KR102121732B1 - (Electrolytic eluent modification device for suppressed ion chromatography and ion chromatography system with the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치 및 이를 가지는 이온크로마토그래피 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서프레서형 이온크로마토그래피법에서 낮은 농도영역에서 나타나는 감도 저하와 비선형 감응 문제의 원인인 물의 자동 이온화 평형이동을 억제함으로써, 이러한 문제를 해결하도록 한 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치 및 이를 가지는 이온크로마토그래피 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an on-line automatic transformation device for a suppressor type ion chromatography eluent and an ion chromatography system having the same, and more specifically, for the reduction of sensitivity and nonlinear response problems in a low concentration region in the suppressor type ion chromatography method. The present invention relates to an on-line automatic deforming device of a suppressor type ion chromatography eluent and an ion chromatography system having the same, by suppressing the automatic ionization equilibrium shift of the cause.
일반적으로, 이온크로마토그래피는 크로마토그래피 기술에 의해, 이온종을 분리하는 기법을 말한다. 이러한 이온크로마토그래피는 고속액체크로마토그래피(HPLC)의 한 분야로서, 용리액이라는 이동상이 존재하고, 이온 컬럼안에 고정상이 존재한다. 시료 용액은 용리액에 의해 이온 컬럼으로 이동되고, 이온의 친화도 차이에 따라 이온들의 이동 속도가 달라져 각 이온별 분리가 일어나는 방법이다.In general, ion chromatography refers to a technique for separating ionic species by chromatography. Ion chromatography is a field of high-speed liquid chromatography (HPLC), in which a mobile phase called eluent exists and a fixed phase exists in the ion column. The sample solution is transferred to the ion column by the eluent, and the rate of movement of ions varies according to the difference in affinity of the ions, so that separation for each ion occurs.
이러한 과정을 더욱 자세하게 살펴보면, 용리액은 펌프에 의해서 이온크로마토그래피 안으로 흐르게 되고, 시료 주입부로 들어온 시료는 용리액에 밀려서 이온 컬럼으로 이동한다. 이온 컬럼 내에서 이온의 친화도에 따라 이온의 이동 속도에 의한 분리가 일어난 후, 컬럼을 나간 시료와 용리액은 서프레서(suppressor)를 통과하게 된다. 서프레서는 용리액의 전도도를 낮추고, 시료의 전도도를 높여서 이온의 검출을 용이하게 만든다. 서프레서를 통과한 시료는 전기전도도 검출기로 이동해 전도도가 검출된다. 전도도는 컴퓨터나 적분기에 연통해 이온의 성분을 확인하고, 이온의 농도는 전도도가 각 이온의 농도에 비례하므로 각 최대값이 차지하는 면적을 이용해서 측정한다.Looking at this process in more detail, the eluent flows into the ion chromatography by the pump, and the sample entering the sample injection unit is pushed by the eluent and moves to the ion column. In the ion column, after separation due to the ionic mobility according to the affinity of the ions, the sample and the eluent exiting the column pass through a suppressor. The suppressor lowers the conductivity of the eluent and increases the conductivity of the sample, making it easier to detect ions. The sample passing through the suppressor is moved to an electrical conductivity detector to detect conductivity. Conductivity is checked by communicating with a computer or an integrator to check the composition of ions, and the concentration of ions is measured using the area occupied by each maximum value since the conductivity is proportional to the concentration of each ion.
이러한 이온크로마토그래피와 관련된 종래 기술로서, 한국공개특허 제10-1997-0030290호의 "이온 크로마토그래피"가 개시된 바 있는데, 이는 용축액을 공급하는 그래디언트 펌프와, 상기 그래디언트 펌프의 용출액과 N2 가스밸브를 통해 공급되는 발생시약을 용출액과 혼합시키는 발색 시약이송부와, 상기 시약이송부의 혼합용액을 로딩하여 불순물을 검출 및 측정하는 검출부와, 상기 검출부의 측정 데이타를 받아 표시하는 검출이온표시부와, 상기 그래디언트 펌프와 상기 발색 시약이송부의 밸브와 상기 검출부가 설정된 소정 시각에 따라 자동적인 동작과 안전화를 이루도록 스위칭 제어하는 제어타이머를 포함한다.As a related art related to ion chromatography, there has been disclosed "Ion Chromatography" of Korean Patent Publication No. 10-1997-0030290, which includes a gradient pump for supplying a condensate, an eluate of the gradient pump and an N 2 gas valve A coloring reagent transfer unit for mixing the generated reagent supplied through the eluate, a detection unit for detecting and measuring impurities by loading the mixed solution of the reagent transfer unit, and a detection ion display unit for receiving and displaying measurement data of the detection unit, It includes a control timer for switching control to achieve automatic operation and safety according to a predetermined time set by the valve and the detection unit of the gradient pump and the coloring reagent transfer unit.
이러한 종래 기술 뿐만 아니라, 기존의 이온크로마토그래피에서 센 산 또는 센 염기 용리액을 사용하는 서프레서형인 이온크로마토그래피인 경우, 사용 편의도, 농도 구배 용리 및 높은 검출력 등 여러 장점을 가지고 있어 현재 가장 널리 사용되고 있으나, sub-μM 수준의 낮은 농도 영역에서 검량선이 휘어지고, 감도가 낮아지는 문제점을 가지고 있다. In addition to these conventional technologies, in the case of ion chromatography, which is a suppressor type using senic acid or senbase eluent in conventional ion chromatography, it has many advantages such as ease of use, concentration gradient elution and high detection power, and is currently most widely used. However, in the low concentration region of the sub-μM level, the calibration curve is bent and has a problem of low sensitivity.
이러한 문제는 물의 자동 이온화 평형으로 인한 비선형 감응 때문에 나타난다. 탄산 용리액을 사용하는 음이온 분석의 경우, 비선형 감응의 문제가 일찍이 인지되어 다수의 선행 연구가 진행되었으나, 센 산 용리액을 사용하는 양이온 분석에서는 sub-mM 수준의 농도에서 분석 종의 해리가 물의 자동 이온화에 주는 영향이 무시되었다. 그러나 분석 종의 농도가 sub-μM 이하의 수준으로 낮아질 경우 비선형 문제가 나타남은 물론 비선형 정도가 음이온에 비해 더 심각하여, 일부 이온의 경우 음의 신호를 주어 정량이 불가능한 문제까지 야기할 수 있었다. 도 1은 이론적 계산으로 얻은 저농도 구간에서의 음이온과 양이온의 비선형 감응 검량 곡선을 각각 나타낸 것이다.This problem appears due to the nonlinear response due to the automatic ionization equilibrium of water. In the case of anion analysis using a carbonic acid eluent, the problem of nonlinear sensitization was recognized earlier, and a number of previous studies have been conducted.However, in cation analysis using a senic acid eluent, dissociation of the analyte species at concentrations of sub-mM level is automatically ionized by water. The effect on is neglected. However, when the concentration of the analyte species is lowered to a level of sub-μM or less, a non-linear problem appears, and the degree of non-linearity is more severe than that of an anion. 1 is a non-linear response calibration curve of anions and cations in a low concentration section obtained by theoretical calculation, respectively.
이러한 비선형 감응의 문제는 낮은 농도 영역에서 물이 산 또는 염기로 작용하여 물의 이온화 평형이 이동하게 되고, 이로 인해 바탕전도도 값이 감소하는 것에 기인한다. 도 2에 나타난 바와 같이 분석 이온 종이 나타나는 영역에서 분석 이온 종과 짝 산/짝 염기를 이루는 H+ 또는 OH-으로 인해 물의 이온화 평형이 이동하게 되므로 분석 피크가 나타나는 시점의 바탕전도도가 감소하게 된다. 양이온의 경우 짝 산인 H+의 무한 당량 전도도 값이 349.6 S·cm2/mol(25 ℃)로 OH-의 무한 당량 전도도 값인 199.1 S·cm2/mol(25 ℃)에 비해 크기 때문에 바탕전도도의 감소 문제가 더 극심하게 발생해서, 분석 피크가 네거티브(negative)로 나타나는 현상까지도 확인할 수 있다. 따라서 실제 분석 피크의 크기가 이상 값에 비해 작아지게 되어, 검출력이 감소할 뿐만 아니라, 분석 이온 종의 농도에 따른 바탕전도도의 감소 정도가 비례하지 않으므로, 검량선이 비선형으로 나타나 정량 분석에 어려움이 있다.The problem of the nonlinear response is due to the fact that water acts as an acid or a base in a low concentration region, so that the ionization equilibrium of the water moves, thereby reducing the background conductivity value. As shown in FIG. 2, since the ionization equilibrium of water moves due to H + or OH − which forms a pair acid/pair base with the analyte ion species in the region where the analyte ion species appear, the background conductivity at the time when the analytical peak appears is reduced. The background conductivity because a value of infinite equivalent conductivity of 199.1 S · cm in size compared to the 2 / mol (25 ℃) - paired endless equivalent conductivity of the acid H + for cation 349.6 S · cm 2 / by mol (25 ℃) OH The problem of reduction occurs more severely, and even the analytical peak appears to be negative. Therefore, the size of the actual analysis peak becomes smaller than the ideal value, and not only the detection power decreases, but also the degree of background conductivity decreases depending on the concentration of the analyzed ion species, so the calibration curve appears non-linear, making it difficult to quantify. .
