JP3221020B2 - Ion analysis method - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はイオンの分析方法を提供
することにある。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention provides a method for analyzing ions.
【0002】[0002]
【従来の技術】イオン交換クロマトグラフィ−において
高度にイオン化されたイオン種は、イオン交換樹脂によ
って分離され、例えば、電気伝導度検出器によって定量
的に検出される。2. Description of the Prior Art In ion exchange chromatography, highly ionized ionic species are separated by an ion exchange resin and quantitatively detected by, for example, an electric conductivity detector.
【0003】この型の最初の系は、ビックボルト[Z.An
al.Chem.,132, 401(1951)]によって解決されたが、送
液ポンプを使用しておらず、充填カラムの効率が悪く、
しかも感度が低いなどの欠点を有する。その後、スモ−
ル[Anal.Chem., 47,1801 ]によって開発されたイオン
クロマトグラフは、高速液体クロマトグラフ技術を取り
入れ、とくに脱イオン交換カラムを用いることによっ
て、イオンの高感度分析を達成した。[0003] The first system of this type was the Big Bolt [Z.
al. Chem., 132, 401 (1951)], but no liquid pump was used and the efficiency of the packed column was poor.
Moreover, it has disadvantages such as low sensitivity. After that,
The ion chromatograph developed by Le [Anal. Chem., 47, 1801] has achieved high-sensitivity analysis of ions by incorporating high-performance liquid chromatography technology, in particular by using a deion exchange column.
【0004】さらに脱イオン交換カラムの代わりにイオ
ン交換チュ−ブを用い、前記分離カラムからの溶出液を
前記チュ−ブ内に通液して対イオンをこのチュ−ブの壁
を通して外側に抽出するイオンの分析方法が、特開昭5
6−135156号公報、特開昭58−58464号公
報などに発表されている。Further, an ion exchange tube is used instead of a deion exchange column, and an eluate from the separation column is passed through the tube to extract counter ions outward through the wall of the tube. The method of analyzing the ions that are generated is disclosed in
No. 6,135,156 and Japanese Patent Laid-Open No. 58-58464.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】脱イオン交換カラムを
用いる方法では、脱イオン交換カラムにイオンが大量に
保持されると、これらを別の流路に切換えて再生するた
めに、一旦分析を停止して再生液と洗浄液を順次送液す
る必要があり、それゆえに分析装置の構成が複雑とな
り、さらに再生用に酸またはアルカリを大量に必要とす
るなどの欠点を有している。In the method using a deion exchange column, when a large amount of ions are retained in the deion exchange column, the analysis is temporarily stopped in order to switch them to another flow path and regenerate them. Then, it is necessary to sequentially feed the regenerating solution and the washing solution, which complicates the configuration of the analyzer, and further has the disadvantage that a large amount of acid or alkali is required for regeneration.
【0006】また、脱イオン交換カラムの代わりにイオ
ン交換チュ−ブを用いる方法では、硫酸またはドデシル
ベンゼンスルホン酸などの試薬がイオン交換チュ−ブの
壁を通して内側に漏洩する性質を有すしており、このた
めこれらの試薬は高濃度での使用が不適当であり、それ
故に定常的に低濃度の試薬を送液する手段、例えばポン
プとその配管系を必要とし、さらに再生用に酸またはア
ルカリを大量に必要とするなどの欠点を有している。ま
た、このような装置は脱イオン器具を必要とするため分
析装置が大型かつ複雑となる。In the method using an ion exchange tube instead of a deion exchange column, a reagent such as sulfuric acid or dodecylbenzenesulfonic acid has a property of leaking inward through the wall of the ion exchange tube. Therefore, these reagents are not suitable for use at a high concentration, and therefore require a means for constantly sending low-concentration reagents, such as a pump and its piping system, and further require acid or alkali for regeneration. Has the disadvantage that a large amount of is required. In addition, such a device requires a deionization device, and thus the analysis device becomes large and complicated.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
欠点を改善すべく、鋭意検討の結果、とくに水溶液中に
微量に存在するイオンを高感度、かつ再現性よく測定で
きるイオンの分析方法を完成したものである。Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies in order to improve these drawbacks. As a result, particularly, the analysis of ions which can measure trace amounts of ions present in an aqueous solution with high sensitivity and good reproducibility. The method is completed.
