中存在碳酸盐会损害离子色谱方法的性能，并且会导致不期望的氢氧化物梯度过程中的色谱基线漂移，甚至不可再现的目标分析物的保留时间。近年来，研究者已经研究了几种利用水的电解和通过离子交换介质的离子的电荷选择性电迁移的方法，以纯化或产生高纯度离子色谱洗脱剂。美国专利第6,036,921、6,225,129、6,316,271、6,316,270、6,315,954和6,682,701号描述了可用于通过使用水作为载体而产生高纯度酸和碱溶液的电解设备。通过使用这些设备可在线自动产生高纯度、无污染物的酸或碱溶液，以用作色谱分离中的洗脱剂。这些设备简化了梯度分离，现在能够使用具有最小延迟的电流梯度而不是使用传统机械梯度泵来进行该梯度分离。

电解洗脱剂发生器和抑制器的组合使用已经显著地改变了离子色谱方法的常规操作，并且允许仅使用去离子水作为流动相来进行各种离子色谱分离。使用这些电解设备可导致离子色谱方法的性能显著提高，即允许在梯度过程中的最小基线漂移、较大的保留时间再现性、较低的检测背景、以及目标分析物的较低检出限。

最近，使用内径为1mm以下的分离柱的毛细管高效液相色谱由于具有与分离过程小型化相关的优点而正在越来越普及地被作为分析分离的工具。离子色谱中的典型分离柱具有2～4mm的柱内径，并且以0.2～3mL/min的流速操作。以毛细管形式(即使用内径为约1mm或更小的小孔柱)使用离子色谱对于离子分析物的分析来说可能具有许多优点。使用毛细管分离柱能够提高分离效率和/或速度。毛细管形式的分离过程需要少得多的量的样品，并且因此提高了与样品量受限的应用的相容性。毛细管离子色谱系统通常以1～20μL/min操作，因此消耗的洗脱剂的量非常少。毛细管离子色谱具有提高的以最小干预连续操作的能力，并且因此使与系统启动和停机相关的问题最小化。以低流速操作毛细管离子色谱提高了与质谱仪的系统相容性。此外，使用毛细管形式的离子色谱使得为困难应用提供新选择性成为可能，所述困难应用使用填充有更特殊和难以制作的固定相的新柱。

当与高效液相色谱相比时，离子色谱在分离过程的尺寸小型化方面进展得较为缓慢。在使用抑制型电导检测的毛细管离子色谱领域中，迄今为止所报道的研究数量有限。1983年，Rokushika与同事报道了使用抑制型电导检测的毛细管离子色谱系统的进展(J.Chromatography，260(1983)81～88)。在他们的研究中，通过在内径为190μm的熔融石英毛细管中填充表面附聚的阴离子交换树脂来制备阴离子交换毛细管柱。抑制器使用Nafion中空纤维管来生产，并且使用0.05M十二烷基苯磺酸外部溶液进行化学再生。无机阴离子和羧酸的分离被公开。1997年，Dasgupta和同事报道了使用在线高压电解氢氧化钠洗脱剂发生器的毛细管离子色谱系统的实施(Anal.Chem.，29(1997)1385-1391)。在他们的系统中，使用去离子水作为通常以2μL/min电解产生氢氧化钠洗脱剂的载体，使用填充有阴离子交换剂的毛细管柱作为分离柱，并且使用用Nafion管制备并用硫酸溶液化学再生的抑制器。无机和有机阴离子的等度和梯度分离被公开。2001年，Pyo和Kim报道了他们在使用开口管状柱和抑制型电导检测开发毛细管离子色谱方面的工作(J.Korean Chem.Soc.，2001，Vol.45，No.3)。使用涂覆有DMEOHA胶乳颗粒的开口管状毛细管柱作为分离柱。抑制器使用Nafion中空纤维管制造并且使用外部酸溶液化学再生。

在以上讨论的出版物中，使用由离子交换毛细管制造的抑制器来实施具有抑制型电导检测的毛细管离子色谱法。这些出版物公开了使用外部稀释酸溶液的化学再生。这种类型的抑制器的死体积能够被最小化，从而它们可与毛细管分离柱相容。但是，这些出版物公开了使用化学再生剂，增加了分配和放置化学再生剂的成本，导致化学再生剂有可能穿过离子交换膜泄漏到洗脱剂中，这增加了电导检测背景，并且负面地影响某些分析物的灵敏度。因而需要一种具有容易使用、稳定和可靠的毛细管抑制器的毛细管离子色谱系统。

发明内容

本发明的一种实施方式是用于毛细管离子色谱的设备，其包括抑制器，该抑制器包括在外壳中的流通式(flow-through)离子交换填充物，和具有入口和出口并且由选择透过性离子交换膜形成的毛细管，该外壳包括填充物入口和填充物出口，所述管至少部分置于所述离子交换填充物中。

本发明的另一实施方式是用于毛细管离子色谱的设备，其包括(a)包括毛细管的抑制器，该毛细管具有入口和出口并且由选择透过性离子交换膜形成，所述管至少部分置于流通式外壳中，(b)与所述毛细管流体连通的流通式检测器，和(c)再循环导管，用于引导来自所述检测器的再循环的含水样品液体经过所述流通式外壳至所述管的外部。

本发明的另一实施方式是包括毛细管的抑制器，该毛细管具有入口和出口并且由选择透过性离子交换膜形成，所述管至少部分置于流通式外壳中，其中所述毛细管的外壁包括含有弱酸性或弱碱性官能团的可交换离子。

本发明的又一实施方式是用于毛细管离子色谱的方法，包括以下步骤：(a)使在洗脱剂中包含具有一种电荷(正电荷或负电荷)的分离的样品离子物种(species)的含水样品流流过由选择透过性离子交换膜形成的毛细管，所述管被填充在流通式离子交换填充物中，并且从所述管的内壁向外壁将所述洗脱剂中与所述样品离子物种具有相反电荷的抗衡离子传送穿过所述管，和(b)使含水再生剂液体流动通过所述离子交换填充物，经过所述管的外部，以带走被传送至所述外管壁的被传送的抗衡离子。