또한, Sub-μM 수준의 이온 저농도 무기 이온을 비선형 감응 문제없이 정량 분석하기 위해 용리액에 일정량의 불순물을 첨가하는 것은 필수적이다. 그러나 일정량의 불순물을 포함하는 용리액을 오프라인(off-line)으로 제조하여 사용하는 것은 번거로울 뿐만 아니라, 새로 제조할 때마다 동일한 농도로 정확하게 용리액을 사용하기란 매우 어렵다. 또한 음이온 분석 시 용리액 내의 카보네이트(carbonate) 오염이 제어되어야 하며, 컬럼 작용기와의 친화도가 상대적으로 작아 워터 딥(water dip) 근방에서 나타나는 F-와 유기산 등을 분리 분석하기 위해서는 용리액 구배 프로그램을 적용해야 하므로, 용리액 내의 일정 농도 불순물을 첨가하기 위해서는 온라인(on-line)으로 용리액 내의 불순물 농도를 조정하는 장치의 개발이 필요하게 되었다.In addition, it is essential to add a certain amount of impurities to the eluent in order to quantitatively analyze low-concentration inorganic ions at the sub-μM level without a nonlinear response problem. However, it is difficult to manufacture and use the eluent containing a certain amount of impurities offline, and it is very difficult to accurately use the eluent at the same concentration every time a new preparation is made. In addition, when analyzing anions, carbonate contamination in the eluent should be controlled, and the affinity of the column functional group is relatively small, so the eluent gradient program is applied to separate analysis of F - and organic acids, etc., that appear near the water dip. Therefore, in order to add a certain concentration of impurities in the eluent, it was necessary to develop an apparatus for adjusting the concentration of the impurities in the eluent on-line.
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 서프레서형 이온크로마토그래피법에서 낮은 농도영역에서 나타나는 감도 저하와 비선형 감응 문제의 원인인 물의 자동 이온화 평형이동을 억제함으로써 이를 해결하여, 검량선의 직선 범위를 더 낮은 영역까지 확장하고, 검출력을 향상시키는데 목적이 있다.In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention is to solve this by suppressing the automatic ionization equilibrium movement of water, which is a cause of desensitization and nonlinear response problems in a low concentration region in the suppressor type ion chromatography method, The aim is to extend the straight line range of the calibration curve to a lower area and improve the detection power.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시례에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention will be easily understood through the description of the following examples.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일측면에 따르면, 이온크로마토그래피 시스템의 용리액에 양이온 또는 음이온을 공급하는 장치로서, 일측에 마련되는 이온교환공간부에 탈이온수 또는 용리액이 공급되도록 하는 공급경로가 형성되고, 상기 이온교환공간부에서 양이온 또는 음이온이 첨가된 탈이온수 또는 용리액이 외부로 배출되도록 하는 배출경로가 형성되는 본체; 상기 이온교환공간부에 연결되도록 상기 본체에 마련되고, 상기 양이온 또는 음이온의 첨가를 위한 전해질 용액이 저장되는 저장탱크; 상기 이온교환공간부에 상기 공급경로 측과 상기 저장탱크 측을 분리시켜서 양이온과 음이온 중 어느 하나만을 통과시키도록 하는 이온교환부; 상기 이온교환부를 사이에 두고, 상기 공급경로 측과 상기 저장탱크 측에 각각 설치되고, 상기 전해질 용액으로부터 제공되는 양이온 또는 음이온이 상기 공급경로 측으로 제공되도록 양극 전류와 음극 전류를 각각 공급하는 제 1 및 제 2 전극; 및 상기 제 1 및 제 2 전극에 공급되는 전류를 조절하는 전류공급조절부;를 포함하는, 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치가 제공된다.In order to achieve the above object, according to an aspect of the present invention, as an apparatus for supplying cations or anions to the eluent of the ion chromatography system, so that deionized water or eluent is supplied to the ion exchange space provided on one side The main body is formed in the supply path is formed, the discharge path is formed so that the deionized water or eluent to which the cation or anion is added in the ion exchange space portion is discharged to the outside; A storage tank provided in the main body to be connected to the ion exchange space, and storing an electrolyte solution for adding the cations or anions; An ion exchange unit separating the supply path side and the storage tank side in the ion exchange space to pass only one of positive and negative ions; The first and the positive electrode current and the negative electrode current are respectively provided on the supply path side and the storage tank side, and the positive or negative currents provided from the electrolyte solution are provided to the supply path side with the ion exchange part interposed therebetween. A second electrode; And a current supply control unit that controls current supplied to the first and second electrodes. An on-line automatic transformation device for a suppressor type ion chromatography eluent is provided.
상기 이온교환부는, 상기 이온교환공간부에 다수의 프릿(Frit)이 서로 이격되도록 마련되고, 상기 프릿 사이에 양이온교환시트가 적층되며, 상기 양이온교환시트 사이에 양이온교환멤브레인이 개재되고, 상기 이온교환공간부의 출구 측에 양이온교환튜브가 상기 프릿의 이탈을 억제하도록 설치되며, 상기 저장탱크는, 상기 전해질 용액이 RbOH 용액이고, 상기 제 1 전극은, 상기 공급경로 측에 설치되는 캐소드 전극이고, 상기 제 2 전극은, 상기 저장탱크 측에 설치되는 애노드 전극일 수 있다.The ion exchange part, a plurality of frits (Frit) is provided to be spaced apart from each other, a cation exchange sheet is laminated between the frits, a cation exchange membrane is interposed between the cation exchange sheets, the ions A cation exchange tube is installed on the outlet side of the exchange space to suppress the separation of the frit, the storage tank, the electrolyte solution is an RbOH solution, and the first electrode is a cathode electrode installed on the supply path side, The second electrode may be an anode electrode installed on the storage tank side.
상기 이온교환부는, 상기 이온교환공간부에 다수의 프릿(Frit)이 서로 이격되도록 마련되고, 상기 프릿 사이에 음이온교환시트가 적층되며, 상기 음이온교환시트 사이에 음이온교환멤브레인이 개재되고, 상기 이온교환공간부의 출입구 측에 음이온교환튜브가 상기 프릿의 이탈을 억제하도록 설치되며, 상기 저장탱크는, 상기 전해질 용액이 P-TSA(para Toluenesulfonic acid)이고, 상기 제 1 전극은, 상기 공급경로 측에 설치되는 애노드 전극이고, 상기 제 2 전극은, 상기 저장탱크 측에 설치되는 캐소드 전극일 수 있다.The ion exchange unit is provided so that a plurality of frits are spaced apart from each other in the ion exchange space, an anion exchange sheet is laminated between the frits, and an anion exchange membrane is interposed between the anion exchange sheets, An anion exchange tube is installed at the entrance side of the exchange space to prevent the frit from leaving, and in the storage tank, the electrolyte solution is P-TSA (para toluenesulfonic acid), and the first electrode is on the supply path side. It is an anode electrode to be installed, the second electrode may be a cathode electrode installed on the storage tank side.
상기 제 1 전극은, 상기 본체를 통해서 상기 공급경로 끝단까지 연장되도록 설치되는 Pt 와이어로 이루어지고, 끝단에 코일부가 마련되고, 상기 제 2 전극은, 상기 저장탱크의 출입구 측까지 연장되도록 설치되는 Pt 와이어로 이루어지고, 끝단에 면적을 증대시키는 Pt 리본이 마련될 수 있다.The first electrode is made of a Pt wire installed to extend to the end of the supply path through the main body, a coil portion is provided at the end, and the second electrode is Pt installed to extend to the entrance side of the storage tank A Pt ribbon made of a wire and increasing an area at an end may be provided.
상기 공급경로는, 상기 탈이온수 또는 용리액이 공급되는 측에 직경이 확장되는 제 1 확장튜브가 연결되고, 상기 배출경로는, 상기 이온이 첨가된 탈이온수 또는 상기 용리액이 배출되는 측에 직경이 확장되는 제 2 확장튜브가 연결될 수 있다.In the supply path, a first expansion tube having a diameter extending to a side to which the deionized water or eluent is supplied is connected, and in the discharge path, a diameter is extended to a side where the deionized water to which the ions are added or the eluent is discharged. The second extension tube can be connected.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 탈이온수가 저장되는 저장용기; 상기 저장용기로부터 펌프에 의해 이송되는 탈이온수에 존재하는 음이온 또는 양이온의 불순물을 제거하는 이온트랩컬럼; 상기 이온트랩컬럼을 통과한 탈이온수를 용리액으로 제조하는 용리액제조기; 상기 용리액제조기에 의해 제조된 용리액 내부의 기체를 제거하는 디게서; 인젝션밸브에 의해 주입되는 시료를 상기 디게서를 통과한 용리액에 의해 분리되도록 하는 분석컬럼; 상기 분석컬럼을 통과한 용리액 중에 포함되는 검출대상 이온의 반대 극성을 가진 이온을 제거하는 서프레서; 및 상기 서프레서를 통과한 시료에서 분석 대상 이온의 전기 전도도 측정을 통하여 정량 분석을 수행하는 전기전도도검출기;를 포함하고, 본 발명의 일측면에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치는, 탈이온수 또는 용리액에 정해진 농도의 양이온 또는 음이온을 첨가하는, 용리액의 온라인 자동 변형장치를 가지는 이온크로마토그래피 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention, a storage container in which deionized water is stored; An ion trap column for removing impurities of anions or cations present in deionized water transferred by the pump from the storage container; An eluent maker for preparing deionized water that has passed through the ion trap column as an eluent; A degasser for removing gas inside the eluent produced by the eluent maker; An analysis column that separates the sample injected by the injection valve by the eluent that has passed through the degasser; A suppressor to remove ions having opposite polarities of ions to be detected contained in the eluent that has passed through the analysis column; And an electrical conductivity detector that performs quantitative analysis through measurement of the electrical conductivity of the ions to be analyzed in the sample that has passed through the suppressor; and an online automatic modification device for a suppressor type ion chromatography eluent according to an aspect of the present invention. Is provided with an ion chromatography system having an on-line automatic modification of the eluent, which adds a defined concentration of cations or anions to deionized water or eluent.
