陰イオン定量のためのDionex Integrion HPIC システムの構築

Application
Note
IC16002
Application
Note
IC16002
溶媒中のイオン分析
直接注入法とマトリックス除去法
–H"¦¹¼â7
-Q/A@¢ÖÌÝÊ¿Åo@
炭酸系溶離液条件の場合
JlYHpC5¦
サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社
ÂãÙÒ¸ÊÃÚã¹»â˸Ҹʿ9)T
キーワード
¾ãáãÍ
H"‹ZK7‹I^7
溶媒、
不純物分析、
濃縮分析
§™­¥
Thermo
Scientific™ Dionex™ IonPac™ÃÝãƧ‹2<H"`*’t
はじめに
˜‘˜2<H"¦I(¥°ž §ÔãÅܹ⦥°²‹PO+’
機溶媒をそのまま注入することができます（直接注入法）。
!%—´‹$m’q¢¤³•¢’²«šŒ
しかし有機溶媒の濃度によってはベースラインの変動により、目的成分が妨害され、
ピーク
yx}
4. Br
1
μS/cm
†S/cm
Ž½Üצ­‹ØÈÐãÞ¯·ÇÌÏÌÝÞ¤£¦2<H"¦¹¼â
Thermo Scientific™ Dionex™ IonPac™シリーズは、有機溶媒耐性が高いカラム
7µš³‹2<H"µœ¦««Aš³•¢’¡“«šåQ/A@æŒ
のため、メタノールやアセトニトリルなどの有機溶媒中のイオン分析をする場合、有
(mg/L)
0.05
mg/L
2. Cl 1. F 0.05
0.05
3. NO2.2 Cl 0.1
0.05
4. Br 3. NO2 0.1
0.1
;G¦I( 1. F
定量が困難となることがあります。
このベースライン変動を軽減できる分析方法として、濃縮カラムを用いたマトリック
·ÓÝÁãÃÛâÐãÌIC14005¡§?lKYHpCµMŽQ/A
ス除去法があります。
@¢ÖÌÝÊ¿Åo@¦2Ÿµ–\˜«˜Œ4·ÓÝÁãÃÛâÐãÌ
アプリケーションノートIC14005では水酸化物系溶離液を用いた直接注入法とマト
¡§‹JlYHpCµMŽµ–\˜«šŒ
リックス除去法の2つをご紹介しました。本アプリケーションノートでは、炭酸系溶
離液を用いた場合をご紹介します。
·ÇÌÏÌÝÞåAcCNæ‹ØÈÐãÞåMeOHæ‹2-ÓàÑÐ
直接注入
ãÞåIPAæ¦3Vs¦2<H"µ‹AÞãÓµMŽ
アセトニトリル
（AcCN ）、メタノール（MeOH ）、2- プロパノール
Q/A˜«˜Œ]8§‹b1¥Sš°¥‹F
（IPA¦+¥ŸŽ §2<H"I(50äU(«¡¡´
）の三種類の有機溶媒を、注入ループを用いて直接注入しま
¨DL§90±10䡍²‹$m¡“³•¢’R
した。結果は、
表1に示すように、フッ素（F ）以外の成分について
f¡“«˜Œ˜‘˜‹£¦H"®F¦_¥ÔãÅܹ
は有機溶媒濃度
50％程度までであれば添加回収率は100±10％
⦒Rf—´­‹F¦$m§ª¢¶£¡“«
であり、
定量できることが確認できました。しかし、どの溶媒も F
75åQ/A@æ
›¶¡˜Œ
の位置にベースラインの変動が確認されたため
（図1の赤破線部
分）、Fの定量はほとんどできませんでした（図1）。
¹¼â¿àÖÌÀÜÒéThermo Scientific Dionex ICS-5000çˆ,
AS-AP
分析条件（直接注入法）
Thermo Scientific Dionex IonPac AG22,
½Ü×é
4x50 mm
装置
Thermo Scientific Dionex ICS-5000+ ™、
Thermo Scientific Dionex IonPac AS22,
Dionex
AS-AP
4x250 mm
カラム
Thermo
Scientific Dionex IonPac AG22
F(é
30‡
（4.5
）
4 ×mmol/L
50 mmJlÎÌݺ×
HpCé
Thermo
Scientific
Dionex IonPac AS22
Jl?[ÎÌݺ×
1.4 mmol/L
（1.20
4 × mL/min
250 mm）
Bmé
温度
ÂÓßÊÂãé
溶離液
:é
Amé
流量
サプレッサー
℃
30
Thermo
Scientific Dionex AERS™ 500, »
¿ÅÈãÎÞÙãÍ(31 mA)
4.5
mmol/L 炭酸ナトリウム
r>
'(:
1.4
mmol/L 炭酸水素ナトリウム
100 †L
1.20 mL/min
