DE3738467C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Flüssigkeitschromatographie gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 und gemäß Oberbegriff des Anspruchs 10.

Gemäß den allgemeinen Grundlagen der Flüssigkeitschromatographie füllt man dabei ein Ionenaustauscherharz oder ein absorbtives Packungsmaterial in eine Trennsäule und speist eine Eluierungslösung in die Trennsäule ein, wodurch die Komponenten einer eingespritzten Probe voneinander abgetrennt werden. In den offengelegten japanischen Patentanmeldungen 61-11 662 und 55-1 32 952 (Kokai Nummern) werden Beispiele für ein genaues Messen der zu bestimmenden Komponenten offenbart, bei denen eine Probe einer besonderen Behandlung unterzogen wird.

Mit höherer Geschwindigkeit der Flüssigkeitschromatographie sind die Einspeisungsgeschwindigkeit der Eluierungslösung und damit das Volumen der Trennsäule kleiner geworden. Damit ist auch das Volumen einer einzuführenden Probe kleiner geworden.

Bei der herkömmlichen Flüssigkeitschromatographie wird eine vorbestimmte kleine Menge einer Probe in den Strom der Eluierungslösung eingespritzt und die zu bestimmenden Komponenten in der Probe werden in der Trennsäule voneinander abgetrennt. Mit kleinerer Flußgeschwindigkeit der Eluierungslösung bei der Mikro-Flüssigkeitschromatographie wird die einzuspritzende Probenmenge unvermeidlich zu einer Spurenmenge, und es ist sehr schwierig, eine solche Spuremenge der Proben nach genauem volumetrischen Abmessen in die Eluierungslösung einzuspritzen. Wenn z. B. die Flußgeschwindigkeit einer Eluierungslösung auf einige wenige µl/min vermindert wird, liegt die Probenmenge in der Größenordnung von nl, und es ist in der Praxis schwierig, eine solche Spurenmenge der Probe genau abzumessen.

Andererseits ist - ungeachtet der Verminderung des Volumens einer Probe - in Anal. Chem. 56, S. 2073 bis 2078 (1984) ein Stand der Technik im Bereich der Ionenchromatographie offenbart, der vorschlägt, daß Anionen in einer Eluierungslösung als abwesende Peaks beobachtet werden sollten, wenn man nur die Eluierungslösung kontinuierlich in eine Trennsäule einspeist und in den Strom der Eluierungslösung destilliertes Wasser einspritzt. Der Stand der Technik macht jedoch keinen Vorschlag, wie eine Flüssigkeitsprobe zu handhaben ist, wenn die Flußgeschwindigkeit der Eluierungslösung niedrig ist.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur flüssigkeitschromatographischen Bestimmung anzugeben, welche eine einfache Bestimmung von kleinen Probenmengen auch bei niedriger Flußgeschwindigkeit der Eluierungslösung ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß Anspruch 10 gelöst.

Bei der vorliegenden Erfindung wird ein flüssiges Gemisch der Probe und der Eluierungslösung so hergestellt, daß es sauer oder neutral ist, und die Extraktionsflüssigkeit wird so hergestellt, daß sie alkalisch ist. Die Anionen in einer Probe können mit hoher Empfindlichkeit gemessen werden, wenn man als Erfassungseinrichtung einen Leitfähigkeitsdetektor verwendet.

Als alkalische Extraktionsflüssigkeit ist z. B. eine Kaliumhy­ droxidlösung oder eine Natriumhydroxidlösung geeignet und wird der Trennsäule oder dem Strom des flüssigen Gemisches aus Eluierungslösung und Probe gepulst zugesetzt.