【0008】すなわち、本発明は、イオンを含有する試
料溶液を分離カラムに通して該イオンを分離した後、分
子量が100万以上または粒径が1.0μm以下の対イ
オン交換体を含有する反応溶液と反応させて、電気伝導
度検出器で該イオンを測定することを特徴とするイオン
の分析方法を提供するものである。That is, according to the present invention, after a sample solution containing ions is passed through a separation column to separate the ions, a reaction containing a counter ion exchanger having a molecular weight of 1,000,000 or more or a particle size of 1.0 μm or less is performed. An ion analysis method characterized by reacting with a solution and measuring the ions with an electric conductivity detector.
【0009】[0009]
【作用】以下、本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.
【0010】本発明に用いる対イオン交換体は溶出成分
と溶離液中に存在する陽イオンを除去し、目的とする陰
イオン成分を高感度かつ再現性よく定量するためのもの
である。The counter ion exchanger used in the present invention is for removing eluted components and cations present in the eluate, and for quantifying the desired anion component with high sensitivity and reproducibility.
【0011】本発明でいう対イオン交換体とは、陽イオ
ン除去にはカチオン交換基を有するイオン交換体であ
り、例えばポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホ
ン酸、ポリアクリル酸、リグニンスルホン酸、ホルマリ
ンとナフタレンスルホン酸縮合物、ポリメタクリル酸、
アルギン酸、カルボキシメチルセルロ−ス、硫酸セルロ
−ス、硫酸でんぷんなどの低分子電解質を単位構造とす
る重合体やスチレン・ジビニルベンゼンゲル、ポリアク
リレ−トゲル、架橋セルロ−スゲル、シリカゲル、カ−
ボンゲルなどの基材の表面にカチオン交換基を有するイ
オン交換体などが挙げられる。The counter ion exchanger referred to in the present invention is an ion exchanger having a cation exchange group for removing cations, such as polystyrene sulfonic acid, polyvinyl sulfonic acid, polyacrylic acid, lignin sulfonic acid, formalin and naphthalene. Sulfonic acid condensate, polymethacrylic acid,
Polymers having a unit structure of a low molecular electrolyte such as alginic acid, carboxymethyl cellulose, cellulose sulfate, and starch sulfate, styrene / divinylbenzene gel, polyacrylate gel, crosslinked cellulose gel, silica gel, car
An ion exchanger having a cation exchange group on the surface of a substrate such as Bongel is exemplified.
【0012】陰イオン除去にはアニオン交換基を有する
イオン交換体であり、グリコ−ルキトサン、アルキルグ
リコ−ルキトサン、ポリビニルピリジニウム、アミノ化
でんぷん、アミノ化セルロ−ス、ポリエチレンイミンな
どの低分子電解質を単位構造とする重合体やスチレン・
ジビニルベンゼンゲル、ポリアクリレ−トゲル、架橋セ
ルロ−スゲル、シリカゲル、カ−ボンゲルなどの基材の
表面にアニオン交換基を有するイオン交換体などが挙げ
られる。For removing anions, it is an ion exchanger having an anion exchange group, and uses a low molecular electrolyte such as glyco-leuktosan, alkylglycol-lektosan, polyvinylpyridinium, aminated starch, aminated cellulose or polyethyleneimine as a unit. Polymer or styrene
Examples thereof include an ion exchanger having an anion exchange group on the surface of a substrate such as divinylbenzene gel, polyacrylate gel, crosslinked cellulose gel, silica gel, and carbon gel.
【0013】そして本発明で重要なことはこれら対イオ
ン交換体は、分子量が100万以上または粒径が1.0
μm以下のものである必要がある。そしてこの対イオン
交換体は、低分子電解質を単位構造とする重合体の場合
には分子量が100万以上で0.1〜5%濃度に調製し
ても沈殿を生じない安定な反応溶液となり、ゲルなどの
基材の表面にイオン交換基を有する場合には粒径が1.