Thermo Scientific Dionex AERS ™ 500、
エクスターナルモード（31 mA）
検出器
電気伝導度検出器
試料注入量
100 µL
6
7
y
;G
;GD
·ÇÌÏÌÝÞ
wyx}
wzxy
y
"#$%&'$#()&
zy
z}
図1：50 1Š50äAcCNµQ/A˜¿àÖÌÀÜ×
% AcCNを直接注入したクロマトグラム
表1b1
：三種類の溶媒での添加回収率
（直接注入法）
3Vs¦H"¡¦DLåQ/A@æ
AcCN
AcCN
Q/A
6. PO
5. NO
40.1 0.3
3
7. SO
6. PO
4
40.3 0.2
7.SO4
0.2
0.1
2 u3
u4 5
•¦ÔãÅܹâµiE¡“³71@¢˜ ‹I^½Ü×µMŽÖ
ÌÝÊ¿Åo@’²«šŒ
(mg/L)
0.1
5. NOmg/L
ピーク
3
10%
10%
25%
25%
50%
75%
50%
100%
FF
60
60
86
86
89
89
89
88
Cl
Cl
102
102
102
102
101
105
101
108
NO
BrBr
NO
2 2
108
104
108 104
100
98
100 101
98
101
104
95
101 101
130
84
NO
NO
3 3
105
105
95
95
109
100
109
150
PO
PO
SO
4 u4 SO
4 4
98
102
98
102
104
100
104 101
100
102
105
93
102 101
148
0
MeOH
100%
10%
25%
50%
MeOH
75%
10%
100%
F
88
101
102
84
F
!
101
!
Cl
108
104
103
100
Cl
106
104
106
NO
Br84
2
130
104
97
103
99
96
NO2 101
Br
99
93
104 105
97
105
NO
3
150
96
100
100
NO3
103
96
120
PO
SO04
4u
148
91
101
101
103
104
PO4 98
SO4
108
88
91
101
106
65
75%
89
105
104
95
100
105
93
25%
102
103
103
99
100
101
103
IPA
50%
F
84
Cl
100
NO
962
102
99
108
106
105
106
99
Br
101
103
93
107
101
105
92
92
NO
3
100
104
103
108
93
120
103
100
PO
4u
104
102
108
98
105
106
107
70
SO
984
103
88
103
109
65
108
86
103
104
102
103
107
108
98
103
10%
75%
25%
50%
100%
75%
100%
102
−
79
!
−
!
!
105
106
106
107
106
100
97
IPA
F
Cl
NO2
±10%µg#¡bd
10%
102 105 102
è§3:
25%
79
106 108
Br
NO3
PO4
SO4
50%
−
107
106
101
93
105
109
75%
−
100
106
92
103
107
108
100%
−
97
99
92
100
70
86
100±10%以上を赤字で表記
−は未検出
;G¦I(
;G¦I(
I^½Ü×µMŽ³•¢¡PO+¦¬µ-˜‹ÖÌ
ÝÊ¿Å¡³2<H"µoš³•¢’¡“«šŒ
である有機溶媒を除去することができます
（図2配管図）。その
ÝÊ¿Å¡³2<H"µoš³•¢’¡“«šŒ
{¥kWµS˜«˜Œœ¦]8‹H"N6¦ÔãÅ
結果、
溶媒由来のベースライン変動が抑えられ、直接注入法より
{¥kWµS˜«˜Œœ¦]8‹H"N6¦ÔãÅ
ܹâ’,±´‹Q/A@°²tI(2<H
高濃度の機溶媒中のイオン分析ができるようになります
（図3）。
ܹâ’,±´‹Q/A@°²tI(2<H
ÕâÓ
ÕâÓ
†S/cm
ÕâÓ
ÕâÓ
yx}
μS/cm
†S/cm
"¦¹¼â7’¡“³°¥¤²«šå|æŒ
"¦¹¼â7’¡“³°¥¤²«šå|æŒ
y
wyx}
HpC
HpC
ÌÜÊÓ
ÌÜÊÓ
hZ? ½Ü×
hZ? ½Ü×
AS-AP
AS-AP
.C
.C
1
1
1 ÂâÓÞ
1
ÂâÓÞ6
6
2ÞãÓ
2
6
6
2ÞãÓ
2
I^
5
3
I^
5
3
5
½Ü×
3
5
3
½Ü×
4
4
4
4
2<H"
2<H"
ÂâÓÞ