Wenn eine Probelösung im voraus kontinuierlich in die Trenn­ säule eingespeist wird, erreichen die aufzutrennenden Kompo­ nenten der Probenlösung in der Trennsäule ein Adsorptions/De­ sorptions-Gleichgewicht zwischen der Säulenfüllung und der Probenlösung. Die Säulenfüllung ist ein Anionenaustauscher­ harz mit niedriger Austauschkapazität, und die zu bestimmen­ den Komponenten sind Anionen. Somit wird in der Trennsäule ein Ionenaustausch-Gleichgewicht aufgebaut. Wenn eine vorbe­ stimmte geringe Menge einer Lösung aus Alkalihydroxid im Ionengleichgewichtszustand dazu gegeben wird, treiben die Hydroxylionen die bereits adsorbierten Anionen aus dem Anionenaustauscherharz heraus und bilden dabei einen Bandbe­ reich, der reich an Hydroxylionen ist und dem die gewünschten Anionen auf dem Ionenaustauscherharz fehlen. Die Hydroxylionen werden durch die gewünschten Anionen in der Probe und durch andere gelöste Stoffe entwickelt und aus der Trennsäule an den Positionen eluiert, die den eluierten Stellen der zu bestimmenden Anionen in der Probe entsprechen. Die eluierten Hydroxylionen vereinigen sich mit Wasserstoffionen zur Bildung von Wasser, und als Ergebnis erhält man ein Chromato­ gramm, indem die jeweiligen gewünschten Anionen fehlen.

Die Mengen der im voraus adsorbierten gewünschten Anionen sind innerhalb gewisser Konzentrationsbereiche proportional ihrer Konzentration in der Probenlösung, und somit sind die gewünschten Anionen quantitativ bestimmbar. Wenn man die vorliegende Erfindung auf die Messung von Kationen anwendet, wird als Säulenfüllmaterial ein Kationenaustauscherharz verwendet, und als Extraktionsflüssigkeit verwendet man eine saure Lösung, wie z. B. eine verdünnte HNO₃-Lösung.

Nachfolgend wird die Funktion der Erfindung in weiteren Einzelheiten beschrieben.

Als Extraktionsflüssigkeit wird eine Lösung verwendet, die von gleichen Substanzen wie die zu bestimmenden Komponenten in der Probe völlig frei ist. Wenn als Extraktionsflüssigkeit reines Wasser verwendet wird (bevorzugt hochreines (ultra­ pures) Wasser für die Bestimmung von Spurenmengen an Kompo­ nenten), erscheint ein abwesender (unbesetzter) Peak des gelösten Stoffes der Eluierungslösung selbst. Wenn eine Lösung verwendet wird, die die gleichen Substanzen enthält wie der gelöste Stoff der Eluierungslösung, um im Flußdurch­ lauf die gleichen Konzentrationen zu ergeben wie das Extrak­ tionsmittel, kann das Erscheinen des Peaks des gelösten Stoffes selbst unterdrückt werden.

Bei der vorliegenden Erfindung kann als Extraktionsflüssig­ keit eine Standardprobenlösung verwendet werden, die die gleiche Substanz oder die gleichen Substanzen mit vorbestimm­ ter Konzentration enthält wie die zu bestimmende Komponente oder Komponenten in der Probe. In diesem Fall kann man mit dem Detektor ein Chromatogramm erhalten, das auf dem Konzen­ trationsunterschied zwischen der zu bestimmenden Probe und der Standardprobe aufbaut.

Als Trennsäule kann eine Säule verwendet werden, die mit einer Füllung von niedriger Adsorption, Verteilung oder Ionenaustauschkapazität gefüllt ist. Wenn z. B. eine Füllung mit einer Austauschkapazität von 3 µeq/g verwendet wird, beträgt die erforderliche Zeit vom Start, um das flüssige Gemisch einer Eluierungslösung und einer Probe in die Trenn­ säule einzuspeisen, etwa 20 Minuten. Um die Equilibrierung in der Trennsäule innerhalb von 3 Stunden zu erreichen, ist es wünschenswert, daß die Füllung eine Austauschkapazität von nicht mehr als 30 µeq/g hat.

