一种全自动在线离子色谱检测系统及检测方法与流程

本发明涉及离子色谱检测，具体涉及一种全自动在线离子色谱检测系统及检测方法。

背景技术：

1、离子色谱(ion chromatography)是高效液相色谱的一种，是分析阴离子和阳离子的一种液相色谱方法；在离子色谱检测过程中，校准曲线是用于建立样品中目标离子浓度与其在色谱分析中产生的响应信号(如峰面积、峰高等)之间的数学关系，对于精确测定样品中离子的浓度至关重要。校准曲线的构建过程中首先要进行步骤为配制标准溶液，现有技术中通常采用人工操作或配合配制仪器进行配制多个标准样品溶液，并进行人工进样后通过色谱分析后进行数据记录和校准曲线的绘制；这样会存在一些问题：人工配制标准样品的工作效率较低，同时标准样品的配制浓度容易污染且存在误差或精度不一致的问题，影响后续离子色谱的精准测定；或者现在采用人工配合配制仪器进行液体的取液、混合等操作完成溶液的配制，无法实现在线实时配制，需提前配制好放入仪器内备用，但低浓度标准溶液部分离子随时间变化浓度会发生变化，无法长时间存放，提前配制也会影响最终标准溶液的浓度，且现有配制仪器存在的死体积会对溶液浓度精度造成不良影响。因此，基于上述问题，研究一种可在线实时配制标准曲线的全自动在线离子色谱检测系统，对于精准的离子色谱测定具有重要的意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种全自动在线离子色谱检测系统及检测方法，以解决上述背景技术中存在的现有技术问题。

2、为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：

3、一方面，本技术提供了一种全自动在线离子色谱检测系统，包括超纯水制备模块、标准样品自动配制模块、样品前处理模块、样品选择模块、离子色谱仪模块；所述超纯水制备模块用于超纯水的在线生成和供应，分别通过管路与标准样品自动配制模块、离子色谱仪模块连接；所述标准样品自动配制模块首端与超纯水制备模块连接，末端与样品选择模块连接，用于不同浓度标准样品溶液的连续配制；所述样品前处理模块末端与样品选择模块连接，用于待测样品溶液的预处理；所述样品选择模块末端与离子色谱仪模块连接，用于选择标准样品溶液或待测样品溶液，所述离子色谱仪模块用于从样品选择模块流入的溶液进行定量检测。

4、在上述技术方案基础上，所述超纯水制备模块包括edi装置、纯化树脂柱以及超纯水罐；除盐水依次经过edi装置和纯化树脂柱进行纯化，制备的超纯水存储在超纯水罐中。

5、在上述技术方案基础上，所述标准样品自动配制模块包括至少一组溶液稀释总成，所述溶液稀释总成包括标样母液瓶、第一选择阀、计量泵以及稀释容器，所述第一选择阀的首端通过母液管路与标样母液瓶连接、通过超纯水管路与超纯水罐连接，末端通过第一管路与计量泵首端连接，所述计量泵末端通过第二管路与稀释容器连接。

6、在上述技术方案基础上，所述样品前处理模块包括样品罐、过滤器和脱气装置，所述过滤器的首端通过样品管路与样品罐连通，末端与脱气装置的首端连通，所述脱气装置的末端与样品选择模块连接。

7、在上述技术方案基础上，所述样品选择模块至少包括一个进样选择阀，所述进样选择阀的首端分别连与标准样品自动配制模块、样品前处理模块的末端连接，末端与离子色谱仪模块的首端连接。

8、在上述技术方案基础上，所述离子色谱仪模块至少包括一组离子色谱检测组件，所述离子色谱检测组件包括第一多通阀、淋洗液发生器、色谱柱、抑制器以及电导检测器，所述第一多通阀的首端分别与样品选择模块、淋洗液发生器连接，末端连接有色谱柱，所述抑制器、电导检测器依次设置在色谱柱的末端；所述淋洗液发生器通过管路与输液泵相连，输液泵进口与超纯水罐连通。

9、在上述技术方案基础上，还包括清洗总成，所述清洗总成包括第二废液管路以及蠕动泵，所述第二废液管连接在标准样品自动配制模块的末端或离子色谱仪模块的首端，所述蠕动泵设置在第二废液管路上。

10、另一方面，本技术还提供了一种全自动在先离子色谱检测方法，采用上述全自动在线离子色谱检测系统，包括以下步骤：

11、超纯水制备；将除盐水引入至超纯水制备模块中，采用在线自动生成的方式制备得到超纯水，并将超纯水存储在超纯水罐中备用；

12、标准样品溶液配制；根据预设的标准样品溶液的浓度，采用标准样品自动配制模块将所需体积的超纯水和母液进行自动进样与在线稀释，得到预设浓度的标准样品溶液；

13、校准曲线的测定；将上一步骤得到的标准样品溶液通过样品选择模块进入至离子色谱仪模块中进行检测，得到相应的电导检测数值；重复不同浓度的标准样品溶液的配制和测定，完成校准曲线所需的数值检测以及校准曲线的绘制；