本发明的又一实施方式是用于毛细管离子色谱的方法，包括以下步骤：(a)使在洗脱剂中包含具有一种电荷(正电荷或负电荷)的分离的样品离子物种的含水样品流流过由选择透过性离子交换膜形成的毛细管，并且从所述管的内壁向外壁将所述洗脱剂中与所述样品离子物种具有相反电荷的抗衡离子传送穿过所述管，(b)通过使该液体样品流流经检测器来检测从所述毛细管流出的所述分离的离子物种，和(c)将所述含水样品流从所述检测器再循环至所述外管壁，以带走被传送至外管壁的所述抗衡离子。

附图说明

图1～5是本发明不同实施方式的图示表示。

图6～12是说明本发明方法和设备的不同实验结果的图。

具体实施方式

本发明的系统可用于测定大量离子物种。待测定的物种是单独阴离子或单独阳离子。适合的样品包括地表水和其它液体如工业化学废物、体液、饮料和饮用水。当使用术语“离子物种”时，它包括离子形式的物种和在本发明条件下被离子化的分子的组成部分。

通常，本发明涉及在毛细管级实施色谱技术的离子色谱设备和方法。本发明的离子色谱系统包括(a)毛细管分离柱，通常是色谱柱的形式，(b)抑制器，其中来自色谱柱的流出物流过抑制器中毛细尺寸的管(“毛细管抑制器”)，和(c)检测器，通常是电导检测器，在抑制器的下游。

术语“毛细管”被定义为包括通常用于化学分析中的窄孔毛细管，但是不限于这种毛细管。相反，术语“毛细管”广义地包括其尺寸在现有技术毛细管内部尺寸数量级上的毛细管。这种毛细管通常具有约5～1000微米，更优选约10～500微米的孔直径。这种尺寸通常既适用于分离柱又适用于本发明的抑制器毛细管。可连接一段或多段毛细管来形成连续毛细管。毛细管导致例如0.1～50μL/min的毛细管流速。

通常，也可使用任何众所周知的离子色谱系统，例如美国专利第3,897,213、3,920,397、3,925,019和3,956,559号中所述的系统，但使用本发明的毛细管抑制器。

在图1所示的本发明的一种实施方式中，图示说明了本发明的毛细管抑制器。在这种实施方式中，使用美国专利第6,682,701号的图1所示类型的洗脱剂发生器，不过该专利或别处示出的其它洗脱剂发生器也能够与本发明的毛细管离子色谱系统组合使用。该专利充分地说明了洗脱剂发生器的操作原理。另外，图1的系统示出了溶液从检测器至毛细管外部的再循环，这将在后文中更充分地描述。美国专利第5,248,426号中说明了不同形式的抑制器的这种再循环。

具体地参考图1的实施方式，用泵12将未示出来源的去离子水泵送经过碱发生器15的高压碱发生器腔室14。腔室14与包含洗脱剂离子源的低压离子源储器16分开。如所示，该系统用于阴离子分析，其中将被供应给分析物的离子是阳离子，如所示的钾离子，或钠、锂或其它阳离子。该离子源储器可为如’701专利中所述的可被补充的碱或盐溶液的形式。带电荷的选择透过性膜隔片或连接器18基本上防止了整体液体流动，同时提供了离子传送桥，以将钾离子传送到碱发生腔室14中。’701专利中说明了合适的膜，例如由Nafion形成的膜。阳极20例如铂与储器16电连接，阴极22例如铂置于碱发生腔室14的出口处。如’701专利中所述，阳离子交换填充物例如树脂床可置于碱发生腔室12中。进行电解以提供’701专利中所述的反应，从而在碱发生腔室14中产生碱KOH。在施加的电场下，钾离子迁移穿过离子交换连接器或膜，从而与氢氧根离子结合形成KOH洗脱剂。形成的KOH溶液的浓度与施加的电流成正比，与去离子水载体流的流速成反比。在阴极产生氢气，这会妨碍分析。因此，优选使用脱气管装置26，其通常使用多孔膜来除去产生的氢气，这同样在’701专利中有说明。

样品在注射器28中被注射，并且由来自碱发生器15的洗脱剂携带至离子交换色谱分离柱30。对于阴离子分析来说，使用阴离子分离介质进行分离，所述阴离子分离介质通常为在柱30中的离子交换树脂的填充床，但具有如上所述的毛细管尺寸。

如所示，来自毛细管阴离子分离柱30的流出物流到毛细管32的入口32a，然后穿过该管并从出口32b流出并经过检测器34，该检测器合适地为电导检测器。管32被包含在抑制器外壳36中，该外壳可为任何形状，包括管状或矩形。来自检测器34的流出物在线路38中再循环至外壳36的入口端口36a，并且在管32的外部流动，优选与管32中的流动逆流，并且从出口端口36b流出。

毛细管32由选择透过性离子交换膜形成，合适地为现有技术中所述的类型，例如由Nafion形成，以阻止整体液体流动，但是允许所选离子(在阴离子分析的情况下是阳离子)的传送。因此，该管的壁起到了与现有技术的膜抑制器或膜隔片18相同的作用，该膜抑制器或膜隔片也可由Nafion形成。下文将描述抑制器的细节。

其它洗脱剂发生器可与离子化水源一起使用，例如PCT申请WO/2004/024302中所述的碳酸盐如碳酸钾的发生器。在这种情况下，洗脱剂发生器下游的离子色谱系统也如图1所示。可以使用其它洗脱剂发生器，例如美国专利第5,045,204号或美国专利6,562,628号中所述的发生器。

虽然说明了用于阴离子分析和产生阳离子如钾离子的洗脱剂发生器，但是对于阳离子分析来说，可使用相同的系统，以用于通过合适地反转膜离子交换树脂和电极的极性来产生MSA或其它用于洗脱剂的阴离子，如美国专利第6,682,701中所述。