Durch das kontinuierliche Einspeisen des flüssigen Gemisches einer Eluierungslösung und einer Probe in eine Trennsäule mit geringer Adsorption, Verteilung oder Ionenaustauschkapazität, kann man die Equilibrierung von Adsorption, Verteilung oder Ionenaustausch erreichen. Wenn dann eine vorbestimmte Menge einer Extraktionsflüssigkeit zum Zweck der Freisetzung in die Trennsäule eingespeist wird, verhalten sich die zu bestimmen­ den Komponenten, die sich durch Adsorption etc. unter diesen Bedingungen in einem Gleichgewichtszustand auf der Füllung befunden haben, so daß, sie den Gleichgewichtszustand zwi­ schen den zu bestimmenden Komponenten und der Extraktions­ flüssigkeit aufrechterhalten. Als Ergebnis werden die zu bestimmenden Komponenten, die in der Trennsäule durch Adsorp­ tion etc. gehalten worden sind, in die Extraktionsflüssigkeit extrahiert und aus der Trennsäule ausgetragen, wenn die Extraktionsflüssigkeit aus der Trennsäule ausgetragen wird. Die Extraktionsflüssigkeit bewegt sich durch die Trennsäule und nimmt dabei den Zustand eines Bandes an, das von dem flüssigen Gemisch der Eluierungslösung und der Probe an beiden Seiten sandwichartig eingeschlossen wird.

Wenn sich dann das flüssige Gemisch aus der Eluierungslösung und der Probe, wenn es nach dem Einführen der Extraktions­ lösung kontinuierlich in die Trennsäule eingespeist wird, durch die Trennsäule bewegt, werden die in der Probe zu bestimmenden Komponenten verbraucht und ergeben sich die Stellen, aus denen die zu bestimmenden Komponenten durch das vorherige Durchleiten der Extraktionslösung freigesetzt wurden, und somit bewegt sich ein von den zu bestimmenden Komponenten freies Band durch die Trennsäule und wird darin in der glei­ chen Weise entwickelt wie beim normalen Trennbetrieb.

Wenn die aus der Trennsäule abfließende Lösung mit einem Detektor überwacht wird, kann ein Chromatogramm erhalten werden, wie es in Fig. 2 angegeben ist. Wenn in einer Probe nur eine Komponente erfaßt und überwacht wird, kann ein unbesetztes Band als negativer Peak erfaßt werden, welches der Konzentration dieser einzelnen Komponente entspricht. Durch richtige Auswahl der Eluierungsbedingungen kann man die einzelnen zu bestimmenden Komponenten als jeweilige negative Peaks an Positionen (bei Retentionsseiten) erscheinen lassen, an denen sie durch die normale Flüssigkeitschromatographie hätten eluiert werden sollen.

Im Beispiel der Fig. 2 wurden in einer Ionenaustauschersäule Anionen einer Probe aufgetrennt und durch einen Leitfähig­ keitsdetektor erfaßt. Die erfindungsgemäß zu bestimmenden Komponenten sind darauf nicht beschränkt, sondern man kann im Prinzip mit den besonderen Trennsäulen und den bisher in der normalen Flüssigkeitschromatographie verwendeten Detektoren alle Komponenten erfassen, die mit der normalen Flüssigkeits­ chromatographie gemessen werden können.

Im Beispiel der Fig. 2 wurde zum Zweck der Freisetzung als Extraktionsflüssigkeit hochreines (ultrapures) Wasser verwen­ det, jedoch schließt es das erfindungsgemäße Arbeitsprinzip ein, daß jede andere Lösung als Extraktionsflüssigkeit verwendet werden kann, solange sie keine zu bestimmenden Komponenten enthält.

Die Menge der in den Strom eines flüssigen Gemisches der Eluierungslösung und der Probe eingespritzten Extraktions­ flüssigkeit muß genau abgemessen werden. Zum Einspritzen wird normalerweise eine automatische Einspritzeinrichtung verwen­ det, die mit einem Meßrohr und einem Durchgangsschaltventil ausgerüstet ist, und man kann eine Einspritzvorrichtung wie z. B. eine Injektionsspritze verwenden. Die Menge der einzu­ spritzenden Extraktionsflüssigkeit wird ausgewählt nach Maßgabe der Art der Füllung, der Flußgeschwindigkeit der Eluierungslösung, den Konzentrationen der Komponenten in der Probe, der Erfassungsempfindlichkeit des Detektors etc. In der Praxis setzt man ein Volumen fest, das mit einem Meßrohr etc. genau abgemessen werden kann und das normalerweise im Bereich von 1 µl bis 1 ml liegt.