상기 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치는, 상기 이온트랩컬럼과 상기 용리액제조기 사이에 설치될 수 있다.The online automatic deforming device of the suppressor type ion chromatography eluent may be installed between the ion trap column and the eluent maker.
상기 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치는, 상기 분석컬럼과 상기 서프레서 사이에 설치될 수 있다.The on-line automatic transformation device of the suppressor type ion chromatography eluent may be installed between the analysis column and the suppressor.
상기 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치는, 상기 서프레셔와 상기 전기전도도검출기 사이에 설치될 수 있다.The on-line automatic deforming device of the suppressor type ion chromatography eluent may be installed between the suppressor and the electrical conductivity detector.
상기 서프레서는, 외부로 배출되는 용액이 순환되는 리사이클 모드로 운영될 수 있다.The suppressor may be operated in a recycling mode in which a solution discharged to the outside is circulated.
상기 서프레서는, 이물질제거컬럼에 의해 이물질이 제거된 청정의 증류수를 공급하는 외부 공급 모드로 운영될 수 있다.The suppressor may be operated in an external supply mode for supplying clean distilled water from which foreign matter has been removed by the foreign matter removal column.
본 발명에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치 및 이를 가지는 이온크로마토그래피 시스템에 의하면, 서프레서형 이온크로마토그래피법에서 낮은 농도영역에서 나타나는 감도 저하와 비선형 감응 문제의 원인인 물의 자동 이온화 평형이동을 억제함으로써 이를 해결하여, 검량선의 직선 범위를 더 낮은 영역까지 확장할 수 있고, 검출력을 향상시킬 수 있다.According to the on-line automatic transformation device of the suppressor-type ion chromatography eluent according to the present invention and the ion chromatography system having the same, the suppression-type ion chromatography method automatically reduces the sensitivity of the low concentration region and the water which is the cause of the nonlinear response problem. By suppressing the ionization equilibrium shift, this can be solved, and the straight line range of the calibration curve can be extended to a lower region, and detection power can be improved.
도 1은 종래의 센 염기 및 센 산을 용리액으로 하는 이온크로마토그래피의 sub-μM 수준의 낮은 농도 영역에서 음이온(좌)와 양이온(우) 검량 곡선의 비선형 감응을 나타낸 그래프이다.
도 2는 순수한 물에서의 Li+ 이온 분석 피크의 계산값(35 ℃ : 시료농도 = 0.1 μmol/ L, F = 1 mL/min, V = 5 μl, σ = 0.043 min )을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시례에 따른 용리액의 온라인 자동 변형장치를 가지는 이온크로마토그래피 시스템을 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시례에 따른 용리액의 온라인 자동 변형장치를 가지는 이온크로마토그래피 시스템을 도시한 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시례에 따른 용리액의 온라인 자동 변형장치를 가지는 이온크로마토그래피 시스템을 도시한 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제 4 실시례에 따른 용리액의 온라인 자동 변형장치를 가지는 이온크로마토그래피 시스템을 도시한 구성도이다.
도 9는 본 발명에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치의 양이온 시스템용 작동 원리를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 제 1 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치 적용 양이온 크로마토그래피 시스템의 바탕전도도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 제 1 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치에서 전류의 세기에 따른 양이온 크로마토그래피 바탕전도도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명의 제 2 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치에서 양이온 gradient 조건에서 서프레서 뒤에 장착 시 분석 크로마토그램(1.Li+ 1 μg/L, 2. Na+ 2.6 μg/L 3. NH4+ 2.6 μg/L, 4. MA 4.6 μg/L, 5. K+ 4.6 μg/L and DMA 6.6 μg/L, 6.TMA 18 μg/L, 7. Mg2 + 3.6 μg/L, 8.Ca2+ 7 μg/L)을 나타낸다.
도 13은 본 발명에 따라 0.5 μmol/L dipropylamine을 포함하는 용리액에서의 리튬 이온 분석 피크의 계산값(, 35 ℃ : CS = 0.1 μmol/L, F = 1 mL/min, V = 5 μL, σ = 0.043 min)을 나타낸다.1 is a graph showing a non-linear response of an anion (left) and a cation (right) calibration curve in a low concentration region of a sub-μM level of ion chromatography using a conventional sen base and sen acid as an eluent.
Figure 2 shows the calculated value of the Li+ ion analysis peak in pure water (35 °C: sample concentration = 0.1 μmol/L, F = 1 mL/min, V = 5 μl, σ = 0.043 min).
3 is a cross-sectional view showing an on-line automatic deformation device of a suppressor type ion chromatography eluent according to a first embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view showing an on-line automatic deforming device of a suppressor type ion chromatography eluent according to a second embodiment of the present invention.
5 is a block diagram showing an ion chromatography system having an on-line automatic deformation device for eluents according to a first embodiment of the present invention.
6 is a block diagram showing an ion chromatography system having an on-line automatic deformation device for eluents according to a second embodiment of the present invention.
7 is a block diagram showing an ion chromatography system having an on-line automatic deformation device for eluent according to a third embodiment of the present invention.
8 is a block diagram showing an ion chromatography system having an on-line automatic deformation device for eluents according to a fourth embodiment of the present invention.
Figure 9 shows the principle of operation for the cation system of the automatic on-line deformer of the suppressor type ion chromatography eluent according to the present invention.
10 is a graph showing a change in background conductivity of a cation chromatography system using an on-line automatic modification device of a suppressor type ion chromatography eluent according to a first embodiment of the present invention.
11 is a graph showing the change in the background conductivity of the cation chromatography according to the strength of the current in the on-line automatic modification device of the suppressor type ion chromatography eluent according to the first embodiment of the present invention.
12 is an analytical chromatogram (1.Li + 1 μg/L, 2.Na when mounted behind a suppressor under cationic gradient conditions in an on-line automatic transformation device of a suppressor type ion chromatography eluent according to a second embodiment of the present invention. + 2.6 μg/L 3. NH 4+ 2.6 μg/L, 4. MA 4.6 μg/L, 5. K + 4.6 μg/L and DMA 6.6 μg/L, 6.TMA 18 μg/L, 7. Mg 2 + 3.6 μg/L, 8.Ca 2+ 7 μg/L).
Figure 13 is a calculated value of the lithium ion analysis peak in the eluent containing 0.5 μmol / L dipropylamine according to the present invention (, 35 ℃: CS = 0.1 μmol/L, F = 1 mL/min, V = 5 μL, σ = 0.043 min).
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시례를 가질 수 있는 바, 특정 실시례들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시례에 한정되는 것은 아니다. The present invention can be variously changed, and may have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood as including all modifications, equivalents, and substitutes included in the technical spirit and scope of the present invention, and to be modified in various other forms. May be, the scope of the present invention is not limited to the following examples.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시례를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same reference numerals will be assigned to the same or corresponding components regardless of reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.