显然，包括如上所述的洗脱剂生成的图1系统能够进行整个离子色谱分离过程，包括分析物分离、洗脱剂抑制以及使用一个或多个流动去离子水流的分析物检测。

图2图示说明本发明的毛细管抑制器的实施方式。下文对于图1和2中同样的部分将使用同样的数字表示。如所示，合适地由具有流通式端口的非导电性(例如塑料)柱形成的抑制器外壳36包括具有入口32a和出口32b的毛细管32。该管通常凸埋(project)通过液体紧密配件进入到外壳36中和从外壳36出来，并且与分离柱30的出口凸埋式直接或间接流体连通。管32的出口32b凸埋通过该外壳，并被连接至用于与流通式检测器34的入口流体连通的管。

对于阴离子分析来说，优选将阳离子交换毛细管紧密地嵌入阳离子交换填充物40中，合适地是嵌入到与它直接接触的阳离子交换树脂床中。填充物40被包含在外壳36中。如所示，单独的流体连接被用于流过毛细管的物流。流动含水再生剂液体源在导管中从入口42流经填充物40，并且通过合适的配件经过出口44。然后该溶液通过导管流至检测器34。在图1的实施方式中，入口42的水源是来自如图1所示电导检测器在检测之后的样品流流出物，它在图1所示的再循环导管38中流动。

在一种实施方式中，阳离子交换毛细管32由Nafion膜材料或一些其它形式的强酸性阳离子交换膜制成。抑制器中毛细管的典型长度为约0.1～50cm，优选为1～20cm。优选的内径为约0.001英寸～0.010英寸。在一种实施方式中，用于离子分离的阳离子交换树脂优选为强酸性阳离子交换树脂，例如水合氢离子(H⁺)形式的磺化树脂。

此处所用的术语“强酸性阳离子”交换树脂或官能团与色谱领域中所用的那些术语相同。因此，例如Dowex 50W X8和Amberlite IR122是常用的强酸性阳离子交换树脂。在这种类型的树脂中，官能团通常为pKa小于1的强酸。典型的强酸性官能团包括磺基。

此处所用的术语“弱酸性阳离子”交换树脂或官能团与色谱领域中所用的那些术语相同。因此，例如Chelex-100和Bio-Rex 70以及Amberlite IRC-76树脂是常用的弱酸性阳离子交换树脂。在这种类型的树脂中，官能团通常为pKa大于1的弱酸。典型的弱酸性官能团包括羧酸、氯代羧酸和膦酸基团。

众所周知的水合氢离子形式的阳离子交换填充物40也可用于这种实施方式中。虽然以离子交换树脂床的优选形式描述了填充物40，但是可使用其它形式的填充物，例如多孔连续结构，该结构具有足够的孔隙率以允许溶液流过而没有不适当的压降，并具有足够的离子交换容量以形成电极之间阳离子或阴离子的导电桥。一种结构形式是由磺化的交联聚苯乙烯形成的多孔基质或海绵状材料，其具有约10～15％的孔隙率，允许约0.1～3ml/min的流速，而没有过度的压降。

在未示出的实施方式中，如果再循环导管38中样品液体流的流速不足以产生带走经管32的壁传送的离子的期望效果，和/或不足以冷却用于电解应用的抑制器，那么可将另外的流动含水液体源(未示出)引导穿过填充物40。在这种情况下，另外的含水液体源可包括水流例如去离子水，其被泵送至抑制器，并且要么与再循环导管中的水合并成单股流，要么可在单独的导管中被引导穿过填充物40。对于包含现有技术中的再循环的抑制器来说，优选使含水液体以与管中的流动逆流地穿过管外的填充物。

当来自电导检测器的含水流出物被再循环并且途经填充物40时，抑制器可以连续地再生，只要有连续的水流除去在弱酸性树脂水解时以钾形式产生的KOH即可。取决于树脂上官能团的化学性质，水解动力学可能会成为决定装置对于KOH洗脱剂流入至抑制器中的抑制容量的一个限制性因素。流经抑制器树脂床的第二去离子水流(其流速可高于分离过程中所用流速)是优选的，因为期望抑制容量可以得到提高。

对于阴离子分析来说，使用磺化膜毛细管，当碱洗脱剂(例如KOH)进入毛细管时，钾离子(K⁺)与水合氢离子(H⁺)在毛细管的壁中按照以下反应式进行交换：

R-SO₃H+KOH(洗脱剂)→RSO₃K+H₂O(抑制的洗脱剂) (1)

R-SO₃H+KX(分析物)→RSO₃K+HX(抑制的分析物) (2)。

在该反应式中，R代表毛细管上的离子交换表面。因为阳离子交换毛细管与阳离子交换树脂床直接物理接触，因此最初交换到阳离子交换毛细管壁上的K⁺离子继续与紧邻该壁的树脂珠粒上的H⁺离子交换。随后在不与阳离子交换毛细管直接物理接触并位于离毛细管更远位置的树脂珠粒之间继续进行这种交换过程。在此过程中，阳离子交换树脂珠粒变成了再生剂离子(即H⁺离子)源，以再生阳离子交换毛细管。该抑制过程继续进行，直到以下所述的这一时刻为止：围绕阳离子交换毛细管的阳离子交换珠粒变成主要是钾的形式，并且到阳离子交换毛细管中的水合氢离子的输入流量减少到不足以中和输入的KOH洗脱剂的程度。

在给定的洗脱剂浓度和流速下装置的有效抑制容量取决于许多因素，包括毛细管的长度、毛细管内部的洗脱剂流动特性(profile)、树脂离子交换容量、树脂颗粒尺寸、围绕毛细管的树脂量、树脂床的几何形状等。阳离子交换毛细管可被编织成几何图案，以形成洗脱剂穿过毛细管的弯曲流路径，从而增加洗脱剂与毛细管壁的接触，以提高装置的抑制容量。也可用惰性或阳离子交换单丝填充阳离子交换毛细管的内部开口，以减少毛细管抑制器的死体积，并且增加洗脱剂与毛细管的壁的接触，以提高装置的抑制容量。一旦消耗了抑制器的有效抑制容量，则可通过使用外部酸源将整个树脂床转化回到水合氢离子的形式来离线再生装置的树脂床。恒定的水流可便于离子交换位点之间钾/水合氢离子的交换，以提高装置的有效抑制容量。在图1所示的毛细管离子色谱系统中，来自电导检测器的含水流出物可被再循环，并且途经毛细管抑制器的树脂床。可选择地，独立的去离子水流可被引导穿过抑制器的树脂床以起相同的作用。