0μm以下で0.1〜5%濃度に調製しても沈殿を生じ
ない安定なコロイド溶液となるものである。What is important in the present invention is that these counter ion exchangers have a molecular weight of 1,000,000 or more or a particle size of 1.0.
It needs to be less than μm. In the case of a polymer having a low molecular electrolyte as a unit structure, the counter ion exchanger is a stable reaction solution having a molecular weight of 1,000,000 or more and no precipitation even when adjusted to a concentration of 0.1 to 5%, When the surface of a base material such as a gel has ion-exchange groups, the particle size is 1.
Even when the concentration is adjusted to 0.1 to 5% at 0 μm or less, a stable colloid solution which does not cause precipitation is obtained.
【0014】分子量が100万未満だと対イオン交換体
の移動度が高まり、バックグランドの電気伝導度は下が
らないし、また粒径が1.0μmを越えると安定なコロ
イド溶液として存在しないため、一定濃度を送液しない
ことや、配管に目詰まりを生じるために好ましくない。If the molecular weight is less than 1,000,000, the mobility of the counter ion exchanger increases, and the background electric conductivity does not decrease. If the particle size exceeds 1.0 μm, it does not exist as a stable colloid solution. It is not preferable because the concentration is not sent and the piping is clogged.
【0015】これら対イオン交換体を含有する反応溶液
を使用する際の特徴的なことは、これまで通常使用して
いた脱イオンカラムやイオン交換膜器具などを採用せず
して、かつ再生液をも使用せずして、充分高感度かつ再
現性よく微量存在するイオンをも測定しうることであ
る。A characteristic feature of the use of a reaction solution containing these counter ion exchangers is that the regeneration solution can be used without using a deionization column or an ion exchange membrane device which has been conventionally used. Without using the same, it is possible to measure even a small amount of ions with sufficiently high sensitivity and reproducibility.
【0016】特別な脱イオン装置を必要としないことは
勿論であるが、溶出液と対イオン交換体を含むコロイド
液の合流部分、検出器までの配管形状、配管の長さなど
の工夫により、イオン交換速度を促進することも可能で
ある。Of course, a special deionization device is not required, but by devising the confluence of the colloid liquid containing the eluate and the counter ion exchanger, the shape of the pipe to the detector, the length of the pipe, etc. It is also possible to increase the rate of ion exchange.
【0017】本発明方法を実施するための分析装置の一
実施態様を図1に示す。図1の主たる部分として溶離液
貯槽1、溶離液送液ポンプ2、試料注入バルブ3、分離
カラム4、カラム恒温槽5、電気伝導度検出器6、イン
テグレ−タ7、反応溶液貯槽8、反応溶液送液ポンプ9
とから構成され、反応溶液は分離カラム4と電気伝導度
検出器6の間で溶離液流路に導入されるイオンの分析装
置である。FIG. 1 shows an embodiment of an analyzer for carrying out the method of the present invention. The main parts of FIG. 1 are an eluent storage tank 1, an eluent feed pump 2, a sample injection valve 3, a separation column 4, a column thermostat 5, an electric conductivity detector 6, an integrator 7, a reaction solution storage tank 8, and a reaction. Solution feeding pump 9
The reaction solution is a device for analyzing ions introduced into the eluent flow path between the separation column 4 and the electric conductivity detector 6.
【0018】[0018]
【図1】FIG.
【0019】[0019]
【実施例】以下、本発明を実施例により説明するが、本
発明はこれらにのみ限定されるものではない。The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
【0020】実施例1 高速液体クロマトグラフとして、溶離液と反応溶液を送
液するデユアルポンプ(東ソ−製CCPM型)に試料注
入部を有しかつ電気伝導度検出器を内臓したカラム恒温
槽(東ソ−製IC−8010)を使用し、分離カラムと
して長さ5cm、内径4.6mmのアニオン分析カラム
を装着し、分析カラムと電気伝導度検出器の間に長さ2
m、内径0.5mmのテフロン配管を設け、その中間位
置に対イオン交換体を含有する反応溶液を導入するT字
型テフロン配管を設けたクロマト分析装置を使用した。Example 1 As a high-performance liquid chromatograph, a column thermostat having a sample injection part in a dual pump (CCPM type, manufactured by Tohso Corporation) for sending an eluent and a reaction solution and having an electric conductivity detector built therein. (Toso-IC-8010), an anion analysis column having a length of 5 cm and an inner diameter of 4.6 mm was installed as a separation column, and a length of 2 cm was used between the analysis column and the electric conductivity detector.