도 3은 본 발명의 제 1 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치를 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing an on-line automatic deformation device of a suppressor type ion chromatography eluent according to a first embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(100)는 이온크로마토그래피 시스템의 용리액에 양이온 또는 음이온을 공급하는 장치로서, 본체(110), 저장탱크(120), 이온교환부(130), 제 1 전극(140), 제 2 전극(150) 및 전류공급조절부(160; 도 5에 도시)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the online
본체(110)는 일측에 마련되는 이온교환공간부(111)에 탈이온수 또는 용리액이 공급되도록 하는 공급경로(113)가 형성되고, 이온교환공간부(111)에서 양이온 또는 음이온이 첨가된 탈이온수 또는 용리액이 외부로 배출되도록 하는 배출경로(115)가 형성된다. 또한, 공급경로(113)의 끝단에는 탈이온수 또는 용리액의 공급관 연결을 위한 공급포트(114)가 마련될 수 있고, 배출경로(115)의 끝단에는 양이온 또는 음이온이 첨가된 탈이온수 또는 용리액의 배출관 연결을 위한 배출포트(116)가 마련될 수 있다. 또한 본체(110)는 이온교환공간부(111)를 통해서 저장탱크(120)에 연결되되, 이온교환공간부(111)를 감싸도록 나사 결합되는 기밀캡(112)에 의해 저장탱크(120)와의 연결부위에 대한 리크(leak)를 방지하도록 할 수 있다.The
저장탱크(120)는 이온교환공간부(111)에 연결되도록 본체(110)에 마련되고, 양이온 또는 음이온의 첨가를 위한 전해질 용액이 저장되는데, 본체(110)에 나사 결합, 억지 끼움을 비롯하여 다양한 결합 방식에 의해 본체(110)에 고정될 수 있되, 직접적으로 고정되거나, 캡이나 피팅부재 등을 매개로 하여 고정될 수 있으며, 배기를 위하여 상단에 배기구(121)가 형성될 수 있다. The
이온교환부(130)는 이온교환공간부(111)에 공급경로(113) 측과 저장탱크(120) 측을 분리시켜서 양이온과 음이온 중 어느 하나만을 통과시키도록 한다. The
제 1 및 제 2 전극(140,150)은 이온교환부(130)를 사이에 두고, 공급경로(113) 측과 저장탱크(120) 측에 각각 설치되고, 전해질 용액으로부터 제공되는 양이온 또는 음이온이 공급경로(113) 측으로 제공되도록 양극 전류와 음극 전류를 각각 공급한다. 여기서 제 1 전극(140)은 본체(110)를 통해서 공급경로(113) 끝단까지 연장되도록 설치되는 Pt 와이어로 이루어질 수 있고, 끝단에 코일부(141)가 마련될 수 있다. 제 2 전극(150)은 저장탱크(120)의 출입구 측까지 연장되도록 설치되는 Pt 와이어로 이루어질 수 있고, 끝단에 면적을 증대시키는 Pt 리본(151)이 마련될 수 있다. 제 1 및 제 2 전극(140,150) 각각의 전원 인입측에는 전류공급조절부(160)로부터 전류가 제공되도록 전원공급라인의 연결을 위한 제 1 및 제 2 커넥터(142,152)가 각각 마련될 수 있다. The first and
전류공급조절부(160; 도 5에 도시)는 제 1 및 제 2 전극(140,150)에 공급되는 전류를 미세하게 조절하도록 한다. 전류공급조절부(160)는 전류량에 따른 이온량을 실험적으로 또는 계산적으로 미리 구한 데이터를 통해서 요구되는 전류량을 제 1 및 제 2 전극(140,150)에 공급할 수 있고, 이 밖에도 다양한 방법에 의해 정해진 프로세스의 수행에 필요한 전류량을 공급할 수 있다.The current supply control unit 160 (shown in FIG. 5) is to finely adjust the current supplied to the first and
본 발명의 제 1 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(100)는 양이온 시스템용인 경우, 이온교환부(130)는 이온교환공간부(111)에 다수의 프릿(Frit; 131)이 서로 이격되도록 마련될 수 있고, 프릿(131) 사이에 양이온교환시트(132)가 적층될 수 있으며, 양이온교환시트(132) 사이에 양이온교환멤브레인(133)이 개재될 수 있고, 이온교환공간부(111)의 출구 측에 양이온교환튜브(134)가 프릿(131)의 이탈을 억제하도록 나사 결합 등에 의해 설치될 수 있다. 또한 저장탱크(120)는 전해질 용액이 RbOH 용액일 수 있다. 또한 제 1 전극(140)은 공급경로(113) 측에 설치되는 캐소드 전극일 수 있고, 제 2 전극(150)은 저장탱크(120) 측에 설치되는 애노드 전극일 수 있다. 양이온교환시트(132) 및 양이온교환멤브레인(133)은 양이온만을 통과시키는 작용을 하게 된다. 한편, 본 실시례에서는 양이온 시스템용을 주로 설명하기로 한다. When the on-line
한편 본 발명의 제 1 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(100)는 음이온 시스템용인 경우, 이온교환부는 이온교환공간부에 다수의 프릿(Frit)이 서로 이격되도록 마련될 수 있고, 프릿 사이에 음이온교환시트가 적층될 수 있으며, 음이온교환시트 사이에 음이온교환멤브레인이 개재될 수 있고, 이온교환공간부의 출입구 측에 음이온교환튜브가 프릿의 이탈을 억제하도록 설치될 수 있다. 또한 저장탱크는 전해질 용액이 P-TSA(para Toluenesulfonic acid)일 수 있다. 또한 제 1 전극은 공급경로 측에 설치되는 애노드 전극일 수 있고, 제 2 전극은 저장탱크 측에 설치되는 캐소드 전극일 수 있다. 여기서 음이온교환시트 및 음이온교환멤브레인은 음이온만을 통과시키는 작용을 하게 된다.On the other hand, the on-line
본 실시례에서 양이온교환멤브레인(133)의 계면에서 이온 종이 불균등하게 분포되는 현상인 도넌 평형(Donnan equilibrium)으로 인해 전류를 가하지 않았을 경우에도 Rb+가 용리액으로 첨가되는 것을 방지하기 위해 RbOH 용액과 양이온교환 멤브레인(133), 수지가 닿는 면적을 최소화하였다. RbOH 용액의 선정은 일반적인 양이온 분석시, 분석 이온의 피크에 영향을 끼치지 않으면서 전기에 의해 분해나 변성의 위험이 없는 용액이기 때문이다. 또한 장치의 크기를 초소형화하여 이온교환 부분의 교환 능력(exchange capacity)을 최소화하여 감응 효율을 증가시켰다.RbOH solution and cation to prevent Rb + from being added as an eluent even when no current is applied due to the Donnan equilibrium, a phenomenon in which ionic species are unevenly distributed at the interface of the
RbOH 용액과 직접 맞닿는 부분은 양이온교환튜브(134)를 넣고 매듭을 지어 프릿(131)이 높은 시스템 압력에 의해 RbOH 용액의 저장탱크(120) 쪽으로 튀어나오는 현상을 방지한다. 또한, 양이온교환멤브레인(133)은 이온크로마토그래피 시스템으로부터 가해지는 약 1300 psi 정도의 높은 압력에 견딜 수 있도록 프릿(131)과 양이온교환시트(132)를 넣은 후, 양이온교환시트(132)사이에 양이온교환멤브레인(133)을 위치하였다. 이렇게 만들어진 RbOH 첨가 장치는 약 1900 psi의 높은 압력까지 견디는 것을 확인하였다. 또한 첨가 장치의 효율을 높이기 위해서 제 1 전극(140)은 단부를 원형으로 둥글게 말아 코일부(141)를 형성하고, 제 2 전극(150)에는 Pt 리본(151)을 달아주어 전극의 면적을 최대화하였다.The portion in direct contact with the RbOH solution is inserted into the
본 실시례에 따르면, 양이온교환멤브레인(133)을 계면으로 두고, 한쪽 채널에는 RbOH 용액을, 다른 채널에는 탈이온수(Deionized water, DIW) 혹은 용리액을 흐르도록 한다. 각각의 채널에 (+) 전극과 (-) 전극을 연결하여, 전류공극조절부(160), 즉 전류를 미세하게 조절하는 장치로서, 예컨대 Programmable current source 220 모델(Keithely, USA)을 사용하여, 일정량의 전류를 걸어주어 RbOH 용액이 채워진 채널에서는 H+를, 용리액 채널에서는 OH-를 생성한다. 전기적 중성 상태를 유지하기 위해 H+가 생성된 RbOH 채널에서는 Rb+가 양이온교환멤브레인(133)을 통해 용리액 채널로 이동하게 되며, 용리액 채널에서 생성된 OH-로 인해 전기적으로 음성을 띠고 있어 이 Rb+의 양이온교환멤브레인(133) 통과 현상이 촉진된다. 결과적으로 용리액 채널에 일정량의 RbOH 용액이 첨가된다. 본 발명의 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치를 적용한 시험 분석에서는 0.804 μA의 전류를 가하여 1.0 mL/min의 유속 사용시, 약 0.50 μM Rb+를 용리액에 일정하게 첨가되도록 하였다. 이때 바탕전도도는 약 162 nS/cm이며, 바탕선의 노이즈는 0.050 nS/cm이다.According to this embodiment, the
도 4는 본 발명의 제 2 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치를 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing an on-line automatic deforming device of a suppressor type ion chromatography eluent according to a second embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(200)는, 이전의 제 1 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(100)와 마찬가지로, 일측에 마련되는 이온교환공간부(211)에 탈이온수 또는 용리액이 공급되도록 하는 공급경로(213)가 형성되고, 이온교환공간부(211)에서 양이온 또는 음이온이 첨가된 탈이온수 또는 용리액이 외부로 배출되도록 하는 배출경로(215)가 형성되는 본체(210)와, 이온교환공간부(211)에 연결되도록 본체(210)에 마련되고, 양이온 또는 음이온의 첨가를 위한 전해질 용액이 저장되는 저장탱크(220)와, 이온교환공간부(211)에 공급경로(213) 측과 저장탱크(220) 측을 분리시켜서 양이온과 음이온 중 어느 하나만을 통과시키도록 하는 이온교환부(230)와, 이온교환부(230)를 사이에 두고, 공급경로(213) 측과 저장탱크(220) 측에 각각 설치되고, 전해질 용액으로부터 제공되는 양이온 또는 음이온이 공급경로(213) 측으로 제공되도록 양극 전류와 음극 전류를 각각 공급하는 제 1 및 제 2 전극(240,250), 그리고, 제 1 및 제 2 전극(240,250)에 공급되는 전류를 조절하는 전류공급조절부(미도시)를 포함할 수 있으며, 나아가서 본체(210)에는 이전 실시례와 마찬가지로 기밀캡(212)이 설치될 수 있고, 저장탱크(220)에는 배기구(221)가 형성될 수 있으며, 이온교환부(230)는 프릿, 양이온교환시트, 양이온교환멤브레인 및 양이온교환튜브를 포함할 수 있다. 또한 제 1 전극(240)은 코일부(241)와 제 1 커넥터(미도시)가 마련될 수 있다. 제 2 전극(240)은 Pt 리본(251)과 제 2 커넥터(미도시)가 마련될 수 있다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(200)는 이전 실시례, 즉 제 1 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(100)와 아래의 차이점을 제외하고는 동일한 구성을 가지며, 이러한 동일한 구성에 대해서는 이미 이전 실시례에서 상세히 설명하였으므로 그 설명을 생략하기로 한다. Referring to FIG. 4, the on-line
또한 본 발명의 제 2 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(200)는 이전 실시례와 마찬가지로 양이온용 시스템으로 구성될 수 있고, 이와 달리 음이온용 시스템으로도 구성될 수 있으며, 이에 대해서는 이미 이전 실시례에서 설명하였으므로 그 설명을 생략하기로 한다. In addition, the on-line
또한 본 발명의 제 2 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(200)는 이전 실시례와 달리, 공급경로(213)에는 탈이온수 또는 용리액이 공급되는 측에 직경이 확장되는 제 1 확장튜브(235)가 연결될 수 있고, 배출경로(215)에는 이온이 첨가된 탈이온수 또는 용리액이 배출되는 측에 직경이 확장되는 제 2 확장튜브(236)가 연결될 수 있다. In addition, the on-line
