その他イオンクロマトグラフ

HPLCのカラム温調として定評のある、強制空気循環型のカラムオーブンです。しかも、電子冷却機能により、室温-15℃からのカラム温度制御が可能です。オーブン内はカラムのほか、サプレッサとノンサプレッサ用の電気伝導度検出器セルASSYも同時に取り付けられる大容量タイプです。

水道水質分析用 高性能陰イオン分析カラムShim-pack IC-SA4による水道水分析

水道水質分析では,逐次水質基準の見直しと,それに伴う検査方法の改定が行われています。最近では水質管理目標設定項目であった亜硝酸態窒素が水質基準に追加されるとともに,妥当性評価が行われるようになり,分析の精度も重要視される動きがあります。さらに,イオンクロマトグラフの分野でも分析のスループット向上が求められています。

ここでご紹介しますShim-pack IC-SA4 は,水道水質分析専用に新規開発された陰イオン分析用高性能カラムで,「水質基準に関する省令の規定に基づき厚生労働大臣が定める方法(平成15 年厚生労働省告示第261 号),水質基準に関する省令等の一部を改正する省令(平成26 年2 月28 日厚生労働省令第15 号)」に基いた分析が可能です。

水質基準項目のイオンの分離

Fig. 1 には,水質基準項目に含まれる陰イオン5 項目(F,Cl,NO2,NO3,ClO3)および,環境水中に一般に含まれる無機陰イオンの分離例を,Table 1 には標準分析条件を示します。充てん材の平均粒子径の約3 μm への微細化と,保持特性の調整により,溶出の早いふっ化物イオンのピークをウォーターディップから十分離れるまで保持させるとともに,硫酸イオンの保持時間を20 分以内に収める分析を可能としました。

また,塩素酸イオンと近接して溶出する臭化物イオンもベースライン分離が可能です。

ケイ酸を含む試料の分析

山間部を流れる河川水を多く含む水にはケイ酸塩が含まれる場合があります。ケイ酸イオンは1 価イオンの弱酸としてカラムに保持されるため,溶離液組成によっては,ふっ化物イオンとピークが重なり,定量を妨害する場合があります。

Shim-pack IC-SA4 の標準分析条件は,このケイ酸イオンとふっ化物イオンの分離を改善しつつ,多成分同時分析可能な条件に設定されています。Fig. 2 には,ケイ酸イオンを含む水道水の分析例を示します。ケイ酸イオンはサプレッサ通過後の溶離液中ではイオン化を抑制されるため負のピークとして検出されます。

亜硝酸態窒素の定量

水質基準である亜硝酸態窒素は,他の水質基準項目と比較して対象となる濃度が0.004 ~ 0.040 mg/Lと低く,直前に溶出する塩化物イオンのテーリングの影響を回避するためにはUV検出器の利用が推奨されます。

Fig. 3,4 には,0.004 ~ 0.040 mg/Lの亜硝酸態窒素をUV 検出したクロマトグラムと検量線を,Table 2 には,作成した検量線を用いて各濃度の標準液を定量した結果と調製濃度に対する誤差率をまとめました。各濃度とも誤差率10 %以下の正確さで検量線が作成できていることがわかります。

Fig. 5 には,塩化物イオン濃度10 ~ 50 mg/Lを含む亜硝酸態窒素0.004 mg/LをUV 検出したときのクロマトグラムを,Table 3 には,亜硝酸態窒素の定量値と誤差率をまとめました。

 
Shim-pack IC-SA4

Shim-pack IC-SA4

 Shim-pack IC-SA4は,サプレッサ方式のイオンクロマトグラフで使用するために開発された陰イオン分析用カラムで,ふっ化物イオン,塩化物イオン,亜硝酸イオン,臭化物イオン,硝酸イオン,りん酸イオン,硫酸イオンの他に,亜塩素酸イオン,塩素酸イオン,臭素酸イオンなど水質分析に要求される陰イオン成分を約20分で分離できます。

特長

水質分析に求められる高分離を実現しつつ,分析時間を短縮

3.5μmの充てん剤粒子径の採用により,水質分析に求められる多成分のイオン種の高分離を実現しました。高い分離性能を維持しながら,水質分析において保持が強い硫酸イオンを約20分で溶出できます。BrとClO3の分離を,IC-SA3より向上させています。

陰イオン12成分の標準試料のクロマトグラム
■条件  
移動相 :1.7 mmol/L 炭酸ナトリウム/ 5.0 mmol/L 炭酸水素ナトリウム水溶液
流 量 :0.8 mL/min
温 度 :50℃
検 出 :電気伝導度検出器
注入量 :50µL