½Ü×
ÂâÓÞ
½Ü×
{xÖÌÝÊ¿Åo@¦kW
図2：マトリックス除去法の配管図
{xÖÌÝÊ¿Åo@¦kW
¾ÚÝ·Z?¡'—´e0§I^½ÜסPO¹
¾ÚÝ·Z?¡'—´e0§I^½ÜסPO¹
キャリア純水で導入された試料は濃縮カラムで目的イオン種が保
¼âV’-—´«šŒ2<H"ÖÌÝʿŧI^½
¼âV’-—´«šŒ2<H"ÖÌÝʿŧI^½
Ü×¥-—´³•¢¤”.—´‹PO¹¼âV¦¬
持されます。有機溶媒マトリックスは濃縮カラムに保持されるこ
Ü×¥-—´³•¢¤”.—´‹PO¹¼âV¦¬
’p½Üש'‹p:—´«šŒ
’p½Üש'‹p:—´«šŒ
となく排出され、
目的イオン種のみが分離カラムへ導入、
分離検出
ÌÜÊÓ½Üק¾ÚÝ·Z?¦Xc¥MŽ±´«šŒ
ÌÜÊÓ½Üק¾ÚÝ·Z?¦Xc¥MŽ±´«šŒ
されます。
トラップカラムはキャリア純水の精製に用いられます。
75åÖÌÝÊ¿Åo@æ
75åÖÌÝÊ¿Åo@æ
分析条件
（マトリックス除去法）
¹¼â¿àÖÌÀÜÒéDionex ICS-5000ç, AS-AP
ç
¹¼â¿àÖÌÀÜÒéDionex ICS-5000
, AS-AP
＋
装置
、Dionex
Dionex
ICS-5000
½Ü×é
Dionex
IonPac
AG22, 4x50
mm AS-AP
½Ü×é
Dionex IonPac AG22, 4x50 mm
Dionex
IonPac
AS22,
4x250
カラム
（4mm
× 50 mm）
Dionex
IonPac
AG22
Dionex IonPac AS22, 4x250 mm
× 250
Dionex
IonPac
AS22（4
I^½Ü×é
Dionex
IonPac
UTAC-LP2,
4x35
mm mm）
I^½Ü×é
Dionex IonPac UTAC-LP2, 4x35 mm
濃縮カラム
（4 × 35 mm）
Dionex
IonPac
UTAC-LP2
ÌÜÊÓ½Ü×é Dionex
IonPac
ATC-3,
9x24 mm
ÌÜÊÓ½Ü×é Dionex IonPac ATC-3, 9x24 mm
¾ÚÝ·ÕâÓé
mL/min‹3njC
トラッ
プカラム 0.5 Dionex
（9 × 24 mm）
IonPac
ATC-3
¾ÚÝ·ÕâÓé 0.5 mL/min‹3njC
F(é
30‡
キャリアポンプ
0.5
mL/min、3 分間送液
F(é
30‡
HpCé
4.5 mmol/L JlÎÌݺ×
温度HpCé
℃mmol/L JlÎÌݺ×
30
4.5
1.4 mmol/L Jl?[ÎÌݺ×
1.4mmol/L
mmol/L Jl?[ÎÌݺ×
溶離液
炭酸ナトリウム
4.5
Bmé
1.20 mL/min
1.4
mmol/L
Bmé
1.20
mL/min炭酸水素ナトリウム
Dionex AERS 500‹»¿ÅÈãÎÞÙãÍ(31
ÂÓßÊÂãé
Dionex
AERS 500‹»¿ÅÈãÎÞÙãÍ(31
流量
mL/min
mA)1.20
ÂÓßÊÂãé
mA)
:é
r>
'(:
サプレッサー
Dionex AERS 500、
:é
r>
'(:
（31 mA）
Amé
†L
100エクスターナルモード
Amé
100 †L
検出器
電気伝導度検出器
試料注入量
100 µL
yx}
1
2 u3
1
2 u4
u3 5
u4 5
6
7
7
6
y
wyx}
wzxy
|wzxy
|
;G
;G
;GD
;GD
·ÇÌÏÌÝÞ
·ÇÌÏÌÝÞ
zy
zy
Timeåminæ
Timeåminæ
z~
z~
|xu}yäu…€ƒµÖÌÝÊ¿Åo˜¿àÖÌÀÜ×
図3：
50|xu}yäu…€ƒµÖÌÝÊ¿Åo˜¿àÖÌÀÜ×
% AcCNをマトリックス除去したクロマトグラム
b{xuu|Vs¦H"¡¦DLvÖÌÝÊ¿Åo@æ
表
2：三種類の溶媒での添加回収率（マトリックス除去法）
b{xuu|Vs¦H"¡¦DLvÖÌÝÊ¿Åo@æ
AcCN
F
Cl Cl
NO NOBr
NO NO
PO
SO SO4
AcCN
2
3 4 u PO
AcCN FF
Cl 2NO
BrBr 3NO
PO4 u4 4SO
2
3
4
50%
105 105
99 9997 9799 99
105 105
104 104
50% 104 104
50% 104 105
99
97
99
105 104
75%
106 106
104 104
102 102
100 100
102 102