A chromatographic analyzer was used in which a Teflon pipe having a diameter of 0.5 mm and an inner diameter of 0.5 mm was provided, and a T-shaped Teflon pipe for introducing a reaction solution containing a counter ion exchanger was provided at an intermediate position.
【0021】なお、反応溶液の調製は、酸型のポリスチ
レンスルホン酸イオン交換体を、2N−HCl溶液にて
10%の溶液とし、1.0μmのミクロフィルタ−でろ
過した後、そのろ液を分画分子量100万の限外濾過膜
を用いて、低分子物質を除去し、超純水にて繰り返し洗
浄した後、純水にて濃度1%の反応溶液とした。この反
応溶液中のポリスチレンスルホン酸イオン交換体の分子
量は100万〜300万であった。The reaction solution was prepared by converting an acid-type polystyrene sulfonic acid ion exchanger into a 10% solution with a 2N HCl solution, filtering through a 1.0 μm microfilter, and filtering the filtrate. Using a ultrafiltration membrane having a molecular weight cutoff of 1,000,000, low molecular substances were removed, and the resultant was repeatedly washed with ultrapure water. The molecular weight of the polystyrene sulfonic acid ion exchanger in this reaction solution was 1,000,000 to 3,000,000.
【0022】溶離液として2.6mMNaHCO3 と
1.0mMNa2 CO3 の混合水溶液を使用して流速
1.0ml/minで通液し、上記反応溶液を流速1.
0ml/minで通液したときの電気伝導度検出器での
バッククラウンド伝導度は392μS/cmであった。A mixed aqueous solution of 2.6 mM NaHCO 3 and 1.0 mM Na 2 CO 3 was passed as eluent at a flow rate of 1.0 ml / min.
When the solution was passed at 0 ml / min, the background conductivity of the electric conductivity detector was 392 μS / cm.
【0023】実施例2 ポリスチレンスルホン酸イオン交換体のかわりに分子量
が100万〜250万のポリビニルスルホン酸イオン交
換体を使用した以外は実施例1と同様にしてバッククラ
ウンド伝導度を測定したところ433μS/cmであっ
た。Example 2 The background conductivity was measured in the same manner as in Example 1 except that a polyvinyl sulfonic acid ion exchanger having a molecular weight of 1,000,000 to 2.5 million was used instead of the polystyrene sulfonic acid ion exchanger. 433 μS / cm.
【0024】実施例3 ポリスチレンスルホン酸イオン交換体のかわりに分子量
が100万〜250万のポリアクリル酸イオン交換体を
使用した以外は実施例1と同様にしてバッククラウンド
伝導度を測定したところ425μS/cmであった。Example 3 The background conductivity was measured in the same manner as in Example 1 except that a polyacrylic acid ion exchanger having a molecular weight of 1,000,000 to 2.5 million was used instead of the polystyrenesulfonic acid ion exchanger. It was 425 μS / cm.
【0025】実施例4 ポリスチレンスルホン酸イオン交換体のかわりに分子量
が100万〜250万平均粒径が0.1μmのスルホン
酸型ポリスチレンゲルイオン交換体を使用した以外は実
施例1と同様にしてバッククラウンド伝導度を測定した
ところ15μS/cmであった。また、7種の標準イオ
ンを用いて分析したときに得られたクロマトグラムを図
2に示す。Example 4 In the same manner as in Example 1 except that a sulfonic acid type polystyrene gel ion exchanger having a molecular weight of 1,000,000 to 2.5 million and an average particle diameter of 0.1 μm was used instead of the polystyrenesulfonic acid ion exchanger. The measured background conductivity was 15 μS / cm. FIG. 2 shows chromatograms obtained when analysis was performed using seven types of standard ions.
