Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2008 №3

На коротком участке разделения анализы проводятся очень быстро. Как показано на рис. 49, в поле 1300 В/см (30 кВт) тестовые ионы разделяются менее, чем за 30 с, при этом проявление пиков, несмотря на высокую напряженность поля, очень хорошее. При таком разделении можно, к примеру, для пика кальция достичь 600 тыс. тарелок на метр или, нормируя на время, — 320 тыс. тарелок в минуту. Сильным полем ионы ускоряются до скорости движения 0.96 см/с без существенного изменения профиля потока и проявления пиков.

Среди факторов, влияющих на детектирование, решающую роль играет прежде всего селективность разделяющих систем.

Используя взаимодействие ионов с комплексообразователем, можно влиять на подвижность. В то время как добавка оксалат-ионов к буферу не оказывает никакого влияния, цитрат-ионы резко понижают подвижность ионов щелочно-земельных металлов. Например, 100 мкМ цитрата достаточно для элюирования кальция и магния после лития.

Рис. 50.Влияние цитрата на разделение щелочных и щелочноземельных ионов.

_{Условия: прибор КЭ — Millipore Waters Quanta 4000; капилляр: 75 мкм, 50/57 см; поле: 438 В/см. Буфер — 5 мМ имидазол/серная кислота, pH 4.6, динатрийцитрат в качестве добавки; ввод пробы давлением 5 с, непрямое детектирование 214 нм; проба — катионный стандарт с 1 мМ каждого: калия, натрия, бария, кальция, магния и лития.}

Еще меньшие концентрации буферных добавок достаточны при использовании Titriplex 3 (динатриевой соли ЭДТА). Менее 20 мкМ этой соли ЭДТА в буфере достаточны для того, чтобы комплексообразование со щелочно-земельными ионами происходило настолько сильно, что их невозможно детектировать. При этом подвижности однозарядных ионов даже при концентрациях ЭДТА 200 мМ практически не изменяются. ЭДТА оказался наиболее эффективным реагентом для маскировки щелочно-земельных ионов.

Как можно показать с помощью теоретических выкладок, использование ионов буфера с большими молярными коэффициентами экстинкции приводит к более чувствительному детектированию. Молярный коэффициент экстинкции в УФ-спектре имидазола в максимуме при 205 нм составляет 5000. Имидазольный буфер можно использовать в области от 190 до 220 нм для непрямого детектирования, т. е. область применения ограничена нижней УФ-областью. Вследствие того, что многие вещества также поглощают в УФ-области, при детектировании могут возникать помехи. Расширение области непрямого детектирования в сторону более высоких длин волн и/или в область более щелочных значений pH достигается 4-аминопиридином (4-АП). В максимуме поглощения при 205 нм 4-АП обладает молярным коэффициентом экстинкции 15500, при 245 нм — около 15600. При 254 нм существует еще один пик с экстинкцией около 14000. Это примерно в три раза больше, чем молярный коэффициент экстинкции имидазола при 214 нм. Подвижность 4-АП примерно такая же, что и у имидазола. Преимущество 4-АП проявляется в том, что ом применим в более широкой области длин волн — даже при 270 нм можно проводить непрямое детектирование. Кроме того, буфер 4-АП можно использовать до значений pH 10.1 без уменьшения чувствительности буферной системы вследствие исчезновения заряда 4-АП.

В таблице 19 приведены другие буферные системы, применяемые для разделения катионов с непрямым детектированием. По подвижностям ионов пробы можно выбрать подходящий разделяющий буфер. Значения pKs берутся из литературы или определяются титрованием.

Соответствующие УФ-спектры важнейших буферных компонентов представлены на рис. 51.

Рис. 51. УФ-спектры буферных веществ, которые можно применять для непрямого детектирования катионов. УФ-спектры веществ, протонированные уксусной кислотой, получены на детекторе Perkia Elmer LC 480 Diodea Array.

Воспроизводимость разделения в ионной аналитике при применении буферных систем очень хорошая. ОСО времен миграции лежат ниже 0.5 %, воспроизводимость площади пика — важнейшая величина для количественных анализов — лучше 2.3 %. Наряду с точностью для количественных расчетов важной величиной является их достоверность, которая подтверждается данными других методов. В качестве альтернативных методов измерения выступают атомно-абсорбционный анализ, ИОХ, а также ионный анализ с ионно-селективными электродами. Как показывают некоторые примеры, результаты, полученные различными методами анализа, в пределах известных допустимых отклонений совпадают. Определение щелочных и щелочноземельных катионов в байкальской воде показано на рис. 52.