Das flüssige Gemisch aus Eluierungslösung und der Probe wird in die Trennkolonne mit vorgestimmter Geschwindigkeit einge­ speist, und die Flußgeschwindigkeit beträgt nicht mehr als 2 ml/min.

Für die Mikro-Chromatographie wird eine Trennsäule mit kleinem inneren Volumen verwendet, und das innere Volumen einer solchen Trennsäule beträgt nicht mehr als 3 ml. Das pro Minute eingespeiste Volumen des flüssigen Gemisches ist kleiner als das inneren Volumen der Trennsäule.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht, die den schematischen Aufbau einer analytischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 eine Auftragung, die ein Meßbeispiel zeigt, welches mit der Ausführungsform gemäß Fig. 1 erhalten wurde;

Fig. 3 bis Fig. 6 Auftragungen von Meßergebnissen, die mit der Vorrichtung gemäß der Ausführungsform von Fig. 1 erhalten wurden;

Fig. 7 eine Auftragung, die ein Meßbeispiel zeigt, das mit einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten wurde;

Fig. 8 eine Ansicht, die den schematischen Aufbau einer analytischen Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 9 eine Auftragung, die ein Ionenchromatogramm mit einem unbesetzten Chromatogramm vergleicht;

Fig. 10 bis Fig. 13 Vergleichsauftragungen von unbesetzten Chromato­ grammen unter Verwendung verschiedenartiger Extrak­ tionsflüssigkeiten;

Fig. 14 eine Auftragung, die die Kalibrierkurven verschie­ denartiger Anionen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird nachfolgend eine Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Auf einem Drehteller wird eine Vielzahl von Probenbehältern 1 bereitgestellt, von denen jeder eine flüssige, die zu bestim­ menden Komponenten enthaltende Probe enthält, und die Proben­ behälter werden nacheinander für jede Bestimmung an die Ansaugstelle in Richtung des Pfeiles bewegt. In einem Vor­ ratsbehälter 2 für Eluierungslösung ist eine wäßrige Kalium­ hydrogenphthalatlösung enthalten, die so hergestellt ist, daß sie beim Mischen mit einer Probe eine Konzentration von 0,75 mM ergibt. Der Betrieb einer Einspeisepumpe 5 vom Typ einer Doppelhubkolbenpumpe wird von einem Steuergerät 9 gesteuert, um eine Flußgeschwindigkeit von üblicherweise nicht mehr als 1 ml/min, insbesondere eine Mikroflußgeschwindigkeit in der Größenordnung von µl/min sicherzustellen.

Strömungsaufwärts von der Einspeisepumpe 5 ist eine Mischein­ richtung 4 vorgesehen, wobei ein Zweig davon über ein elek­ tromagnetisches Ventil 3 mit einem Schlauch 12 verbunden ist, und wobei der andere Zweig davon über ein anderes Magnet­ ventil 3′ mit einem Ansaugschlauch 11 verbunden ist. Der Ansaugschlauch 11 wird vertikal bewegt und nacheinander in die Probenbehälter 1 eingetaucht, in Übereinstimmung mit der schrittweisen Bewegung der Probenhälter 1 in Reihe. Die elektromagnetischen Ventile 3 und 3′ werden von dem Steuerge­ rät 9 geöffnet und geschlossen, und die Eluierungslösung und die flüssige Probe werden in einem vorbestimmten Verhältnis durch das Ansaugen der Einspeisepumpe 5 in die Schläuche 12 bzw. 11 aufgenommen und in der Mischeinrichtung 4 miteinander verbunden und vermischt.

Das entstehende flüssige Gemisch wird unter Einhaltung einer vorbestimmten Flußgeschwindigkeit in eine Trennsäule 7 eingespeist. Bei dieser Ausführungsform beträgt das Mischungsverhältnis von Eluierungslösung zu flüssiger Probe etwa 50 : 50 (Volumenverhältnis). Das flüssige Gemisch wird kontinuierlich in die Trennsäule 7 eingespeist und aus der Trennsäule 7 durch einen Detektor 8 nach außen ausgetragen. Als Detektor 8 wird in dieser Ausführungsform ein Leitfähig­ keitsüberwacher (Typ L-3700, hergestellt von Hitachi, Ltd., Japan) verwendet, man kann jedoch auch andere Detektorarten, wie z. B. ein Spektrofotometer oder einen coulometrischen Überwacher für einen gewünschten Meßzweck einsetzen.

