Makaleyi paylaş
Serinin ikinci bölümünde, 1990'ların ortalarından 2000'lerin ortalarına kadar, Metrohm'da yüksek kaliteli iyon kromatografi cihazlarının geliştirilmesinin ardındaki konular ele alınmaktadır. Bu süre zarfında Metrohm, geri plan baskılamasını azaltan modüler IC'ye odaklanmış ve aynı zamanda pazara daha güçlü tespit yöntemleri getirmiştir.
2.nesil: Modüler IC Sistemi – 1996
Labograph'ın yerini kısa sürede integratörler (başlangıçta integratörler ve daha sonra PC tabanlı integrasyon araçları) alırken, iletkenlik dedektörü uzun bir süre rakipsiz kaldı. Sistem içeriğindeki iyileştirmelerin yanı sıra, ek sıvı işleme araçları ve otomasyon yetenekleri, Metrohm IC'nin ikinci nesli olan modüler sistemini ortaya çıkardı.
Aynı zamanda, kimyasal baskılamaya ilişkin ilk patentlerin süresi dolmak üzereydi ve bu da Metrohm Supressör Modülü'nün geliştirilmesine başlama olanağı sağlıyordu.
Metrohm Supressör Modül (MSM)
MSM fikri Small, Stevens ve Baumann [1] tarafından yazılan makalede açıklanan baskılama kolonuna dayanmaktadır. Ana amacı, ayırma sonrasında ve iletkenlik tespitinden önce, eluent iletkenliğini ortadan kaldırmaktır. Bu nedenle, eluentin iyon değişimi yoluyla suya dönüştürülebilir olması gerekir.
Anyon kromatografisinde, sodyum hidroksit böyle bir örneğe adaydır. İyon değişimi yoluyla, sodyumun bir protonla değiştirilmesi sonucu eluent yalnızca suya dönüştürülür. Dolayısıyla, yazarlar analitik kolondan sonra, zıt yüklü bir supressör kolonunun (analitik kolonla karşılaştırıldığında) kullanımını uygun gördüler [1].
Her şeyde olduğu gibi, supressör kolonlarının da birkaç dezavantajı bulunuyordu. Zaman zaman dışarıdan rejenere edilmeleri gerekebililir. Supressör koluna halihazırda bağlı olan katyonların miktarına bağlı olarak, ayırma ve iyon dışlama davranışı değiştirilebilir. Bu, iyonların tutunma zamanlarına, özellikle de oldukça güçlü bir şekilde kayan ve ilgilenilen diğer piklere müdahale eden karbonat pikine ilişkin değişikliklere yol açar. Diğer bir yandan, supressör kolonlarının en olumlu noktalarından biri de sağlam olmalarıdır.
HPLC yetersiz kaldığında iyon kromatografinin potansiyeli ortaya çıkar
Metrohm, bu kolon bazlı yaklaşımın sağlamlığından ödün vermeden dezavantajlara çözüm arıyordu.
Supressör kolonlarının kullanımı nedeniyle değişen tutunma zamanlarının üstesinden gelmek için, kolonun boyutları önemli ölçüde azaltıldı. Bu da, kartuş benzeri küçük bir bölmeyi ortaya çıkarttı. Değiştirici kapasitesinin minimum düzeyde tek bir kromatogram çalıştırmaya yetecek kadar yüksek kalması gerekiyordu. Tek bir supressör bölmesiyle yalnızca bir kromatogramın baskılanması önkoşulu altında, tüm belirlemeler tam olarak aynı koşullara sahip olur ve tutunma zamanlarında herhangi bir kayma meydana gelmez.
Artık, bir sonraki numune enjeksiyonundan önce supressör bölmesinin rejenere edilmesi gerekiyordu. Burada da üç odacıklı dönen ünite fikri doğmuş oldu.
Üç bölmenin tümü bir sıvı akış hattına bağlıdır: 1. odacık, analitik akıştaki eluent iletkenliğini baskılar, 2. odacık asitle rejenere olur ve 3. odacık (asitsiz) ultra saf su veya dedektör atığı (STREAM olarak bilinir) ile yıkanır. Her enjeksiyondan önce, MSM rotoru bir pozisyon değiştirilir. Bu şekilde, her enjeksiyon taze olarak rejenere edilmiş ve yıkanmış supressör odacıklarını kullanır.
Sağlam IC: Metrohm Supressör Modülünün (MSM) açıklaması
Nihai supressör ekipmanı, 732 İletkenlik Dedektörü, 709 IC Pompası, 733 IC Ayırma Merkezi ve 766 IC Oto-örnekleyiciye ek olarak diğer sıvı işleme modüllerinden oluşan oluşan bir modüler sistem ile birlikte, 1996 yılında 753 Supressör Modülü olarak piyasaya sürüldü. PC tabanlı veri toplama ve işleme yazılımı IC Net ile birlikte, iyon kromatografi sisteminin tam otomasyonu kullanılabilir hale geldi.
Modüler IC son derece esnek olmasına ve yüksek düzeyde otomasyon fırsatlarına olanak sağlamasına rağmen aynı zamanda, basit ve günlük uygulamalar için oldukça karmaşıktı.