如图2所示，毛细管32是盘绕的，从而在蛇形路径中流动。取决于抑制器毛细管实现抑制的期望长度，该管可为直线型或盘绕的或任何其它期望的构型。它通常不应当是所示具有直角转角的形式，因为这种形式会阻止流动。

在另一实施方式中，可使用图2的抑制器，但不同之处在于围绕毛细管32的阳离子交换树脂填充物40除了含有强酸官能团之外还含有弱酸性官能团。与围绕毛细管32的阳离子交换树脂颗粒相关的H⁺离子起到再生剂离子(即H⁺离子)源的作用并且支持抑制过程。最初交换到毛细管壁上的K⁺离子继续与紧邻毛细管壁的离子交换树脂珠粒上的H⁺离子交换。在不与管32的壁直接物理接触并位于离该壁更远位置的树脂珠粒之间继续进行这种交换过程。同时，钾形式的弱酸性树脂能够进行以下反应式的水解反应：

R-CO₃K+H₂O→R-CO₃H+KOH (3)。

当有恒定的水流经过树脂床时，树脂水解反应中形成的KOH能够被引出树脂床。然后，对于按照以下反应式的抑制过程来说，再生的树脂再次变得可用：

R-CO₃H+KOH→R-CO₃K+H₂O (4)。

在给定的洗脱剂浓度和流速下装置的有效抑制容量取决于许多因素，包括毛细管的长度、毛细管内部的洗脱剂流动特性、树脂离子交换容量、树脂颗粒尺寸、围绕毛细管的树脂量、树脂床的几何形状等。在这种实施方式中，树脂床也可由强酸性阳离子交换树脂和弱酸性阳离子交换树脂的混合物构成。这能够在两种不同类型树脂的均匀或不均匀混合物中完成。在这种树脂混合物中，弱酸性阳离子交换树脂能够通过如上所述的水解连续再生。这提供了连续操作的优点，而不需要用外部酸溶液进行离线再生。

图3示意性地描述了用于阴离子分析的本发明抑制器中使用的毛细管32的另一实施方式。在这种实施方式中，阳离子交换毛细管包含强酸性和弱酸性官能团。图3图示说明了用于这种实施方式的阳离子交换毛细管的横截面。阳离子交换毛细管的内壁大部分由包含强酸性官能团的离子交换材料制成。毛细管的外壁包含弱酸性官能团(例如通过用包含这种基团的线型聚合物接枝到强酸性毛细管上而结合至毛细管上)。适合于通过单体的接枝聚合对毛细管聚合物表面改性的技术是众所周知的(参见例如Encyclopedia of Polymer Scienceand Engineering，增刊，第2版，John Wiley & Sons(1989)678，Macromolecules，Vol.9，(1976)，754和Macromolecules，Vol.12，(1979)，1222)，该单体是来自固体聚合物表面上产生的活性位点的单体中的单体。最常用的技术是使用产生表面自由基的辐射源例如⁶⁰Co源进行γ-辐射，但是也可使用热、光化学、等离子体和湿式化学方法来引入用于引发的自由基位点。单体可存在于气相中、溶液中或以净液体形式存在。表面接枝聚合技术能够用于改性离子交换毛细管，以在毛细管的外壁上包含弱酸性官能团。

当KOH洗脱剂进入毛细管时，在毛细管的内壁上钾离子(K⁺)与水合氢离子(H⁺)交换。随后，最初交换到阳离子交换毛细管内壁上的K⁺离子继续与附着到毛细管外壁的弱酸性官能团上的H⁺离子交换。如前所述，钾形式的弱酸性官能团能够进行按照以下反应式的水解反应：

R-CO₃K+H₂O→R-CO₃H+KOH (5)。

当有恒定的水流在阳离子交换毛细管32的外部流动时，水解反应中形成的KOH能够被引出到塑料外壳36的外部。在这种操作方式中，只要有连续水流除去产生的KOH，就能够连续再生抑制器。来自电导检测器34的含水流出物可以被再循环并且被引导在阳离子交换毛细管的外部流动。可以使用合适地采用高于在分离过程中所用流速的流速的第二去离子水流，这是因为期望抑制容量可得到提高。在这种实施方式中，通过如上所述的电解可连续再生附着到毛细管外壁上的弱酸性官能团。这提供了连续操作的优点，而不需要用外部酸溶液进行离线再生。

图4说明了能够用于阴离子分析的连续操作的电解毛细管抑制器的实施方式。对于图2和4，同样的部分用同样的数字表示。在这种实施方式中，如在图2的实施方式中一样，毛细管阴离子抑制器包括紧密地嵌入到阳离子交换树脂床40内部的阳离子交换毛细管32，该阳离子交换树脂床40被装在具有流通式端口的塑料柱外壳32中。树脂床的入口装有流通式阳极50，例如带孔的Pt阳极，并且树脂床的出口装有流通式阴极52，例如带孔的Pt阴极。两个电极优选与前述类型的填充物40直接接触。阳离子交换毛细管可由前述材料以前述尺寸制成。在这种类型的电解毛细管抑制器的操作中，用通过在装置阳极处的水电解产生的水合氢离子连续再生树脂床。美国专利6,468,804中说明了一种形式的连续电解抑制的原理和细节。如图1所示，电解中使用的水可以由从电导检测器再循环的含水流出物(即抑制的洗脱剂)提供。另外，如上所述，独立的去离子水流可被引导穿过树脂床，以代替或补充该再循环流。

在电解毛细管抑制器的另一实施方式(未示出)中，这种抑制器的操作与图4所示的实施方式的操作相同，所不同的是，用于电解反应的水经液体连接端口被导入到树脂床中，该液体连接端口位于填充物40的中心附近，如在图4的中心底部。在这种配置中，水在流出装置之前被分成两股水流(一股水流在装置阳极50外流动，另一股水流经过装置阴极52)。这种实施方式的一个优点是：电解反应过程中形成的气体(即阳极的氧气和阴极的氢气)被清除出装置，而不是穿过树脂床，这可导致提高抑制器的性能。