14、待测样品前处理和检测；将实际需要检测的待测样品通过样品前处理模块进行样品过滤和脱气操作，然后通过样品选择模块进入至离子色谱仪模块中进行检测，得到相应的电导率检测数值，形成色谱图并进行后续的定量计算。

15、在上述技术方案基础上，所述标准样品溶液配制方法，包括以下步骤：

16、步骤一：标样母液润洗；采用标样母液对管路进行冲洗，使管路内均填充有标样母液后完成冲洗；

17、步骤二：超纯水冲洗；采用超纯水对管路内进行冲洗，使得管路内均填充有超纯水后完成冲洗；

18、步骤三：加入标样母液；向管路内通入标样母液，在稀释容器中加入需求量的标样母液；

19、步骤四：加入超纯水；向管路内通入超纯水，在与步骤三同一稀释容器中加入需求量的超纯水；混合后即可配制得到所需求浓度的标准样品溶液；

20、步骤五：再次重复上述步骤三和步骤四，进行下一不同浓度的标准样品溶液的配制，实现不同浓度的标准样品溶液的在线自动配制。

21、在上述技术方案基础上，包括以下步骤：

22、步骤一：采用标样母液对管路进行冲洗，标样母液从标样母液瓶中依次通过母液管路、第一选择阀、第一管路、计量泵、第二管路后完成冲洗；此时母液管路、第一管路以及第二管路内均填充有标样母液；

23、步骤二：采用超纯水对管路进行冲洗，超纯水依次通过超纯水管路、第一选择阀、第一管路、计量泵、第二管路后完成冲洗；此时超纯水管路、第一管路以及第二管路中均填充有超纯水；完成管路初始状态的设置；

24、步骤三：设置需求量的标样母液依次通过母液管路、第一选择阀、第一管路、计量泵以及第二管路后进入稀释容器中；此时步骤二中第一管路、第二管路中的超纯水被冲进稀释容器中；关闭标样母液后第一管路、第二管路内会残留死体积的标样母液；

25、步骤四：设置需求量的超纯水依次通过超纯水管路、第一选择阀、第一管路、计量泵、第二管路后进入稀释容器中，超纯水将步骤三中残留的标样母液冲进同一稀释容器中；关闭超纯水后第一管路、第二管路中仍残留有超纯水；此时稀释容器中接取了需求量的标样母液和超纯水，完成一次标样母液的稀释过程，得到预设浓度的标准样品溶液；同时管路也保持了步骤二中的初始状态；

26、步骤五：再次重复上述步骤三和步骤四，进行下一不同浓度的标准样品溶液的配制，实现不同浓度的标准样品溶液的在线自动配制。

27、本发明提供的技术方案产生的有益效果在于：

28、1、本技术中通过设置有超纯水制备模块，可以实现超纯水的在线自动制备，为标准样品自动配制模块、离子色谱仪模块提供连续且性能可靠的超纯水，操作更加方便；所述标准样品自动配制模块中仅需要一个标样母液瓶配合选择阀和计量泵实现不同预设浓度的标准样品溶液的在线连续自动配制，减少了人工操作，省时省力，配制不同浓度溶液之间的精度一致性好，同时还有效解决了采用配制仪器时管路中的死体积带来的浓度误差，配制精度更高，配合样品选择模块和离子色谱仪模块可以高效率、高精度的完成校准曲线的测定和绘制；同时检测系统中还包括样品前处理模块对待测样品进行前处理，然后通过样品选择模块进入离子色谱仪模块进行待测样品的定量检测，检测结果的精准度更高。

29、2、本技术中提供的标准样品溶液的配制方法，实现标准样品溶液的在线自动配制，减少人工操作，提高工作效率和配制精度；其中对于各个步骤及其操作顺序的设计，有效解决了现有技术中仪器以及管路内死体积对最终配制溶液浓度精度的影响，不受死体积的影响，配制浓度精度高；同时也不需要考虑两次不同浓度标准样品溶液配制之间的浓度影响，在配制过程中自动完成了对管路的冲洗，即完成管路初始状态的设置，不需要额外对管路进行重复的清洗，实现不同需求浓度标准样品溶液的连续自动配制，工作效率高，使用更加方便，实用性强。