본 실시례의 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(200)는 그 작동 원리가 제 1 실시례의 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(100)의 작동 원리와 동일한데, 구조적 측면에서 다른 점은 본 실시례에서 내부로 용액이 들어가고 나오는 유로에 1/32인치 모세관용 튜빙과 1/16인치 피팅을 사용하여 데드 볼륨(dead volume)을 줄여 피크의 확장(broadening)을 완화하여 분석의 정확도를 확보한 것이다. The operation principle of the on-line
도 5는 본 발명의 제 1 실시례에 따른 용리액의 온라인 자동 변형장치를 가지는 이온크로마토그래피 시스템을 도시한 구성도이다.5 is a block diagram showing an ion chromatography system having an on-line automatic deformation device for eluents according to a first embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시례에 따른 용리액의 온라인 자동 변형장치를 가지는 이온크로마토그래피 시스템(300)은 탈이온수가 저장되는 저장용기(303)와, 저장용기(303)로부터 펌프(302)에 의해 이송되는 탈이온수에 존재하는 음이온 또는 양이온의 불순물을 제거하는 이온트랩컬럼(304)과, 이온트랩컬럼(304)을 통과한 탈이온수를 용리액으로 제조하는 용리액제조기(305)와, 용리액제조기(305)에 의해 제조된 용리액 내부의 기체를 제거하는 디게서(306)와, 인젝션밸브(308)에 의해 주입되는 시료를 디게서(306)를 통과한 용리액에 의해 분리되도록 하는 분석컬럼(309)과, 분석컬럼(309)을 통과한 용리액 중에 포함되는 검출대상 이온의 반대 극성을 가진 이온을 제거하는 서프레서(310)와, 서프레서(310)를 통과한 시료에서 분석 대상 이온의 전기 전도도 측정을 통하여 정량 분석을 수행하는 전기전도도검출기(311)를 포함할 수 있으며, 나아가서, 탈이온수 또는 용리액에 정해진 농도의 양이온 또는 음이온을 첨가하도록 하는 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the
본 실시례에서 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치는 본 발명의 제 1 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(100)이거나, 본 발명의 제 2 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(200)일 수 있으며, 이온트랩컬럼(304)과 용리액제조기(305) 사이에 설치될 수 있다. 또한, 저장용기(303)에 헬륨을 공급하도록 하는 헬륨공급부(301)가 설치될 수 있다. 디게서(306) 후단에는 용리액의 이온 농도가 균일하도록 혼합시키는 믹서(307)가 설치될 수 있다. 또한 서프레서(310)는 외부로 배출되는 용액이 순환 공급되는 리사이클 모드로 운영될 수 있다. In the present embodiment, the on-line automatic deforming device of the suppressor type ion chromatography eluent is the on-line
도 6에서와 같이, 본 실시례에서 이온크로마토그래피 시스템(300)은 이온트랩컬럼(304)의 후단에 위치하여 고압에 견딜 수 있도록 제작되며, 본 발명의 제 1 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치를 추가한 것이다. 탈이온수가 펌프(302)를 통해 이동하고, 이온트랩컬럼(304)에서 증류수 안에 있는 음이온 불순물이 완전히 제거된다. 음이온이 제거된 증류수는 본 발명에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치를 통과하면서 약 0.5 μM Rb+가 증류수에 첨가된다. 0.5 μM Rb+ 를 포함한 증류수는 상용화된 용리액 자동 제조 장치인 용리액제조기(Eluent generator; 305)(MSA 용액을 일정 농도로 자동 발생시키는 장치)를 통과하면서 0.5 μM Rb+ 를 포함하는 용리액으로 변하게 된다. 자동 제조된 용리액은 디게서(306)를 통과하면서 용리액 내부에 기체가 제거되고, 믹서(307)를 통과하면서 용리액의 농도가 고르게 혼합된다. 인젝션밸브(308)에 시료를 주입하고, 인젝션을 수행하면, 양이온시료는 분석컬럼(309)으로 들어가 용리액에 의해 분리된다. 분석컬럼(309)으로부터 용출되는 용리액 중에 포함되는 검출대상 이온과 극성이 반대인 이온을 제거하는 것으로 용리액의 전기 전도도를 저감해 S/N 비를 향상시키는 검출을 위한 전처리 장치인 서프레서(310)에서 시료안의 음이온은 OH-로 교환된다. 이때 일반적인 이온크로마토그래피 시스템에서는 용리액이 물로 변환되어 저농도 분석시 물의 자동 이온화로 인한 스폰지 현상에 의해 미량 분석시 비선형 저감도 문제가 발생하게 된다. 그러나, 본 발명에서는 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치를 통과하는 본 시스템 구성에서 서프레서(310)를 통과해도 용리액 안에 Rb+ 양이온 불순물이 존재하기 때문에 용리액인 물의 해리를 억제하여, 스폰지 현상에 의한 비선형 감도 저하 문제를 해결해준다. 마지막으로 시료는 전기전도도검출기(311) 셀(Cell)에서 각 분석 이온의 전기전도도 측정을 통하여 정량 분석이 이루어진다. As shown in FIG. 6, in this embodiment, the
도 6은 본 발명의 제 2 실시례에 따른 용리액의 온라인 자동 변형장치를 가지는 이온크로마토그래피 시스템을 도시한 구성도이다.6 is a block diagram showing an ion chromatography system having an on-line automatic deformation device for eluents according to a second embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시례에 따른 용리액의 온라인 자동 변형장치를 가지는 이온크로마토그래피 시스템(400)은 탈이온수가 저장되는 저장용기(403)와, 저장용기(403)로부터 펌프(402)에 의해 이송되는 탈이온수에 존재하는 음이온 또는 양이온의 불순물을 제거하는 이온트랩컬럼(404)과, 이온트랩컬럼(404)을 통과한 탈이온수를 용리액으로 제조하는 용리액제조기(405)와, 용리액제조기(405)에 의해 제조된 용리액 내부의 기체를 제거하는 디게서(406)와, 인젝션밸브(408)에 의해 주입되는 시료를 디게서(406)를 통과한 용리액에 의해 분리되도록 하는 분석컬럼(409)과, 분석컬럼(409)을 통과한 용리액 중에 포함되는 검출대상 이온의 반대 극성을 가진 이온을 제거하는 서프레서(410)와, 서프레서(410)를 통과한 시료에서 분석 대상 이온의 전기 전도도 측정을 통하여 정량 분석을 수행하는 전기전도도검출기(411)를 포함할 수 있으며, 나아가서, 탈이온수 또는 용리액에 정해진 농도의 양이온 또는 음이온을 첨가하도록 하는 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, the
본 실시례에서 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치는 본 발명의 제 1 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(100)이거나, 본 발명의 제 2 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(200)일 수도 있으며, 이온트랩컬럼(404)과 용리액제조기(405) 사이에 설치될 수 있다.In the present embodiment, the on-line automatic deforming device of the suppressor type ion chromatography eluent is the on-line
본 실시례에서, 서프레서(410)는 이물질제거컬럼(412)에 의해 음이온이나 양이온 등의 이물질이 제거된 청정의 증류수를 공급하는 외부 공급 모드로 운영될 수 있으며, 이하의 실시례 모두에 동일하게 적용될 수 있다. 이는 일반적인 이온크로마토그래피 시스템의 연결 모드이며, 이러한 외부 모드(external mode) 분석이 이온크로마토그래피의 바탕전도도 값을 낮추어 분석 조건을 최적화시켜준다고 알려져 있다. 이물질제거컬럼(412)에는 퍼지가스공급부(413)로부터 퍼지가스로서 질소가스를 공급받을 수 있다. In this embodiment, the
도 7은 본 발명의 제 3 실시례에 따른 용리액의 온라인 자동 변형장치를 가지는 이온크로마토그래피 시스템을 도시한 구성도이다.7 is a block diagram showing an ion chromatography system having an on-line automatic deformation device for eluent according to a third embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시례에 따른 용리액의 온라인 자동 변형장치를 가지는 이온크로마토그래피 시스템(500)은 본 발명의 제 2 실시례에 따른 용리액의 온라인 자동 변형장치를 가지는 이온크로마토그래피 시스템(400)과 동일한 구성을 가지되, 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치가 분석컬럼(409)과 서프레서(410) 사이에 설치될 수 있는데, 여기서, 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치는 본 발명의 제 1 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(100)이거나, 본 발명의 제 2 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(200)일 수 있다.Referring to FIG. 7, the
도 8은 본 발명의 제 4 실시례에 따른 용리액의 온라인 자동 변형장치를 가지는 이온크로마토그래피 시스템을 도시한 구성도이다. 8 is a block diagram showing an ion chromatography system having an on-line automatic deformation device for eluents according to a fourth embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제 4 실시례에 따른 용리액의 온라인 자동 변형장치를 가지는 이온크로마토그래피 시스템(600)은 본 발명의 제 2 실시례에 따른 용리액의 온라인 자동 변형장치를 가지는 이온크로마토그래피 시스템(400)과 동일한 구성을 가지되, 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치가 서프레서(410)와 전기전도도검출기(411) 사이에 설치될 수 있는데, 여기서, 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치는 본 발명의 제 1 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(100)이거나, 본 발명의 제 2 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(200)일 수 있다.Referring to FIG. 8, the
도 6 내지 도 8에 해당하는 실시례의 이온크로마토그래피 시스템(400,500,600)의 구성 원리는 도 5에 해당하는 실시례의 이온크로마토그래피 시스템(300)의 설명과 동일하나, 다만, 본 발명에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치를 어디에 위치시키는 것이 분석법의 정확도를 확보시킬 수 있는지 결정하기 위해 그 설치 위치를 달리할 수 있다. The configuration principle of the ion chromatography system 400,500,600 of the embodiment corresponding to FIGS. 6 to 8 is the same as the description of the
이와 같은 본 발명에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치 및 이를 가지는 이온크로마토그래피 시스템의 작용을 설명하기로 한다.The operation of the on-line automatic transformation device of the suppressor type ion chromatography eluent according to the present invention and the ion chromatography system having the same will be described.