图5说明了阴离子分析用电解毛细管抑制器的另一实施方式。在这种实施方式中，抑制器60包括三个腔室，其中中心腔室包括离子交换填充物40，如上所述在其中嵌入了毛细管32。对于系统的这部分来说，图1～4中同样的部分用同样的数字表示。正如图1的装置中的情况一样，来自色谱柱的含样品的流出物流到毛细管的入口32a中，从毛细管32b流出的液体流至检测器。水源62可从检测器和/或一些其它含水液体源再循环。图4和5的实施方式之间的主要差别在于存在一个或两个电极腔室，该腔室不与流通式填充物40接触。在这种情况下，流出填充物40的溶液流到其中放置了阳极52的电极腔室64中。如所示，任选的选择透过性隔片66将填充物40与电极腔室62隔开。流出电极腔室64的溶液可在导管66中再循环穿过阴极60的电极腔室68，该腔室也可通过任选的隔片70与填充物40隔开。美国专利第6,027,643号的图2的实施方式中说明了使用用于抑制填充树脂床的独立的电极腔室，该电极腔室具有或没有隔片68和70。这些实施方式之间的主要差别在于：在’643专利中经过树脂床的含样品的洗脱剂流是与其接触的，而不是象本发明这样在树脂床中的毛细管中流过。对于图4和5的实施方式，电解操作的一般原理是相同的，所不同的是电极与流通式树脂床隔离。优选使含水流途经填充物40，以被送至阳极和阴极腔室，以用于电解反应。经过填充物40的水流用于除去电解毛细管抑制器的操作中产生的热。

在电解毛细管离子抑制的上述实施方式中，可以连续或间歇地操作抑制器。对于间歇操作，一旦有效抑制容量被消耗，则可电解再生树脂床以除去钾离子，从而将填充物转化回水合氢离子的形式，以用于下一个循环。这种间歇操作的频率应取决于装置尺寸和洗脱剂流入量。

为了可以在不需要离线再生填充物40的情况下进行连续操作，可选择填充物的总离子交换容量与特定洗脱剂流所需的容量相对应。例如，对于图4中的电解操作，填充物的总离子交换容量比毛细管离子交换容量高至少10倍至高达10,000～100,000倍或更高。

通过适当反转填充物电极和膜的极性，现有技术的毛细管抑制器能够用于抑制阳离子分析用的酸洗脱剂。

为了进一步说明本发明，现提供以下的非限制性实施例。

实施例1.在毛细管色谱流速下电解产生KOH洗脱剂。

本实施例用于说明在毛细管色谱流速下电解产生KOH溶液。用改进的Dionex P680泵(Dionex公司，Sunnyvale，CA)以10μL/min输送去离子水流。去离子水首先经过ATC-HC柱和CTC-1柱，以除去离子污染物，然后被导入到用于产生KOH溶液的KOH洗脱剂发生器中。通过改进Dionex EGC-KOH模块(cartridge)(P/N 058900)来准备KOH洗脱剂发生器。使用Keithley 220型可编程电源(KeithelyInstruments，Inc.，Cleveland，OH)提供DC电流至KOH洗脱剂发生器的阳极和阴极。使用配备有改进的流通式电导池的Dionex ED50A电导检测器来监测所形成的KOH溶液的电导率。Dionex Chromeleon6.5计算机工作站用于仪器控制、数据收集和处理。

图6示出了在10μL/min下电解产生的KOH洗脱剂的8个电导率曲线的叠加。在本实施例中，施加到洗脱剂发生器上的DC电流以0.321-mA的步幅从0mA变化至3.21mA，以便产生浓度以20-mM的步幅从0mM至200mM变化的KOH洗脱剂。图6所示的结果表明，在毛细管流速下在宽浓度范围内再现产生KOH溶液是可行的。

实施例2.在普通阴离子的毛细管IC分离中使用树脂相再生剂毛细管阴离子抑制器。

本实施例用于说明图2所示类型的树脂相再生剂毛细管阴离子抑制器在普通阴离子的毛细管IC分离中的使用。根据图1所示的方案装配实验中使用的毛细管IC系统。使用改进的Dionex P680泵(Dionex公司，Sunnyvale，CA)以12μL/min输送去离子水。为了产生KOH洗脱剂，去离子水首先经过Dionex ATC-HC柱和CTC-1柱，以除去离子污染物，然后被导入到通过改进Dionex EGC-KOH模块(P/N058900)准备的KOH洗脱剂发生器中。使用Keithley 220型可编程电源(Keithely Instruments，Inc.，Cleveland，OH)提供DC电流至KOH洗脱剂发生器的阳极和阴极。将KOH洗脱剂发生器的出口连接至高压脱气单元，以除去在电解洗脱剂产生过程中产生的氢气。将Rheodyne六端口PEEK高压注射阀(Cotati，CA)用于样品的注射。通过在长度为250mm和内径为380μm的1/16英寸OD PEEK管中填充专有的Dionex表面官能化的阴离子交换树脂来装配毛细管阴离子分离柱。使用配备有改进的流通式电导池的Dionex ED50A电导检测器。将Dionex Chromeleon 6.5计算机工作站用于仪器控制、数据收集和处理。

在本实施例中，根据图2所示的基本方案准备毛细管抑制器。将15厘米长的Nafion阳离子交换毛细管(0.004英寸ID×0.010英寸OD)嵌入到8％交联的和20μm磺化的苯乙烯二乙烯基苯树脂珠粒(Dionex公司)的床中，该树脂珠粒被装在具有两个流通式液体连接端口的PEEK柱(9mm ID×150mm长度)中。还准备提供独立的流体连接至Nafion阳离子交换毛细管。来自电导池的抑制的洗脱剂以12μL/min途经抑制器的树脂床。

图7示出了使用上述系统获得的7种普通阴离子(氟根、氯根、溴根、亚硝酸根、硝酸根、硫酸根和磷酸根)的分离。KOH洗脱剂的浓度从38mM变化至200mM。当KOH洗脱剂的浓度为38mM时则实现所有7种阴离子的完全分辨。如所预期的，在较高的KOH浓度下观察到阴离子的共洗脱。图7所示的结果表明，图2所示类型的树脂相再生剂毛细管阴离子抑制器可成功地用于在普通阴离子的毛细管IC分离中抑制不同浓度的KOH洗脱剂。更重要的是，图7所示的结果证明，图1所述的毛细管IC系统可用于使用一个流动的去离子水流进行阴离子的分离。