Als Trennsäule 7 wird eine gepackte Säule Nr. 2710SA-IC von Hitachi verwendet, die einen inneren Durchmesser von 4 mm, eine Länge von 50 mm und ein inneres Säulenvolumen von etwa 2,5 ml aufweist und mit normalen Ionenaustauscherharz 2710SA-IC von Hitachi als Füllung gefüllt ist. Die Füllung ist ein Anionenaustauscherharz mit niedriger Austauschkapazi­ tät, d. h. etwa 20 µeq/g. Als Füllung kann auch ein Ionenaus­ tauscherharz von wesentlich kleinerer Ionenaustauscherkapazi­ tät verwendet werden oder ein Absorbens mit einer Adsorptions­ kapazität in der Größenordnung von µmol/g.

Zwischen der Einspeisepumpe 5 und der Trennsäule 7 ist eine automatische Einspeisungseinrichtung 6 vorgesehen, die mit einem Meßrohr ausgestattet ist, und hochreines Wasser aus einem Lösemittelvorratsbehälter wird mit dem Meßrohr abgemes­ sen, und genau 20 ml des hochreinen Wassers können in den Strom des flüssigen Gemisches aus Eluierungslösung und flüssiger Probe eingespeist werden, indem ein Durchgangsschalt­ ventil geschaltet wird, das in der automatischen Einspeisungs­ einrichtung 6 vorgesehen ist. Signale des Detektors werden als Chromatogramm in einem Aufzeichnungsgerät 14 aufgezeich­ net. Die Signale vom Detektor 8 können auch mit einem Daten­ verarbeiter verarbeitet werden, um die Konzentrationen der einzelnen zu bestimmenden Komponenten zu berechnen und die berechneten Konzentrationen können angezeigt werden.

In die Vorrichtung mit dem vorerwähnten Aufbau wurde das flüssige Gemisch aus Eluierungslösung und flüssiger Probe etwa 2 Stunden nach dem Einspeisen des flüssigen Gemisches mit einer Flußgeschwindigkeit von 1 ml/min eingespeist. Es wurden 20 µl reines Wasser von der automatischen Ein­ speisungsvorrichtung 6 als Extraktionsflüssigkeit in den Strom des flüssigen Gemisches eingespritzt. Die flüssige Probe enthielt jeweils 100 ppm Fluoridionen (F^-), Chlorid­ ionen (Cl^-), Nitritionen (NO₂ ^-), Bromidionen (Br^-), Nitrat­ ionen (NO₃ ^-) und Sulfationen (SO₄ ^2-). Das Meßergebnis ist in Fig. 2 gezeigt, wobei der Peak, der bei einer Retentionszeit von etwa 17 Minuten nach der Injektion der Extraktionsflüssig­ keit erscheint, auf Kaliumhydrogenphthalat in der Eluierungs­ lösung zurückzuführen ist.

Mit der Ausführungsform von Fig. 1 kann sogar eine chromato­ graphische Bestimmung durchgeführt werden, wenn man die flüssige Probe ohne Messung ihres Volumens kontinuierlich einspeist. Somit kann mit dieser Ausführungsform die Bestim­ mung einer flüssigen Probe durchgeführt werden, indem man sie kontinuierlich einspeist, bis eine Bestimmung abgeschlossen ist, ohne irgendeinen automatisch schwierigen Vorgang des Messens einer Menge einer flüssigen Probe in der Größenord­ nung von ml wie bei der herkömmlichen Mikro-Flüssigkeits­ chromatographie, und die automatische Bestimmung kann mit der vorliegenden Erfindung in einfacher und wirksamer Weise durchgeführt werden. Weiterhin kann man eine große Anzahl flüssiger Proben wirksam messen, indem man die einzelnen flüssigen Proben fortlaufend in eine Eluierungslösung ein­ mischt.