Genel kullanıcılar için gerekli olan bu rutin IC 1999 yılında, ilk hepsi bir arada iyon kromatografi olan 761 Compact IC olarak piyasaya sürüldü. IC analizi için gerekli tüm temel bileşenlerin entegrasyonu sayesinde, standart uygulamaları doğrudan çalıştırmak için ideal bir cihazdı. Bu cihaz; IC pompası, enjeksiyon valfi, rejenerasyon (gerektiğinde) ve yıkama için peristaltik pompalı Metrohm Supressör Modül ve iletkenlik dedektörü bileşenlerini içeriyordu. 761 Compact IC, yalnızca metal içermeyen versiyonu bulunan ilk cihazdı.
IC ve dahili amperometrik dedektör
İlk olarak 641 VA Dedektör ve onun yerine geçen 791 Amperometrik Dedektör, elektrokimyada oldukça yüksek düzeyde bilgi gerektiren yüksek performanslı elektronik cihazlardı. Kullanımı ve bakımı kolay değildi ancak, bu ürünlere aşina olan analistler son derece mutluydu.
O zamana kadar, voltajları manuel olarak ayarlamanın ve geri planı potansiyometrelerle dengelemenin modası geçmişti. Bu nedenle, Metrohm 2001 yılında 817 Bioscan'ı piyasaya sürdü.
Bu, Compakt IC konseptine dayanıyordu. 817 Bioscan, esas olarak Puls Amperometrik Tespit (PAD) uygulamaları için kullanılan amperometrik dedektörden, yerleşik bir kolon fırınından, 812 Valf Ünitesinden (enjektör) ve 709 IC pompasından oluşuyordu. Bu, Metrohm’un şeker analizine girişiydi.
Amperometrik Tespit
791 Amperometrik Dedektör (1998'de 641 VA Dedektörün yerine piyasaya sürüldü), DC amperometrik tespiti kullanan uygulamalar için ideal dedektör olarak kullanılmaya devam etmektedir.
3. Nesil: Gelişmiş Modüler IC – 2003
2003 yılında Metrohm, önceki «Modüler IC» ile aynı modülerlik ve uzaktan kontrol konseptine sahip olan, ancak ayrı ayrı modüller ile geliştirilmiş yeteneklerin eklendiği «Gelişmiş Modüler IC» sistemini piyasaya sürdü. Hem veri toplama hem de uzaktan kontrol, hala IC Net yazılımı tarafından yönetiliyordu.
Aynı dönemde, endüstriyel üretim süreçlerinin zorlu çevre koşullarına daha uygun bir enstrüman olarak 811 Online IC geliştirildi. Yaklaşık 450 kg ağırlığındaki bu ağır siklet, üstün kaliteli Metrohm modüler IC sistemi ile oluşturulmuş ve IC Net yazılımı tarafından kontrol edilen, hem anyonları hem de katyonları ölçmek için tek kanallı ve çift kanallı iki versiyon halinde geliyordu. Bu proses analizörü, çeşitli modüllerin (ör. 10 yollu numune alma valfi veya boru pompası) kullanımına izin veren modüler bir ıslak kimya bölmesi ile birleştirildi, böylece IC, herhangi bir uygulama için müşteri gereksinimlerini karşılayacak şekilde tamamen özelleştirilebildi.
811 Online IC'nin başarısı nedeniyle 2002'de daha küçük bir versiyonu olan 821 Compact Online IC tanıtıldı. Daha hafif olması ve küçültülmüş boyutları nedeniyle, genellikle "küçük kardeş" olarak anılıyordu.
2005 yılında, 861 Advanced Compact IC laboratuvar dünyasına tanıtıldı ve aynı yıl 844 UV/VIS Compact IC piyasaya sunuldu. Bu, hem ilk Metrohm UV/VIS IC hem de ilk hepsi bir arada UV/VIS iyon kromatograftı. Fotometrik tespit tekniği kullanan bu sistem, doğrudan ve kolon sonrası türevlendirme uygulamaları için özelleştirildi. 844 UV/VIS Compact IC, modüler sistemlerde isteğe bağlı bir optik dedektör olarak kullanılan Bischoff Lambda 1010'u tamamlayıcı nitelikteydi.
Sırada ne var?
Bölüm 3'te, Metrohm iyon kromatografinin 4. ve 5. nesillerine ek olarak sıralı baskılamanın (kimyasal baskılama ve CO2 baskılama kombinasyonu) evrimi ele alınarak, 2000'li yılların sonları ve bunun ötesinde yapılanlar aktarılmaya devam edecektir.
Bilgi birikiminiz
"HPLC yetersiz kaldığında: Gıda, su ve ilaç analizlerinde IC"
Bu White Paper yayını, HPLC'nin yetersiz kaldığı analizler için iyon kromatografinin olanaklarını sunmaktadır.
Referans
[1] Small, H.; Stevens, T.S.; W.C. Baumann. Novel ion exchange chromatographic method using conductimetric detection. Anal. Chem. 1975, 47 (11), 1801–1809. https://doi.org/10.1021/ac60361a017