实施例3.树脂相再生剂毛细管抑制器在抑制用于阴离子分析的KOH洗脱剂时的操作。

本实施例用于说明图2所示类型的树脂相再生剂毛细管阴离子抑制器在普通阴离子的毛细管IC分离中的用途。本实施例中使用的毛细管离子色谱系统与实施例2中使用的相同，所不同的是使用不同的树脂相再生剂毛细管阴离子抑制器。在本实施例中，根据图2所示的基本方案准备毛细管抑制器。将15厘米长的Nafion阳离子交换毛细管(0.004英寸ID×0.010英寸OD)嵌入到树脂床中，该树脂床装在具有两个流通式液体连接端口的PEEK柱(9mm ID×150mm长度)中。也准备提供独立的流体连接至Nafion阳离子交换毛细管。抑制器树脂床由95％(w/w)的8％交联的和20μm磺化的苯乙烯二乙烯基苯树脂(Dionex公司)与5％(w/w)的200～400目Chelex-100树脂(Bio-Rad实验室，Hercules，CA)的树脂混合物制成。Chelex-100树脂是具有弱酸性亚氨基二乙酸酯官能团的阳离子交换剂。来自电导池的抑制的流出物以12μL/min途经抑制器的树脂床。

在本实施例中，在与实施例2中所述相同的毛细管阴离子分离柱上连续进行7种阴离子(氟根、氯根、溴根、亚硝酸根、硝酸根、硫酸根和磷酸根)的分离，超过400次运行(每次运行＝20分钟)，以监测毛细管抑制器的长期性能。使用100mM KOH作为洗脱剂。如图8所示，该抑制器提供了至少380次运行的稳定的抑制背景。对于运行#390，观察到稍微不稳定的抑制背景。对于运行#400，观察到显著不稳定的抑制背景。图8所示的结果表明，图2所示类型的树脂相再生剂毛细管阴离子抑制器可在普通阴离子的毛细管IC分离中以延长的时间周期进行令人满意的运行。此外，图8所示的结果再次证明，图1所示的毛细管IC系统能够用于使用一个流动的去离子水流进行阴离子的分离。

实施例4.在水合氢离子形式的磺化树脂珠粒和钾形式的磺化树脂珠粒之间的阳离子的交换。

本实施例直观地示出了在水合氢离子形式的磺化树脂珠粒和钾形式的磺化树脂珠粒之间的阳离子的交换。在本实施例中，根据图2所示的基本方案准备毛细管抑制器。将15厘米长的0.004英寸ID×0.010英寸OD的专有的接枝且磺化的TFE毛细管(Dionex公司)嵌入200～400目AG 50W×16树脂的床中，该树脂是可从Bio-Rad实验室(Hercules，CA)获得的磺化的阳离子交换剂。该树脂床被装在可从Bio-Chem Valve，Inc.(Boonton，New Jersey，USA)获得的透明玻璃柱(6mmID×250mm长)中。在将它装入玻璃柱中之前，用少量喹哪啶红(阳离子染料)均匀地涂覆200～400目AG 50W×16树脂。被涂覆的树脂当处于氢形式时是金色的。当处于钾形式时，被涂覆的树脂的颜色变成品红色。因此，树脂的颜色变化可用于使水合氢离子形式的磺化树脂珠粒和钾形式的磺化树脂珠粒之间的阳离子的交换可视化。使用实施例2中所示的系统评价这种毛细管抑制器的操作。连续使用该抑制器以10μL/min抑制20mM KOH。在本实施例中，来自电导池的抑制的洗脱剂被导至废物中。以0.25mL/min泵送第二去离子水流经过树脂床。

在操作6小时之后，对于在抑制器中围绕磺化TFE毛细管的入口端的树脂，观察到轻微的颜色变化。在操作72小时之后，对于抑制器的入口端处的树脂床，观察到明显得多的树脂颜色变化。操作144小时之后，对于抑制器的入口端处的树脂床，观察到清晰的品红色的树脂带。这些结果直观地表明，最初交换到阳离子交换毛细管的壁上的K⁺离子继续与紧邻该壁的树脂珠粒上的H⁺离子交换，随后在不与阳离子交换毛细管直接物理接触并位于离毛细管更远位置的树脂珠粒之间继续进行这种交换过程。

在另一实验中，将一滴喹哪啶红涂覆的钾形式的AG 50W×16树脂(品红色)置于烧杯中喹哪啶红涂覆的水合氢离子形式的AG 50W×16树脂的床(金色)上。2小时后，观察到品红色的强度显著降低。约72小时后，该添加的树脂滴的品红色进一步逐渐褪色。192小时后，该添加的树脂滴几乎不能与树脂床的其余部分区分开，这表明该添加的树脂滴转化为水合氢离子形式。

实施例5.使用电解产生的KOH洗脱剂进行阴离子分析物的毛细管IC分离以及利用图5所示类型的电解毛细管抑制器进行抑制型电导检测。

本实施例用于说明图5所示类型的电解毛细管阴离子抑制器在普通阴离子的毛细管IC分离中的用途。本实施例中使用的毛细管离子色谱系统与实施例2中所用的类似，所不同的是使用电解毛细管阴离子抑制器。在本实施例中，准备电解毛细管抑制器。毛细管阴离子抑制器由三个PEEK腔室构成。洗脱剂腔室包含紧密地嵌入到阳离子交换树脂床(6～8mmID×10～25mm长度)中的阳离子交换毛细管。准备提供独立的流体连接至树脂床中的阳离子交换毛细管。在电解毛细管抑制器的构造中使用15厘米长的0.004英寸ID×0.010英寸OD的专有的接枝且磺化的TFE毛细管(Dionex公司)或者15厘米长的Nafion阳离子交换毛细管(0.004英寸ID×0.010英寸OD)。使用专有的接枝且磺化的TFE阳离子交换离子交换膜(Dionex公司)将洗脱剂腔室与阴极再生剂腔室和阳极再生剂腔室物理分离。阴极腔室包含带孔的Pt阴极，阳极腔室包含带孔的Pt阳极。两个电极腔室都具有两个液体连接端口(入口和出口)。在本实施例中，来自电导池的抑制的洗脱剂被导至废物中。以0.1～0.25mL/min的流速，第二去离子水流首先被泵送流过洗脱剂腔室中的树脂床，然后到达阳极再生剂腔室和阴极再生剂腔室。Dionex ED50A模块被用于给电解毛细管抑制器提供20mA的DC电流。使用Dionex EG40洗脱剂发生器控制模块向KOH洗脱剂发生模块提供DC电流，该KOH洗脱剂发生模块用于产生在阴离子的离子色谱分离中使用的KOH洗脱剂。