In den Fig. 3 bis 6 werden Versuchsergebnisse gezeigt, bei denen der pH-Wert der Eluierungslösung in der Vorrichtung von Fig. 1 geändert wurde, wobei die Beschickungsgeschwindigkeit durch die Beschickungspumpe 5 1,0 ml/min betrug, die flüssige Probe eine wäßrige Lösung war, die jeweils 1 ppm F^-, Cl^-, NO₂ ^-, Br^-, NO₃ ^- und SO₄ ^2- enthielt, und wobei die Trennsäule 7 bei 40°C gehalten wurde. Fig. 3 zeigt die Messung bei pH = 4,5, Fig. 4 zeigt sie bei pH = 4,3, Fig. 5 zeigt sie bei pH = 4,1, und Fig. 6 zeigt sie bei pH = 4,0. Einzelne Pakete A, B, C, D, E und F entsprechen den erwähnten Ionenarten in der Reihenfolge der Beschreibung. Die Meßergebnisse zeigen, daß die einzelnen Komponentenpeaks mit abnehmendem pH-Wert eine längere Retentionszeit haben, wogegen der Peak G des Lösungs­ bestandteiles der Eluierungslösung mit abnehmendem pH-Wert eine kürzere Retentionszeit hat.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es, in dem Lösemittelvorratsbehälter 13 der Ausführungsform gemäß Fig. 1 zum Zweck der Freisetzung eine Kaliumhydrogen­ phthalatlösung als Extraktionsflüssigkeit zu verwenden. Die Extraktionsflüssigkeit zum Zweck der Freisetzung wird so hergestellt, daß sie die gleiche Konzentration und den glei­ chen pH-Wert hat wie jene von Kaliumhydrogenphthalat der Eluierungslösung im Fluß der analytischen Vorrichtung, während andere Bestimmungsbedingungen identisch mit denen von Fig. 2 sind. Das Ergebnis ist in Fig. 7 gezeigt. Der SO₄ ^2--Peak F erscheint an der positiven Seite der Grundlinie wie bei der Ausführung der Fig. 2. Wie aus Fig. 7 hervorgeht, kann das Auftreten des Störpeaks aufgrund des Lösungsbestand­ teils der Eluierungslösung bei dieser Ausführungsform unter­ drückt werden.

Nachstehend wird eine weitere Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung beschrieben, wobei auf Fig. 8 Bezug genommen wird, die einen schematischen Flußaufbau einer erfindungsge­ mäßen chromatographischen Vorrichtung zeigt.

Die Flußgeschwindigkeiten einer Eluierungslösung 31 und einer flüssigen Probe 32 werden von elektromagnetischen Hochge­ schwindigkeitsventilen 33 und 33′ gesteuert und mit vorbe­ stimmten Verhältnis an einer Mischeinrichtung 4 gemischt und durch eine Einspritzeinrichtung 35 mit Hilfe einer Ein­ speisepumpe 5 in eine Trennsäule eingespeist. Mit Hilfe einer Mikrospitze 36 wird bei der Einspritzeinrichtung 35 ein vorbestimmtes Volumen einer alkalischen Lösung eingespritzt. Ein Detektor 8 ist ein Leitfähigkeitsüberwacher mit einer Zelle 8′. Die Leitfähigkeitsmeßzelle 8′ und die Trennsäule 7 sind in einem Säulenofen 10 untergebracht und werden konstant bei 40°C gehalten. Der Leitfähigkeitsüberwacher 8 ist mit einem Datenverarbeiter 37 verbunden, um die Retentionszeit, die Peakhöhe, die Peakfläche etc. aufzuzeichnen. Als Trenn­ säule wird eine Säule verwendet, die mit einer Füllung ge­ ringer Adsorption, Verteilung oder Ioneaustauscherkapazität gefüllt ist. Wenn z. B. eine Füllung mit einer Austauschkapa­ zität von 3 µeq/g verwendet wird, beträgt die notwendige Zeit vom Start zum Einspeisen des flüssigen Gemisches aus Eluierungslösung und flüssiger Probe bis zur Equilibrierung in der Trennsäule etwa 20 Minuten. Um die Equilibrierung in der Trennsäule innerhalb von 3 Stunden zu erhalten, ist es notwendig, eine Füllung mit einer Rückhaltekapazität von nicht mehr als 30 µeg/g zu verwenden. Bei dieser Ausführungs­ form wird in die Trennsäule das gleiche Ionenaustauschharz wie in der Ausführungsform der Fig. 1 eingefüllt.