도 9는 본 발명에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치의 양이온 시스템용 작동 원리를 나타낸다.Figure 9 shows the principle of operation for the cation system of the automatic on-line deformer of the suppressor type ion chromatography eluent according to the present invention.
도 9를 참조하면, 양이온 교환 멤브레인을 계면으로 두고 한쪽 채널에는 RbOH 용액을, 다른 채널에는 탈이온수(Deionized water, DIW) 혹은 용리액을 흐르도록 한다. 각각의 채널에 (+) 전극과 (-) 전극을 연결하여 일정량의 전류를 걸어주어 RbOH 용액이 채워진 채널에서는 H+를, 용리액 채널에서는 OH-를 생성한다. 전기적 중성 상태를 유지하기 위해 H+가 생성된 RbOH 채널에서는 Rb+가 양이온교환멤브레인을 통해 용리액 채널로 이동하게 되며, 용리액 채널에서 생성된 OH-로 인해 전기적으로 음성을 띠고 있어, 이러한 Rb+의 양이온교환멤브레인 통과 현상이 촉진된다. 결과적으로 용리액 채널에 일정량의 RbOH 용액이 첨가된다. 음이온 시스템용 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치의 경우, 양이온교환멤브레인과 RbOH 용액 대신 음이온교환멤브레인과 P-toluenesulfonic acid 용액을 사용한다. Referring to FIG. 9, a cation exchange membrane is placed as an interface, and an RbOH solution is flowed in one channel and deionized water (DIW) or eluent is flowed in the other channel. By connecting (+) electrode and (-) electrode to each channel, a certain amount of current is applied to produce H + in the channel filled with RbOH solution and OH - in the eluent channel. In RbOH channel of the H + generated in order to maintain the electrically neutral state, and the Rb + moves to the eluent channel through the cation exchange membrane, the OH generated in the eluent channel, electrically tinged voice due to, for these Rb + The phenomenon of passing through the cation exchange membrane is promoted. As a result, a certain amount of RbOH solution is added to the eluent channel. In the case of an on-line automatic modification of the suppressor type ion chromatography eluent for anion system, anion exchange membrane and P-toluenesulfonic acid solution are used instead of cation exchange membrane and RbOH solution.
서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치를 이용할 경우, 일정량의 불순물을 포함하는 용리액을 온라인(on-line)으로 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 용리액이 컬럼에 흘러 들어가기 직전에 바로 제조되기 때문에 카보네이트의 오염을 최소화하여, 바탕전도도를 충분히 낮춤으로써 ng/L 수준의 미량 무기 이온 분석이 용이하며, 용리액 농도 구배 프로그램을 적용할 수 있다.When the on-line automatic transformation device of the suppressor type ion chromatography eluent is used, not only can the eluent containing a certain amount of impurities be prepared on-line, but also because the eluent is prepared immediately before flowing into the column. By minimizing the contamination of the carbonate, the background conductivity is sufficiently lowered to facilitate the analysis of trace inorganic ions at the ng/L level, and an eluent concentration gradient program can be applied.
이온교환멤브레인은 기본적인 고분자 매트릭스에 치환하고자 하는 이온과 정전기적 인력을 지니는 이온 작용기를 지니는 형태로 구성된다. 다시 말해 양이온교환멤브레인의 경우에는 음전하를 띠는 작용기가 고정되어 있으며, 음이온교환멤브레인에는 양전하의 작용기가 고정되어 있다. 이로 인해 작용기와 같은 전하를 지니는 이온은 정전기적 척력에 의해 이온 교환 멤브레인을 통과할 수 없으며, 이러한 전하 분포로 생성된 가상의 막을 도난 막이라 지칭한다.The ion-exchange membrane is composed of ions to be substituted in the basic polymer matrix and ionic functional groups with electrostatic attraction. In other words, in the case of a cation exchange membrane, a functional group having a negative charge is fixed, and a functional group of a positive charge is fixed in the anion exchange membrane. Due to this, ions having a charge such as a functional group cannot pass through the ion exchange membrane due to the electrostatic repulsive force, and the imaginary membrane generated by this charge distribution is referred to as a stolen membrane.
이를 도난 배제 현상(Donnan exclusion)이라 하는데, 이온교환멤브레인 계면에서의 이온 농도 차이가 매우 크면, 이 도난 막에 의한 배제 현상이 완벽하게 일어나지 않게 된다. 특히 이동한 이온종이 도달하는 용액이 순수한 물인 경우, 삼투압이 도난 전위를 충분히 극복할 수 있는 수준이 된다. 이렇게 전류를 가하지 않았음에도 불구하고, 용리액으로 이온이 상당량 첨가되는 정도를 도난 누출 금지(Donnan-forbidden leakage)라고 하며, 따라서 본 발명에서 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치를 고안할 때, RbOH 용액의 농도와 용리액과 맞닿는 면적 등을 우선적으로 고려하여, 이러한 도난 누출 금지(Donnan-forbidden leakage)를 최소화하여야 한다.This is called Donan exclusion, and when the difference in ion concentration at the ion exchange membrane interface is very large, the exclusion phenomenon caused by this stolen membrane does not occur completely. In particular, when the solution to which the ionic species migrated is pure water, the osmotic pressure becomes a level that can sufficiently overcome the stolen potential. Despite the fact that the current is not applied, the degree to which a significant amount of ions is added as an eluent is called Donan-forbidden leakage, and thus, in the present invention, when devising an online automatic deforming device for a suppressor type ion chromatography eluent in the present invention, , The concentration of the RbOH solution and the area in contact with the eluent should be first considered, and thus, such a nonnan-forbidden leakage should be minimized.