图9示出了当KOH洗脱剂的浓度以10μL/min从20至200mM变化时，使用该系统获得的抑制的电导率背景。结果表明，电解毛细管抑制器能够有效地抑制各种浓度的KOH。

图10示出了在填充有专有的胶乳附聚的阴离子交换剂(Dionex公司)的毛细管柱上，7种普通阴离子(氟根、氯根、溴根、亚硝酸根、硝酸根、硫酸根和磷酸根)的20次连续分离的叠加。使用38mMKOH以10μL/min进行分离。结果显示出目标阴离子的高度可再现的分离，分析物保留百分比相对标准偏差(RDS)为硫酸根的0.028％至磷酸根的0.10％，并且分析物峰面积百分比RSD为亚硝酸根的0.033％至磷酸根的0.58％。

图11示出了在填充有专有的表面官能化的阴离子交换剂(Dionex公司)的毛细管柱上，11种普通阴离子(氟根、亚氯酸根、溴酸根、氯根、亚硝酸根、氯酸根、溴根、硝酸根、碳酸根、硫酸根和磷酸根)的10次连续分离的叠加。使用浓度梯度为10～45mM KOH的KOH洗脱剂以10μL/min进行分离。结果也显示了目标阴离子的高度可再现的分离，分析物保留百分比相对标准偏差(RDS)为磷酸根的0.072％至亚硝酸根的0.19％。

以上结果表明，本发明所述的毛细管IC系统能够用于仅使用去离子水作为载体流来提供可靠的目标阴离子分析物的测定。

实施例6.使用电解产生的MSA洗脱剂进行阴离子分析物的毛细管IC分离以及使用图5所示类型的电解毛细管抑制器进行抑制型电导检测。

本实施例用于说明图5所示类型的电解毛细管阳离子抑制器在普通阳离子的毛细管IC分离中的用途。本实施例中使用的毛细管离子色谱系统的基本系统组件与图1所示用于阳离子分析的那些组件类似。通过改进Dionex EGC-MSA模块(P/N 058902)来准备甲磺酸(MSA)洗脱剂发生器。使用Keithley 220型可编程电源(KeithelyInstruments，Inc.，Cleveland，OH)给MSA洗脱剂发生模块提供DC电流，该模块用于产生在阳离子的离子色谱分离中使用的MSA洗脱剂。

根据图5所示的基本方案准备电解毛细管抑制器。毛细管阴离子抑制器由三个PEEK腔室构成。洗脱剂腔室包含紧密地嵌入强碱性阴离子交换树脂床(6mmID×20mm长度)中的15厘米长的0.004英寸ID×0.010英寸OD的专有的接枝且胺化的TFE毛细管(Dionex公司)。准备提供独立的流体连接至树脂床中的阳离子交换毛细管。使用专有的接枝且胺化的TFE阳离子交换离子交换膜(Dionex公司)将洗脱剂腔室与阴极再生剂腔室和阳极再生剂腔室物理分离。阴极腔室包含带孔的Pt阴极，阳极腔室包含带孔的Pt阳极。两个电极腔室都具有两个液体连接端口(入口和出口)。在本实施例中，来自电导池的抑制的洗脱剂被导至废物中。以0.2mL/min的流速，第二去离子水流首先被泵送流过洗脱剂腔室中的树脂床，然后到达阴极再生剂腔室和阳极再生剂腔室。使用Dionex SC20抑制器控制模块给电解毛细管抑制器提供15～20mA的DC电流。

图12示出了在填充有专有的表面官能化的阳离子交换剂(Dionex公司)的毛细管柱上，6种普通阳离子(锂、钠、铵、钾、镁和钙)的分离。使用8mM MSA以10μL/min进行分离。获得所有阳离子分析物的优良分辨。结果表明，本发明所述的毛细管IC系统能够用于仅使用去离子水作为载体流来提供目标阳离子分析物的分离。

Claims

1.用于毛细管离子色谱的设备，包括：

(a)抑制器，该抑制器包括在外壳中的流通式离子交换填充物和具有入口和出口并且由选择透过性离子交换膜形成的毛细管，该外壳包括填充物入口和填充物出口，所述管至少部分置于所述离子交换填充物中。