Das Chromatogramm der Fig. 9 zeigt ein Versuchsergebnis unter Verwendung der Vorrichtung von Fig. 8, wobei die Eluierungs­ lösung 1,5 mM Kaliumhydrogenphthalat (pH = 4,3) war und die flüssige Probe eine wäßrige Lösung war, die jeweils 4,0 ppm F^-, Cl^-, NO ₂ ^-, Br^-, NO₃ ^- und SO₄ ^2- enthielt. Durch das Öffnen oder Schließen der elektromagnetischen Ventile 33 und 33′ wurden die Eluierungslösung und die flüssige Probe in einem Volumenverhältnis von 50 : 50 gemischt, und es wurden 250 µl reines Wasser (gestrichelte Linie) oder 1 µl einer Lösung, die jeweils 100 ppm der erwähnten Ionen (durchgezogene Linie) enthielt, bei der Einspritzeinrichtung 35 zu dem flüssigen Gemisch hinzugegeben.

Der Abfluß wurde mit Hilfe des Ausgangs des Leitfähigkeits­ überwachers 8 überwacht. In Fig. 9 bedeutet die Aufwärtsrich­ tung eine abnehmende Leitfähigkeit. Dies bedeutet, daß die durchgezogene Linie das normale Ionenchromatogramm zeigt, während die gestrichelte Linie ein "unbesetztes Chromato­ gramm" zeigt, in dem die gewünschten Ionen fehlen.

In Fig. 9 bedeuten die Peaks der gestrichelten Linie unbe­ setzte Anionenpeaks wie z. B. F^- (21), Cl^- (22), NO₂ ^- (23), Br^- (24), NO₃ ^- (25) und SO₄ ^2- (26). Im unbesetzten Chromato­ gramm ist zu sehen, daß Peaks, für die Komponenten fehlen, an den Stellen auftreten, wo die Komponenten durch Ionenchroma­ tographie zu eluieren sind, und es gibt Störungen nach dem NO₃ ^- Peak oder vor und dem SO₄ ^2--Peak, wenn in den Strom des flüssigen Gemisches Wasser eingespritzt wird. 16 Minuten nach dem Einspritzen von reinem Wasser als Extraktionsflüssig­ keit erscheint ein unbesetzter Phthalationen-Peak.

Die Fig. 10 bis 13 zeigen den Zustand des unbesetzten Chromatogramms beim Einspritzen verschiedenartiger Extrak­ tionsflüssigkeiten. Es wurde die flüssige Probe verwendet, die jeweils 4,0 ppm der gleichen Anionen wie in Fig. 9 enthielt. In den Fig. 10 bis 13 wurde eine vorbestimmte Menge einer der verschiedenartigen Extraktionsflüssigkeiten an der Einspritzeinrichtung 35 der Fig. 8 in den Strom des flüssigen Gemisches eingespritzt. Im Fall von Fig. 10 wurden 25 µl 1 mM Kaliumhydroxid eingespritzt, im Fall von Fig. 11 wurden 25 µl 0,75 mM Kaliumhydrogenphthalat eingespritzt, im Fall von Fig. 12 wurden 250 µl reines Wasser eingespritzt, und im Fall von Fig. 13 wurden 25 µl reines Wasser einge­ spritzt, um die unbesetzten Chromatogramme zu erhalten. Wenn wie im Fall der Fig. 10 1 mM Kaliumhydroxid eingespritzt wurde, wurde ein gutes Chromatogramm mit weniger Basislinien­ störungen erhalten. Wenn man das Chromatogramm von Fig. 10 mit dem von Fig. 13 vergleicht, bei dem 25 µl reines Wasser eingespritzt wurden, dann hat das Chromatogramm der Fig. 10 eine etwa dreimal höhere Empfindlichkeit.