技术特征：

1.一种全自动在线离子色谱检测系统，其特征在于，包括超纯水制备模块(1)、标准样品自动配制模块(2)、样品前处理模块(3)、样品选择模块(4)、离子色谱仪模块(5)；所述超纯水制备模块(1)用于超纯水的在线生成和供应，分别通过管路与标准样品自动配制模块(2)、离子色谱仪模块(5)连接；所述标准样品自动配制模块(2)首端与超纯水制备模块(1)连接，末端与样品选择模块(4)连接，用于不同浓度标准样品溶液的连续配制；所述样品前处理模块(3)末端与样品选择模块(4)连接，用于待测样品溶液的预处理；所述样品选择模块(4)末端与离子色谱仪模块(5)连接，用于选择标准样品溶液或待测样品溶液，所述离子色谱仪模块(5)用于从样品选择模块(4)流入的溶液进行定量检测。

2.根据权利要求1所述的一种全自动在线离子色谱检测系统，其特征在于，所述超纯水制备模块(1)包括edi装置(11)、纯化树脂柱(12)以及超纯水罐(13)；除盐水依次经过edi装置(11)和纯化树脂柱(12)进行纯化，制备的超纯水存储在超纯水罐(13)中。

3.根据权利要求2所述的一种全自动在线离子色谱检测系统，其特征在于，所述标准样品自动配制模块(2)包括至少一组溶液稀释总成，所述溶液稀释总成包括标样母液瓶(21)、第一选择阀(22)、计量泵(23)以及稀释容器(24)，所述第一选择阀(22)的首端通过母液管路(25)与标样母液瓶(21)连接、通过超纯水管路(26)与超纯水罐(13)连接，末端通过第一管路(27)与计量泵(23)首端连接，所述计量泵(23)末端通过第二管路(28)与稀释容器(24)连接。

4.根据权利要求1所述的一种全自动在线离子色谱检测系统，其特征在于，所述样品前处理模块(3)包括样品罐、过滤器(31)和脱气装置(32)，所述过滤器(31)的首端通过样品管路(33)与样品罐连通，末端与脱气装置(2)的首端连通，所述脱气装置(32)的末端与样品选择模块(4)连接。

5.根据权利要求1所述的一种全自动在线离子色谱检测系统，其特征在于，所述样品选择模块(4)至少包括一个进样选择阀(41)，所述进样选择阀(41)的首端分别连与标准样品自动配制模块(2)、样品前处理模块(3)的末端连接，末端与离子色谱仪模块(5)的首端连接。

6.根据权利要求1所述的一种全自动在线离子色谱检测系统，其特征在于，所述离子色谱仪模块(5)至少包括一组离子色谱检测组件，所述离子色谱检测组件包括第一多通阀(51)、淋洗液发生器(52)、色谱柱(53)、抑制器(54)以及电导检测器(55)，所述第一多通阀(51)的首端分别与样品选择模块(4)、淋洗液发生器(52)连接，末端连接有色谱柱(53)，所述抑制器(54)、电导检测器(55)依次设置在色谱柱(53)的末端；所述淋洗液发生器(52)通过管路与输液泵(56)相连，输液泵进口与超纯水罐(13)连通。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的一种全自动在线离子色谱检测系统，其特征在于，还包括清洗总成(6)，所述清洗总成(6)包括第二废液管路(61)以及蠕动泵(62)，所述第二废液管(61)连接在标准样品自动配制模块(2)的末端或离子色谱仪模块(5)的首端，所述蠕动泵(62)设置在第二废液管路(61)上。

8.一种全自动在线离子色谱检测方法，采用权利要求1至7任一项所述的全自动在线离子色谱检测系统，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种全自动在线离子色谱检测方法，其特征在于，所述标准样品溶液配制，包括以下步骤：

10.根据权利要求8所述的一种全自动在线离子色谱检测方法，其特征在于，所述标准样品溶液配制，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及离子色谱检测技术领域，具体涉及一种全自动在线离子色谱检测系统，包括超纯水制备模块、标准样品自动配制模块、样品前处理模块、样品选择模块、离子色谱仪模块。超纯水制备模块，可以实现超纯水的在线自动制备，为检测系统重提供连续且性能可靠的超纯水，操作更加方便；所述标准样品自动配制模块中仅需要一个标样母液瓶配合选择阀和计量泵实现不同预设浓度的标准样品的在线连续自动配制，减少了人工操作，省时省力，配制不同浓度溶液之间的精度一致性好，还解决了采用配制仪器时管路中的死体积带来的浓度误差，配制精度更高，配合样品选择模块和离子色谱仪模块可以高效率、高精度的完成校准曲线的测定绘制以及样品的高精度检测。

技术研发人员：侯涛,孙阳阳,黎良斌,潘宗鹏,刘高勇,谭东斌,丁春铖,韩剑,刘莲,鲁岩,高鸿旭,朱猛,周铭洋,陈泓岐,李嘉怡
受保护的技术使用者：三门核电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23