【0026】[0026]
【図2】FIG. 2
【0027】実施例5 ポリスチレンスルホン酸イオン交換体のかわりに分子量
分布が100万〜250万平均粒径が0.1μmのカル
ボン酸型ポリアクリレートゲルイオン交換体を使用した
以外は実施例1と同様にしてバッククラウンド伝導度を
測定したところ28μS/cmであった。Example 5 Same as Example 1 except that a carboxylic acid type polyacrylate gel ion exchanger having a molecular weight distribution of 1,000,000 to 2.5 million and an average particle diameter of 0.1 μm was used instead of the polystyrenesulfonic acid ion exchanger. The measured background conductivity was 28 μS / cm.
【0028】比較例1 実施例1で用いた反応溶液のかわりに、硝酸、硫酸、ド
デシルベンゼンスルホン酸などの低分子量カチオン交換
体を用いた以外は、実施例1と同様の操作でバッククラ
ウンド伝導度を測定した。その結果、硝酸では、610
0μS/cm,硫酸では5200μS/cm、ドデシル
ベンゼンスルホン酸では4200μS/cmの高伝導度
を示し、クロマトグラム上でのバックグランドが高く標
準イオンでの測定はできなかった。COMPARATIVE EXAMPLE 1 The same procedure as in Example 1 was repeated except that a low-molecular-weight cation exchanger such as nitric acid, sulfuric acid, or dodecylbenzenesulfonic acid was used instead of the reaction solution used in Example 1. The conductivity was measured. As a result, for nitric acid, 610
0 μS / cm, sulfuric acid showed high conductivity of 5200 μS / cm, and dodecylbenzenesulfonic acid showed high conductivity of 4200 μS / cm. The background was high on the chromatogram, and measurement with standard ions could not be performed.
【0029】[0029]
【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明の分
析方法によれば、溶出成分および溶離液中の対イオンを
効率よく除去するために、対イオン交換体を含有する反
応溶液液を合流せしめるだけで、目的イオンを高感度か
つ再現性よく定量できる。As described above in detail, according to the analysis method of the present invention, a reaction solution containing a counter ion exchanger is merged in order to efficiently remove an elution component and a counter ion in an eluent. Simply by doing so, the target ion can be quantified with high sensitivity and high reproducibility.
【図1】本発明方法を実施するための分析装置の一実施
態様を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of an analyzer for performing the method of the present invention.
【図2】実施例4で得られた7種の標準イオンによるク
ロマトグラムである。FIG. 2 is a chromatogram of seven standard ions obtained in Example 4.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 30/02 G01N 27/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01N 30/02 G01N 27/08
Claims (1)
供し、溶離液を供することにより該イオンを分離、溶出
させ、分子量が100万以上の低分子電解質を単位構造
とする重合体表面に対イオン交換基を導入した対イオン
交換体を含む反応溶液、又は粒径が1.0μm以下の基
材表面に対イオン交換基を導入した対イオン交換体を含
む反応溶液を前記溶出した溶出液に添加・混合し、該混
合液を電気伝導度検出器に供して前記イオンを検出する
ことを特徴とする、イオンの分析方法。1. A sample solution containing ions is supplied to a separation column, and the ions are separated and eluted by supplying an eluent to the surface of a polymer having a unit structure of a low molecular electrolyte having a molecular weight of 1,000,000 or more. The reaction solution containing the counter ion exchanger into which the ion exchange group is introduced, or the reaction solution containing the counter ion exchanger into which the counter ion exchange group is introduced into the base material having a particle size of 1.0 μm or less is eluted into the eluate. A method for analyzing ions, comprising adding and mixing the mixture, and supplying the mixture to an electric conductivity detector to detect the ions.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31136091A JP3221020B2 (en) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | Ion analysis method |
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---|---|
JPH05126810A JPH05126810A (en) | 1993-05-21 |
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