日常分析的主要考量：離子層析 – Part2

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前一篇有關離子層析的主要考量因素，討論了污染和處理管柱，本篇將討論離子層析樣品的前處理。

樣品前處理

要以良好的靈敏度準確分析樣品中的目標成分，必須對樣品進行前處理，以盡量減少共存成分的影響，避免管線堵塞或管柱劣化。以下介紹一些經典的離子層析前處理方法。

 

過濾
這是最常用來防止管柱和管線堵塞的方法，使用孔徑 0.2 µm 至 0.5 µm 的拋棄式薄膜濾網。有許多類型的濾網可供使用，但應使用專為離子層析設計、無機離子污染程度較低的濾網。如果樣品中有大量不溶物，請先用離心機沉澱不溶物，以實現更有效率的過濾。

Ultrafiltration
Ultrafiltration 這項便利的方法，可去除薄膜濾網無法去除的蛋白質和其他有機物質，超過濾濾網可用於去除分子量大約 5,000 至 100,000 的物質。市場上也有拋棄式型號可供選購。這些濾網一般可分為兩種，一種用注射器加壓，一種放在離心機中。

 

稀釋
通常使用去離子水或流動相溶液進行稀釋。當然，用於稀釋的溶液不能含有任何目標成分，務必要量測溶液的空白樣品。此外決定稀釋率時，必須考量所用管柱的負載和允許的定量範圍。
避免意外損壞管柱的有效方法，是先量測稀釋 50 至 100 倍的樣品並觀察結果。

 

溶解和萃取
使用離子層析法很難分析固體樣品或有機溶劑，因為離子層析法不會離子化樣品，也無法將樣品萃取或溶解到水溶液中。對於水溶性較差的固體樣品，請先將樣品溶解在有機溶劑中，然後再用水萃取。
如果要量測未知的樣品，請先測試樣品與流動項混和，以確保進樣時不會在流動相中沉澱。

 

微型管柱
這個方法是使用填充離子交換樹脂和疏水性填料的微型管柱，以化學方式去除不需要的物質，一般分為五種類型。(這些管柱也可以結合使用。)

  • H+ 型強陽離子交換樹脂
    - 用於去除陽離子
  • OH- 型強陰離子交換樹脂
    - 用於去除陰離子
  • 疏水填料
    - 用於去除疏水性物質
  • Ag+ 型強陰離子交換樹脂
    - 用於去除鹵素離子
  • Ba2+ 型強陽離子交換樹脂
    - 用於去除硫酸根離子
  • 請務必測試前處理後的回收率。
  • 進行空白樣品量測，確認微管前處理後的空白樣品是否有出現鬼峰或者基線飄移。

 

製備標準溶液

從樣品瓶中浸出的鈉離子隨時間的變化

儲存容器
右圖說明流動相 (6-mM 甲磺酸鹽) 樣品瓶重複進樣到抑制離子層析儀時，鈉離子面積值的變化。使用玻璃和聚乙烯兩種材質的樣品瓶，每個樣品瓶使用前都在純淨水中浸泡清洗。在玻璃容器中，濃度會隨時間增加。
如圖所示，務必要注意與玻璃接觸的酸性溶液會從玻璃中浸出鈉離子或其他物質，影響分析結果。
尤其是高感度的量測，請避免讓樣品長時間與玻璃設備接觸。最常用於聚丙烯或聚乙烯容器來裝樣品。無論使用哪種材質的容器，新容器使用前請務必清潔。

 

樣品溶劑
鎂離子和鈣離子會造成氫氧化物在鹼性水溶液中沉澱，這個情況甚至會在 pH 值未經調整的純淨水中緩慢發生。鎂或鈣離子的濃度會隨時間降低。為了防止這種情況，可以使用稀酸性水溶液製備溶液。然而，為了防止峰值寬化，標準溶液的酸濃度可能應該低於流動相的酸濃度。市售標準溶液通常是濃度 0.1 到 1M 的硝酸或鹽酸溶液。如果稀釋率低，這樣的溶液可能可以用純淨水稀釋。

使樣品溶劑呈酸性，代表競爭性的 H+ 離子將抑制受測離子吸附到容器和儀器上，並提供防止污染的額外效益。為了以高靈敏度測量陽離子，我們建議在稀酸水溶液中製備樣品。(Nt)