Fig. 14 zeigt Kalibrierkurven, die man erhält, wenn man die Konzentrationen der Anionen in der flüssigen Probe 32 zwi­ schen 1 und 10 ppm variiert und 25 µl 1 mM Kaliumhydroxid in den Strom des flüssigen Gemisches einspritzt. Aus Fig. 14 wird deutlich, daß durch das Einspritzen von Kaliumhydroxid das jeweilige Anion in gewissen Konzentrationsbereichen eine gute Linearität zeigt.

Als einzuspritzende Extraktionsflüssigkeit kann jede alka­ lische Lösung verwendet werden, solange sie unter Bildung von Hydroxidionen dissoziiert, und man kann in der Praxis Lithium­ hydroxid, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Ammoniumhydroxid etc. als gelösten Stoff in der alkalischen Lösung verwenden.

Gemäß der Ausführungsform der Fig. 8 kann man "ein unbe­ setztes Chromatogramm" mit weniger Basislinienstörungen erhal­ ten und kann somit Anionen quantitativ bestimmen, indem man eine flüssige Probe in einem bestimmten Konzentrationsbereich kontinuierlich in die Trennsäule einspeist.

Claims (11)

1. Verfahren zur Flüssigkeitschromatographie, das aufweist:
Einspeisen einer Eluierungslösung in eine Trennsäule, Zufügen einer zu bestimmende Ionen enthaltenden Probe zu der Eluierungslösung, und
Überwachen des Abflusses aus der Trennsäule mit Hilfe eines Detektors,
gekennzeichnet durch:
Vermischen der Probe mit der Eluierungslösung in einem vorbestimmten Verhältnis;
kontinuierliches Zuführen des Gemisches in die Trennsäule (7) unter Ausbildung einer Gleichgewichtsverteilung in der Trennsäule (7);
Einführen einer bestimmten Menge einer Extraktionsflüssigkeit zum Ändern der Gleichgewichtsverteilung in den Strom des Gemisches oberhalb der Trennsäule; und
Erfassen einer Veränderung der Detektionssignale.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionen Anionen sind, das flüssige Gemisch sauer oder neutral ist, und die Extraktionsflüssigkeit alkalisch ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Extraktionsflüssigkeit eine Alkalihydroxidlösung ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennsäule mit einer Füllung gefüllt wird, die eine Rückhaltekapazität von nicht mehr als 30 µeq/g hat.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Extraktionsflüssigkeit eine Lösung ist, die frei von den zu erfassenden Ionen ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Extraktionsflüssigkeit die gleichen Substanzen enthält wie der gelöste Stoff der Eluierungslösung.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch mit vorbestimmter Geschwindigkeit und mit kleinerem Einspeisevolumen pro Minute einspeist als das innere Volumen der Trennsäule.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eingeführte Menge der Extraktionsflüssigkeit kleiner als das innere Volumen der Trennsäule ist.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Extraktionsflüssigkeit eine Standardprobenlösung ist.

10. Vorrichtung zur Flüssigkeitschromatographie, mit einer Trennsäule, einer Einrichtung zum Einspeisen einer Eluierungslösung in die Trennsäule und einer Detektionseinrichtung zum Erfassen von Peaks, die zu erfassenden Ionen im Abfluß aus der Trennsäule entsprechen, gekennzeichnet durch
eine oberhalb der Trennsäule eingerichtete Mischeinrichtung zum Mischen einer flüssigen, die zu bestimmenden Ionen enthaltenden Probe, mit der Eluierungslösung in einem vorbestimmten Verhältnis;
eine Vorrichtung zum Einführen einer vorbestimmten Menge einer Extraktionsflüssigkeit in den Strom des flüssigen Gemisches aus flüssiger Probe und Eluierungslösung, die oberhalb der Trennsäule eingerichtet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennsäule mit einer Füllung gefüllt ist, die eine Rückhaltekapazität von nicht mehr als 30 µeq/g hat.