109 109
102 102
75%
75% 106
104 102
100 102
109 102
100%
54 54108 108
103 103
99 9993 9310 1019 19
100%
100% 54
108 103
99
93
10
19
MeOH
F
Cl
NO2
Br
NO3 PO4 SO4
MeOH F
Cl
NO2
Br
NO3 PO4 u SO4
MeOH F99
Cl
Br
PO
2
3
4 u SO
4
50%
107 NO
99
109 NO
106
102
103
50% 99
107
99
109 106 102 103
50% 99
75%
103 107
109 99
101 109
106 106
108 102
102 103
98
75% 103 109 101 106 108 102
98
75%
103
109
101
106
108
102
98
100%
104 106 105 107 106 104
74
100% 104 106 105 107 106 104
74
100% 104 106 105 107 106 104
74
IPA
F
Cl
NO2
Br
NO3 PO4 SO4
50% F 104Cl 107
IPA
NO 102
Br 105
NO 106
PO u 104
SO4 106
IPA
F
Cl 2NO2
Br 3NO3 4PO
4 u SO4
75%
104 109 108 109 107 104 106
50%
104 107 102 105 106 104 106
50% 104 107 102 105 106 104 106
100%
101
110 106 107 109
65
85
75% 104 109 108 109 107 104 106
104 109 108 109 107 104 106
100±75%
10%以上を赤字で表記
−は未検出
100%
101 110 106 107 109
65
85
100% 101 110 106 107 109
65
85
±10%µg#¡bd
±10%µg#¡bd
è§3:
è§3:
まとめ
«¢­
«¢­
有機溶媒耐性が高いカラムを用いても、
高濃度有機溶媒中のイ
½Üק„‚€¡MŽ±´³aO2<H"¡¦ÉØ
オン分析をする場合、
クロマトグラム上にベースラインの変動が
½Üק„‚€¡MŽ±´³aO2<H"¡¦ÉØ
ãħª¢¶£²«›¶Œ˜‘˜‹¿àÖÌÀÜ×¥
確認され、
変動の位置や溶媒の濃度によっては目的成分の定量
ãħª¢¶£²«›¶Œ˜‘˜‹¿àÖÌÀÜ×¥
ÔãÅܹ⦒Rf—´‹¦_¯H"¦
ができません。
マトリックス除去法を用いることで、ベースライン
ÔãÅܹ⦒Rf—´‹¦_¯H"¦
I(¥°ž §PO+¦$m’¡“«›¶ŒÖÌÝÊ
変動の原因となる有機溶媒をオンラインで除去し、
精密分析がで
I(¥°ž §PO+¦$m’¡“«›¶ŒÖÌÝÊ
¿Åo@µMŽ³•¢¡‹ÔãÅܹ⦢
¤³2<H"µ¼âܹâ¡o˜‹X&7’¡“³
¤³2<H"µ¼âܹâ¡o˜‹X&7’¡“³
°¥¤²«šŒ
°¥¤²«šŒ
きるようになります。
¿Åo@µMŽ³•¢¡‹ÔãÅܹ⦢
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IC080_A1602SO
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IC080_A1602SO
Application Note XXXXX
I^½Ü×µMŽ³•¢¡PO+¦¬µ-˜‹ÖÌ
濃縮カラムを用いることで目的成分のみを保持し、
マトリックス
1. F uuu0.05 (mg/L)
uuu0.05 mg/L
(mg/L)
ピーク
2. Cl1. F 0.05
2. Cl 1. F0.05 0.05
3. NO2 0.1
22. Cl0.1 0.05
4. Br3. uNO0.1
0.1
2
4. Br u3. NO
0.1
5. NO3 0.1
5. NO34. Br0.1 0.1
5. NO3
0.1
6. PO4 0.3
6. PO
0.3 0.3
46. PO
7. SO
4 Šuuu0.2 4
7. SO47.Šuuu0.2
SO4
0.2
Application
Note
XXXXX
Application
Note
IC16002
I^½Ü×µMŽÖÌÝÊ¿Åo
濃縮カラムを用いたマトリックス除去
I^½Ü×µMŽÖÌÝÊ¿Åo