도 3에서와 같이, 본 발명의 제 1 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(100)는 본 실험에 사용된 이온크로마토그래피 시스템은 ICS-5000(Dionex, Sunnyvale, CA, USA)이다. 본 발명의 제 1 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치를 이용한 이온크로마토그래피 시스템에 대한 실험 시행 조건을 표 1에 제시하였다. 또한 본 발명에서는 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치에 가하는 전류를 미세하게 조절하는 장치로 Programmable current source 220 모델(Keithely, USA)을 사용하였다.As shown in Figure 3, the on-line
본 발명의 제 1 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(100)는 펌프(302)와 용리액제조기(305) 사이에 연결하여 독창적인 조건에서 최적화시켜 개발하였기 때문에 구배(gradient) 조건에 적용할 경우, 바탕선이 흔들리고, 다음 분석을 위한 평형 도달 시간이 길어지는 문제점이 발생한다. 이를 해결하기 위해 이온트랩컬럼(304) 뒤에 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치를 장착해야 하는데, 본 발명의 제 2 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(200)는 큰 보이드 볼륨(Void volum)에 의한 피크 퍼짐 발생을 감소 내지 억제하였다.The on-line
본 발명의 제 1 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(100)를 이용하여 저농도 무기 이온을 분석하기에 앞서 도난 누출 금지(nnan-forbbiden leakage)로 인해 전류를 걸어주지 않아도 RbOH 용액이 용리액으로 첨가되는지를 확인하였으며, 그 결과는 아래의 표 2와 같다. 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(100)가 포함되지 않은 상태에서의 바탕전도도 값인 78 nS/cm와 동일하게, 본 발명의 제 1 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(100)를 장착하고, 전류를 가하지 않은 상태에서의 바탕전도도 값이 78 nS/cm으로 검출되는 것을 확인하였다. 또한 검출기를 통과한 별도의 이온 크로마토그래피 시스템을 이용하여 용리액을 분석하여 Rb+의 농도가 검출한계 이하로 매우 낮아 검출되지 않는 것을 확인하였다. 따라서 본 발명의 제 1 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(100)에서 도난 누출(donnan-leakage)로 인해 RbOH 용액이 용리액으로 첨가되는 현상은 나타나지 않음을 알 수 있다. 아래의 표 2는 본 발명의 제 1 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(100)의 RbOH 용액 농도에 따른 도난 누출(donnan-leakage) 정도와 바탕전도도 변화를 나타낸다.Prior to analyzing low concentration inorganic ions using the online
- n.d. ; not detected-n.d. ; not detected
- 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치가 없을 경우의 바탕전도도 값은 0.078μS/cm-The background conductivity value in the absence of an on-line automatic deformation device of the suppressor type ion chromatography eluent is 0.078 μS/cm
도 10은 본 발명의 제 1 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(100)에 804 nA의 전류를 가한 상태에서 양이온크로마토그래피 시스템의 바탕전도도 값을 41시간동안 1시간 간격으로 모니터링한 결과이다. 이때 바탕전도도 값의 평균은 165nS/cm이며, 상대표준편차(RSD)는 0.57%로 매우 작은 값을 보여 일정한 농도의 RbOH이 용리액으로 안정적으로 첨가되고 있음을 확인할 수 있다.FIG. 10 shows a background conductivity value of a cationic chromatography system for 41 hours with a current of 804 nA applied to the online
표 3은 용리액에 첨가되는 RbOH 농도에 따라 증가하는 바탕전도도의 값을 이론적으로 계산한 것과 대비하여, 실제 본 발명의 제 1 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(100)를 사용하였을 때 증가한 바탕전도도의 값을 비교하여 RbOH 첨가 효율을 계산한 것을 전류 세기별, 저장탱크(120)에 담긴 RbOH 용액의 농도별로 정리한 것이다. 저장탱크(120)의 RbOH 농도가 높고 가하는 전류가 세질수록, RbOH 첨가 효율은 증가하는 것을 확인할 수 있다.Table 3 compares the theoretically calculated value of the background conductivity which increases with the concentration of RbOH added to the eluent, and the online automatic modification device of the suppressor type ion chromatography eluent according to the first embodiment of the present invention (100) ) Is used to compare the value of the increased background conductivity and calculate the efficiency of adding RbOH according to the current intensity and the concentration of the RbOH solution contained in the
Concentration [Concentration [
mMmM
]]
도 11은 본 발명의 제 1 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(100)에서, 바탕전도도 변화를 전류의 세기와 시간에 따라 도시한 것이다. 1시간 간격으로 0~10 μA의 전류를 단계적으로 가감하여 가하였으며, 이에 따른 바탕전도도 값을 모니터링하였다. 도난 누출 금지(Donnan-forbbiden leakage)로 인한 바탕전도도 상승 효과가 없음을 알 수 있으며, RbOH 첨가 효율이 2 μA의 매우 낮은 전류 하에서도 약 68%로 높게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 또한 전류를 10 μA 가하였을 때 이론적인 바탕전도도 상승 값의 90%에 도달하는 데에 약 5분이 걸려 감응 속도가 충분히 빨라 미량 무기 이온 분석시 사용에 문제가 없음을 확인하였다.FIG. 11 shows a change in background conductivity according to the intensity and time of the current in the online
표 4 및 표 5는 일반 양이온 크로마토그래피 시스템과 본 발명의 제 1 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치를 적용하여 0.5μM Rb+을 용리액에 첨가한 양이온 크로마토그래피 시스템을 저농도 양이온 검정 시약을 1시간 간격으로 3일간 반복 분석하여 정밀도를 평가한 결과이다. Intraday와 Interday 정밀도 평가를 통해 본 발명의 제 1 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치를 이용하여 일정한 농도의 Rb+을 포함한 용리액을 사용한 시스템에서의 정밀도(RSD)가 6개의 이온 종에 대해 2%이하로 매우 낮게 확보되는 것을 확인할 수 있다. 또한 분석 피크의 이론값 대비 정확도(recovery)가 6개의 이온 종에 대해 3% 이내로 확보되는 것을 확인하여 본 발명에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치를 적용하여 온라인으로 불순물을 용리액에 첨가해 비선형 감응 문제를 해결할 수 있음을 확인하였다.Table 4 and Table 5 is a cationic chromatography system in which 0.5 μM Rb + is added to the eluent by applying an on-line automatic modification device of a suppressor type ion chromatography eluent according to a first embodiment of the present invention and a general cationic chromatography system. It is a result of evaluating the precision by repeatedly analyzing the low-concentration cation assay reagent for 3 days at 1 hour intervals. Accuracy (RSD) in a system using an eluent containing a constant concentration of Rb + using an online automatic strainer of a suppressor type ion chromatography eluent according to a first embodiment of the present invention through intraday and interday precision evaluation is 6 It can be seen that it is secured very low to 2% or less for the dog's ionic species. In addition, it was confirmed that the accuracy (recovery) compared to the theoretical value of the analytical peak is secured within 3% for the six ionic species, and the on-line automatic modification device of the suppressor type ion chromatography eluent according to the present invention was applied to remove impurities online. It was confirmed that it can be added to solve the nonlinear response problem.
((
μmolμmol
/L)/L)
((
μmolμmol
/L)/L)
본 발명의 제 2 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(200)를 양이온 이온크로마토 그래피 시스템의 다양한 배치에서 실험한 결과, 컬럼 뒤에 장착 시 그레디언트 조건에서 베이스라인 드리프트(baseline drift)로 인해 분석이 불가하였다. 컬럼과 서프레서 사이에 장착 시 그레디언트 조건에서 13.5 uS/㎝ 정도의 베이스라인 드리프트(baseline drift)가 발생하였다. 이는 양이온 용리액인 MSA에 의해, 본 발명의 제 2 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(200)의 맴브레인 불순물이 용리되어 나오는 것으로 추정되며, 시간이 지날수록 베이스라인 드리프트(baseline drift)의 정도는 감소하였으나, 분석에 적용하기는 어렵다고 판단되었다. 배치를 달리하여 서프레서 뒤에 본 발명의 제 2 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(200)를 장착하여 실험한 결과, 그레디언트 조건에서 바탕전도도 값은 0.2 uS/㎝ , noise 0.1 nS/cm로 정상적인 조건을 유지하였으며, 베이스라인 드리프트(baseline drift)는 4nS/㎝로 분석에 문제가 되지 않는 수준이었다. 또한 본 발명의 제 2 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치(200)를 장착하지 않았을 경우와 비교하여 피크 면적은 평균 6배 이상 증가하였다. 도 12는 본 발명의 제 2 실시례에 따른 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치를 서프레서 뒤에 장착한 경우의 그레디언트 조건의 양이온 분석 크로마토그램이다. As a result of experiments in various arrangements of the cationic ion chromatography system, the online
본 발명에서는 용리액 내에 낮은 농도의 불순물 이온을 일정하게 첨가하여 물의 자동 이온화 평형 이동을 억제함으로써 비선형 감응 문제를 해결하고자 하였다. 도 13은 0.5 μmol/L dipropylamine을 포함하는 센 산 용리액을 사용하였을 때의 0.1 μmol/L Li+ 이온 분석 피크를 나타낸 것으로, 바탕전도도의 감소를 억제함으로써 이상값에 근접한 크기의 분석 피크가 검출됨을 확인할 수 있다.In the present invention, the non-linear sensitization problem was solved by suppressing the automatic ionization equilibrium movement of water by constantly adding a low concentration of impurity ions into the eluent. FIG. 13 shows a 0.1 μmol/L Li + ion analysis peak when a senic acid eluent containing 0.5 μmol/L dipropylamine is used, and an analysis peak having a size close to an outlier is detected by suppressing a decrease in background conductivity. Can be confirmed.
이와 같이 본 발명에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시례에 한정되어서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, various modifications and variations can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the claims described below, but also by the claims and equivalents.