2.权利要求1的设备，还包括：

(b)与所述填充物入口流体连通的流动含水再生剂液体源。

3.权利要求2的设备，还包括：

(c)与所述毛细管入口流体连通的毛细管色谱柱。

4.权利要求3的设备，还包括：

(d)与所述毛细管出口流体连通的流通式检测器。

5.权利要求4的设备，还包括：

(e)再循环导管，用于将再循环的含水液体从所述检测器引导至所述离子交换填充物，由此所述含水再生剂液体源包含所述再循环的含水液体。

6.权利要求5的设备，其中所述含水液体源除了包含所述再循环的含水液体之外还包含另外的流动含水液体源。

7.权利要求1的设备，其中至少部分的所述毛细管直接与所述填充物接触。

8.权利要求1的设备，其中所述填充物包括离子交换颗粒的填充床。

9.权利要求1的设备，其中所述离子交换填充物包括具有可交换离子的基质，该离子包括弱酸性或弱碱性官能团。

10.权利要求9的设备，其中所述离子交换填充物还包括具有可交换离子的基质，该离子包括强酸性或强碱性官能团。

11.权利要求1的设备，其中所述毛细管的外壁包括可交换离子，该离子包括弱酸性或弱碱性官能团。

12.权利要求11的设备，其中所述毛细管的内壁包括可交换离子，该离子包括强酸性或强碱性官能团。

13.权利要求11的设备，其中所述弱酸性或弱碱性官能团包括接枝到所述管外壁上的聚合物上的结构部分。

14.权利要求1的设备，还包括：

(b)在所述离子交换填充物的相对侧上的分隔的第一和第二电极。

15.权利要求14的设备，其中所述填充物入口置于所述第一和第二电极的中间。

16.权利要求14的设备，其中所述第一电极置于电极腔室中。

17.权利要求16的设备，其中所述第二电极置于电极腔室中。

18.权利要求16的设备，还包括：

(c)在所述第一电极和所述填充物之间的选择透过性离子交换隔片。

19.用于毛细管离子色谱的设备，包括：

(a)包括毛细管的抑制器，该毛细管具有入口和出口并且由选择透过性离子交换膜形成，所述管至少部分置于流通式外壳中，

(b)与所述毛细管流体连通的流通式检测器，和

(c)再循环导管，用于引导来自所述检测器的再循环的含水样品液体经过所述流通式外壳至所述管的外部。

20.权利要求19的设备，除了所述含水液体样品之外还包括流经所述外壳的另外的含水液体源。

21.权利要求19的设备，其中所述毛细管的外壁包括可交换离子，该离子包括弱酸性或弱碱性官能团。

22.权利要求19的设备，其中所述毛细管的内壁包括可交换离子，该离子包括强酸性或强碱性官能团。

23.权利要求19的设备，其中所述弱酸性或弱碱性官能团包括接枝到所述管外壁上的聚合物上的结构部分。

24.权利要求19的设备，还包括：

(a)与所述毛细管入口流体连通的毛细管色谱柱。

25.用于毛细管离子色谱的设备，包括：

(a)包括毛细管的抑制器，该毛细管具有入口和出口并且由选择透过性离子交换膜形成，所述管至少部分置于流通式外壳中，其中所述毛细管的外壁包括可交换离子，该离子包括弱酸性或弱碱性官能团。

26.权利要求25的设备，其中所述毛细管的内壁包括可交换离子，该离子包括强酸性或强碱性官能团。

27.权利要求25的设备，其中所述弱酸性或弱碱性官能团包括接枝到所述管外壁上的聚合物上的结构部分。

28.权利要求25的设备，还包括：

(b)与所述毛细管入口流体连通的毛细管色谱柱。

29.权利要求25的设备，还包括：

(c)与所述毛细管出口流体连通的流通式检测器。

30.权利要求25的设备，还包括：

(d)再循环导管，用于将再循环的含水液体从所述检测器引导至所述离子交换填充物。

31.在用于毛细管离子色谱的方法中，包括以下步骤：

(a)使在洗脱剂中包含具有一种电荷，正电荷或负电荷，的分离的样品离子物种的含水样品流流过由选择透过性离子交换膜形成的毛细管，所述管被填充在流通式离子交换填充物中，并且从所述管的内壁向外壁将所述洗脱剂中与所述样品离子物种具有相反电荷的抗衡离子传送穿过所述管，和

(b)使含水再生剂液体流动通过所述离子交换填充物，经过所述管的外部，以带走被传送至所述外管壁的被传送的抗衡离子。

32.权利要求31的方法，还包括以下步骤：

(c)在步骤(a)之前，在毛细管色谱柱中色谱分离所述离子物种。

33.权利要求31的方法，还包括以下步骤：

(d)通过使液体样品流流经检测器来检测所述分离的离子物种。

34.权利要求33的方法，还包括以下步骤：

(e)将所述含水样品流再循环至所述离子交换填充物，所述再生剂液体包括所述再循环的样品流。

35.权利要求34的方法，还包括以下步骤：

(f)除了所述再循环的液体流之外，使第二含水液体流流动经过所述管的外部。

36.权利要求31的方法，其中所述填充物包括离子交换颗粒的填充床。

37.权利要求31的方法，其中所述离子交换填充物包括具有离子的基质，该离子包括弱酸性或弱碱性官能团。

38.权利要求31的方法，其中所述离子交换填充物还包括具有可交换离子的基质，该离子包括强酸性或强碱性官能团。

39.权利要求31的方法，其中所述毛细管的外壁包括可交换离子，该离子包括弱酸性或弱碱性官能团。

40.权利要求31的方法，其中所述毛细管的内壁包括可交换离子，该离子包括强酸性或强碱性官能团。

41.权利要求31的方法，还包括在步骤(a)和(b)的过程中将电势施加到所述离子交换填充物两端。

42.在用于毛细管离子色谱的方法中，包括以下步骤：

(a)使在洗脱剂中包含具有一种电荷，正电荷或负电荷，的分离的样品离子物种的含水样品流流过由选择透过性离子交换膜形成的毛细管，并且从所述管的内壁向外壁将所述洗脱剂中与所述样品离子物种具有相反电荷的抗衡离子传送穿过所述管，

(b)通过使该液体样品流流经检测器来检测从所述毛细管流出的所述分离的离子物种，和

(c)将所述含水样品流从所述检测器再循环至所述外管壁，以带走被传送至外管壁的所述抗衡离子。

43.权利要求42的方法，还包括以下步骤：

(d)在步骤(a)之前，在毛细管色谱柱中色谱分离所述离子物种。

44.权利要求42的方法，其中所述管被填充在流通式离子交换填充物中，并且从所述管的内壁向外壁将所述洗脱剂中与所述样品离子物种具有相反电荷的抗衡离子传送穿过所述管。

45.权利要求42的方法，其中所述填充物包括离子交换颗粒的填充床。

46.权利要求42的方法，其中所述离子交换填充物包括具有离子的基质，该离子包括弱酸性或弱碱性官能团。

47.权利要求42的方法，其中所述离子交换填充物还包括具有可交换离子的基质，该离子包括强酸性或强碱性官能团。

48.权利要求42的方法，其中所述毛细管的所述外壁包括可交换离子，该离子包括弱酸性或弱碱性官能团。

49.权利要求44的方法，还包括在步骤(a)和(b)的过程中将电势施加到所述离子交换填充物两端。