水質分析対象成分を高い精度で定量可能

けい酸を多く含む水試料であっても,ふっ化物イオンと確実に分離でき,定量精度を高めます。

酢酸イオンは規制対象成分ではありませんが,水サンプルに含まれていることが多く,フッ化物イオンのピークに影響を及ぼすことがあります。IC-SA4は,ふっ化物イオンと酢酸イオンの確実な分離が可能です。

Shim-pack IC-SA4の概要

部品番号(P/N) 品名 サイズ 充てん剤
228-59500-91 Shim-pack IC-SA4 内径4.6 mm
長さ150 mm 
基材:ポリビニルアルコール
イオン交換基 :四級アンモニウム基
粒子径:3.5 µm

※ ガードカラムはありません。以下のプレカラムフィルターをご使用ください。
フィルタハウジング(Filter A-356 P/N:228-50346-01 ),交換用フィルタ(Filter A701 P/N:228-50346-02)

イオンクロマトグラフ用陽イオン分析カラム Shim-pack IC-C4

Shim-pack IC-C4

Shim-pack IC-C4

 Shim-pack IC-C4は,ノンサプレッサイオンクロマトグラフ用に開発された,高性能汎用タイプの陽イオン分析カラムです。
 ノンサプレッサイオンクロマトグラフでは,分離に使用する移動相組成のアレンジが容易ですので, 広範なアプリケーション開発に応用できます。

優れたピーク対称性

標準試料溶液の分析

図1 標準試料溶液の分析

"Shim-pack IC-C4" は,アルカリ金属,アルカリ土類金属イオンの分析を行うための汎用カラムで, 従来製品より 2 価イオンのピーク対称性を改善しています。 微量分析から一般環境水まで幅広い 試料の分析にご使用いただけます。

表1 Shim-pack IC-C4 の仕様
充てん剤 基材 ポリメタクリレート
イオン交換基 カルボキシル基
粒子径 7μm
カラム本体 材質 PEEK (ポリエーテルケトン)樹脂
サイズ 内径 4.6 mm, 長さ 150 mm

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Na と NH4 を高分離

Na イオンとNH4 イオンの分離

図2 Na イオンと NH4 イオンの分離

Na イオンのピーク形状改善により,Na イオンとNH4イオンの高分離を実現しました。 高濃度Naイオン存在下におけるNH4イオンピークへの影響が少なく,一般的な水道水の濃度レベルであれば標準移動相条件で十分な分離が行えます。また,移動相に 18-クラウン- 6 を少量添加することにより,さらに分離を改善することができます。

表2 IC-C4 の標準分析条件
カラム :Shim-pack IC-C4 (150mm L.×4.6mm I.D.)
移動相 :2.5mmol/L しゅう酸
流量 :1.0mL/min.
温度 :40℃
検出 :電気伝導度
注入量 :50μL

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試薬添加による分離改善

水道水中の塩素酸分析では,検水にエチレンジアミン(EDA)を添加する前処理が行われます。 この処理水で陽イオン分析を行った場合,エチレンジアミンの保持が強く分析時間が長くなるため, 移動相濃度を高くして溶出を早める分析条件を設定します。
この時,移動相に 18-クラウン- 6 を少量添加することにより,全体の溶出時間を短縮した状態で,溶出の早い Na イオンと NH4イオンの分離を改善することができます。 18-クラウン- 6 の添加により,NH4イオンとK イオンの溶出を選択的に遅らせることができます。

陽イオン一斉分析

図3 陽イオン標準溶液のクロマトグラム

表3 IC-C4 の高分離条件
カラム :Shim-pack IC-C4
 (150mm L.×4.6mm I.D.)
移動相 :3.5 mmol/L しゅう酸
:1 mmol/L 18-クラウン- 6
流量 :1.0mL/min.
温度 :45℃
検出 :電気伝導度
注入量 :50μL

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フレキシブルな移動相選択

ノンサプレッサ方式のイオンクロマトグラフの特徴のひとつに, フレキシブルな移動相選択があります。 "Shim-pack IC-C4"では,移動相組成のアレンジによる 溶出制御があります。
"Shim-pack IC-C4"では,2種類の移動相を混合して使用することにより, 一般的な無機陽イオン以外にも,分離が困難と思われている遷移金属類の分離も可能となります。

混合移動相による多成分同時分析例

図4 混合移動相による多成分同時分析例

表4 図4の分析条件
カラム : Shim-pack IC-C4
 (150mm L.×4.6mm I.D.)
移動相 : A) 2.5 mmol/L しゅう酸
: B) 2.5 mmol/L メタンスルホン酸
: A):B) = 6:4 (v:v)
流量 : 1.0mL/min.
温度 : 40℃
検出 : 電気伝導度
注入量 : 50μL

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