110,210 : 본체 111,211 : 이온교환공간부
112,212 : 기밀캡 113,213 ; 공급경로
114 : 공급포트 115,215 : 배출경로
116 : 배출포트 120,220 : 저장탱크
121,221 : 배기구 130,230 : 이온교환부
131 : 프릿 132,232 : 양이온교환시트
133,233 : 양이온교환멤브레인 134,234 : 양이온교환튜브
140,240 : 제 1 전극 141,241 : 코일부
142 : 제 1 커넥터 150,250 : 제 2 전극
151,251 : Pt 리본 152 ; 제 2 커넥터
160 : 전류공급조절부 235 : 제 1 확장튜브
236 : 제 2 확장튜브 301 : 헬륨공급부
302,402 : 펌프 303,403 : 저장용기
304,404 : 이온트랩컬럼 305,405 : 용리액제조기
306,406 : 디게서 307 : 믹서
308,408 : 인젝션밸브 309,409 : 분석컬럼
310,410 : 서프레서 311,411 : 전기전도도검출기
412 : 이물질제거컬럼 413 : 퍼지가스공급부110,210: main body 111,211: ion exchange space
112,212: airtight cap 113,213; Supply path
114: supply port 115,215: discharge path
116: discharge port 120,220: storage tank
121,221: exhaust port 130,230: ion exchange unit
131: frit 132,232: cation exchange sheet
133,233: cation exchange membrane 134,234: cation exchange tube
140,240: first electrode 141,241: coil part
142: first connector 150,250: second electrode
151,251:
160: current supply control unit 235: first extension tube
236: second extension tube 301: helium supply
302,402: Pump 303,403: Storage container
304,404: Ion trap column 305,405: Eluent maker
306,406: Dicer 307: Mixer
308,408: Injection valve 309,409: Analysis column
310,410: suppressor 311,411: electrical conductivity detector
412: foreign matter removal column 413: purge gas supply unit
Claims (11)
일측에 마련되는 이온교환공간부에 탈이온수 또는 용리액이 공급되도록 하는 공급경로가 형성되고, 상기 이온교환공간부에서 양이온 또는 음이온이 첨가된 탈이온수 또는 용리액이 외부로 배출되도록 하는 배출경로가 형성되는 본체;
상기 이온교환공간부에 연결되도록 상기 본체에 마련되고, 상기 양이온 또는 음이온의 첨가를 위한 전해질 용액이 저장되는 저장탱크;
상기 이온교환공간부에 상기 공급경로 측과 상기 저장탱크 측을 분리시켜서 양이온과 음이온 중 어느 하나만을 통과시키도록 하는 이온교환부;
상기 이온교환부를 사이에 두고, 상기 공급경로 측과 상기 저장탱크 측에 각각 설치되고, 상기 전해질 용액으로부터 제공되는 양이온 또는 음이온이 상기 공급경로 측으로 제공되도록 양극 전류와 음극 전류를 각각 공급하는 제 1 및 제 2 전극; 및
상기 제 1 및 제 2 전극에 공급되는 전류를 조절하는 전류공급조절부;
를 포함하고,
상기 제 1 전극은,
상기 본체를 통해서 상기 공급경로 끝단까지 연장되도록 설치되는 Pt 와이어로 이루어지고, 끝단에 코일부가 마련되고,
상기 제 2 전극은,
상기 저장탱크의 출입구 측까지 연장되도록 설치되는 Pt 와이어로 이루어지고, 끝단에 면적을 증대시키는 Pt 리본이 마련되고,
상기 공급경로는,
상기 탈이온수 또는 용리액이 공급되는 측에 직경이 확장되는 제 1 확장튜브가 연결되고,
상기 배출경로는,
상기 이온이 첨가된 탈이온수 또는 상기 용리액이 배출되는 측에 직경이 확장되는 제 2 확장튜브가 연결되고,
상기 이온교환부는,
상기 이온교환공간부에 다수의 프릿(Frit)이 서로 이격되도록 마련되고, 상기 프릿 사이에 음이온교환시트가 적층되며, 상기 음이온교환시트 사이에 음이온교환멤브레인이 개재되고, 상기 이온교환공간부의 출입구 측에 음이온교환튜브가 상기 프릿의 이탈을 억제하도록 설치되며,
상기 저장탱크는,
상기 전해질 용액이 P-TSA(para Toluenesulfonic acid)이고,
상기 제 1 전극은,
상기 공급경로 측에 설치되는 애노드 전극이고,
상기 제 2 전극은
상기 저장탱크 측에 설치되는 캐소드 전극인, 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치.A device for supplying positive or negative ions to the eluent of an ion chromatography system,
A supply path is formed to supply deionized water or eluent to the ion exchange space provided on one side, and a discharge path is formed to discharge deionized water or eluent to which cation or anion is added from the ion exchange space to the outside. main body;
A storage tank provided in the main body to be connected to the ion exchange space, and storing an electrolyte solution for adding the cations or anions;
An ion exchange unit separating the supply path side and the storage tank side in the ion exchange space to pass only one of positive and negative ions;
The first and the positive electrode current and the negative electrode current are respectively provided on the supply path side and the storage tank side, and the positive or negative currents provided from the electrolyte solution are provided to the supply path side with the ion exchange part interposed therebetween. A second electrode; And
A current supply control unit for adjusting the current supplied to the first and second electrodes;
Including,
The first electrode,
It is made of Pt wire which is installed to extend to the end of the supply path through the main body, and a coil part is provided at the end,
The second electrode,
Made of Pt wire installed to extend to the entrance side of the storage tank, a Pt ribbon is provided to increase the area at the end,
The supply path,
A first extension tube having an expanded diameter is connected to a side to which the deionized water or eluent is supplied,
The discharge path,
A second extension tube having an expanded diameter is connected to the side where the ion-added deionized water or the eluent is discharged,
The ion exchange unit,
A plurality of frits are provided to be spaced apart from each other in the ion exchange space part, an anion exchange sheet is stacked between the frits, an anion exchange membrane is interposed between the anion exchange sheets, and an entrance side of the ion exchange space part is provided. In the anion exchange tube is installed to suppress the separation of the frit,
The storage tank,
The electrolyte solution is P-TSA (para Toluenesulfonic acid),
The first electrode,
It is an anode electrode installed on the supply path side,
The second electrode
On-line automatic deformation device of a suppressor type ion chromatography eluent, which is a cathode electrode installed on the storage tank side.
상기 저장용기로부터 펌프에 의해 이송되는 탈이온수에 존재하는 음이온 또는 양이온의 불순물을 제거하는 이온트랩컬럼;
상기 이온트랩컬럼을 통과한 탈이온수를 용리액으로 제조하는 용리액제조기;
상기 용리액제조기에 의해 제조된 용리액 내부의 기체를 제거하는 디게서;
인젝션밸브에 의해 주입되는 시료를 상기 디게서를 통과한 용리액에 의해 분리되도록 하는 분석컬럼;
상기 분석컬럼을 통과한 용리액 중에 포함되는 검출대상 이온의 반대 극성을 가진 이온을 제거하는 서프레서; 및
상기 서프레서를 통과한 시료에서 분석 대상 이온의 전기 전도도 측정을 통하여 정량 분석을 수행하는 전기전도도검출기;
를 포함하고,
청구항 1 에 기재된 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치는,
탈이온수 또는 용리액에 정해진 농도의 양이온 또는 음이온을 첨가하고,
상기 서프레서는,
이물질제거컬럼에 의해 이물질이 제거된 청정의 증류수를 공급하는 외부 공급 모드로 운영되는, 용리액의 온라인 자동 변형장치를 가지는 이온크로마토그래피 시스템.A storage container in which deionized water is stored;
An ion trap column for removing impurities of anions or cations present in deionized water transferred by the pump from the storage container;
An eluent maker for preparing deionized water that has passed through the ion trap column as an eluent;
A degasser for removing gas inside the eluent produced by the eluent maker;
An analysis column that separates the sample injected by the injection valve by the eluent that has passed through the degasser;
A suppressor to remove ions having opposite polarities of ions to be detected contained in the eluent that has passed through the analysis column; And
An electrical conductivity detector that performs quantitative analysis by measuring the electrical conductivity of the ions to be analyzed in the sample that has passed through the suppressor;
Including,
On-line automatic deformation apparatus of the suppressor type ion chromatography eluent according to claim 1,
Adding a defined concentration of cations or anions to deionized water or eluent,
The suppressor,
An ion chromatography system having an on-line automatic modification of the eluent, which is operated in an external supply mode that supplies clean distilled water from which foreign matter has been removed by a foreign matter removal column.
상기 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치는,
상기 이온트랩컬럼과 상기 용리액제조기 사이에 설치되는, 용리액의 온라인 자동 변형장치를 가지는 이온크로마토그래피 시스템.The method according to claim 6,
On-line automatic transformation device of the suppressor type ion chromatography eluent,
An ion chromatography system having an on-line automatic deformation device for the eluent, which is installed between the ion trap column and the eluent maker.
상기 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치는,
상기 분석컬럼과 상기 서프레서 사이에 설치되는, 용리액의 온라인 자동 변형장치를 가지는 이온크로마토그래피 시스템.The method according to claim 6,
On-line automatic transformation device of the suppressor type ion chromatography eluent,
An ion chromatography system having an on-line automatic transformation device for eluent, which is installed between the analysis column and the suppressor.
상기 서프레서형 이온크로마토그래피 용리액의 온라인 자동 변형장치는,
상기 서프레서와 상기 전기전도도검출기 사이에 설치되는, 용리액의 온라인 자동 변형장치를 가지는 이온크로마토그래피 시스템.The method according to claim 6,
On-line automatic transformation device of the suppressor type ion chromatography eluent,
An ion chromatography system having an on-line automatic deformation device for eluent, which is installed between the suppressor and the electrical conductivity detector.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020190125857A KR102121732B1 (en) | 2019-10-11 | 2019-10-11 | (Electrolytic eluent modification device for suppressed ion chromatography and ion chromatography system with the same |
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CN113484459A (en) * | 2021-07-03 | 2021-10-08 | 上海纪本电子仪器有限公司 | Rainfall on-line monitoring system |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20050042815A (en) * | 2002-09-11 | 2005-05-10 | 다이오넥스 코포레이션 | Electrolytic eluent generator and method of use |
KR20190040467A (en) * | 2017-10-10 | 2019-04-18 | 다이오넥스 코포레이션 | Fast startup ion chromatography system and methods |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20050042815A (en) * | 2002-09-11 | 2005-05-10 | 다이오넥스 코포레이션 | Electrolytic eluent generator and method of use |
KR20190040467A (en) * | 2017-10-10 | 2019-04-18 | 다이오넥스 코포레이션 | Fast startup ion chromatography system and methods |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Kazuichi hayakawa 등, analytical sciences, 1993, 9권, 페이지 419-421.(1993.12.31.)* * |
엄지원 등, Bulletin of the korean chemical society, 2016, 37권, 페이지 321-329.(2016.12.31.)* * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113484459A (en) * | 2021-07-03 | 2021-10-08 | 上海纪本电子仪器有限公司 | Rainfall on-line monitoring system |
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