1、样品前处理的挑战

离子色谱分析最大的挑战之一是样品前处理。如果分析样品总是呈理想状态，即完全清亮的、不含任何肉眼看不到的微小颗粒、酸碱性都不强、不含乳状体或溶胶、不含过渡金属离子、不含有机物、被分析离子含量在最佳浓度范围 （100 ppm – 50ppb 之间），等， 那么离子色谱仪都可以毫不费力气出具准确的分析报告。

另一个方面是，假如需要将分析的样品变成理想的样品，必须考虑手工进行这一过程所消耗的时间：常见的一些样品（例如牛奶、蔬菜汁）常常包含十几个前处理的步骤才能进样。还必须考虑样品的数量：如果有上百个样品需要这样做，除了要保持足够的耐心，还须承担可能的操作失误、污染等风险。

2、手工劳动的极限的挑战

离子色谱的自动化功能越来越强，但是也存在极限，例如检测的低限的限制，以及我们所能配制的溶液浓度的限制。例如，在实验室中，手动配置ppb级的标准溶液是极其困难的。采用大体积进样等方式来模拟是另一种解决方法，但是事实上，英蓝技术可以更好的完成这些手工劳动的极限任务，并且它丝毫不像大体积进样那样影响峰形等实验结果。

除了离子色谱外，英蓝技术可以和其他各种仪器搭配使用，例如各种液相色谱仪、分析仪等。

英蓝技术之一：英蓝超滤

1，英蓝超滤的应用

离子色谱所分析的样品要求非常严格， 样品中要求不得含有颗粒物，因为这些颗粒将堵塞并最终损坏分离柱。若分析样品含有难以去除的细小的颗粒时，采用英蓝超滤是最佳的选择。在处理饮料、地表水、废水、消解液的过程中，采用英蓝超滤技术可有效保护分离柱，并可将干扰减至零。

2，英蓝超滤和普通的在线过滤的区别

现在也有一些自动进样器集成了过滤的功能，做法非常简单，在每个样品管上面套上一个一次性的滤膜，或者在取样针上面套上一个一次性的滤膜，这种做法的确也实现了过滤的功能，但是实际效用平平，原因在于，这种方法繁琐且效果存疑。我们不仅需要为每个样品准备滤膜，而且还要考虑到滤膜的质量。实际上，除了个别品牌的滤膜质量过关之外，大多数滤膜或多或少的都带有阴阳离子残留，从而影响到检测的效果。而符合要求的滤膜价格往往惊人，当检测的样品数量多的情况下，并不是所有的实验室都能够承受。

3，英蓝超滤有什么独特之处？

英蓝超滤的独特之处在于，在机器人样品处理器上面，集成有专门的超滤模块，这种超滤的模块设计非常特别，内部的滤膜是管道形状的，而且以螺旋状排列，样品从螺旋状的管道中流过的时候，只有部分样品通过滤膜完成超滤，此时，超滤的方向和样品液体的流向是垂直的，整个液体保持了80%的流动性。在这种平行流向的超滤过程中，滤膜表面的残留物不断被带走，因此滤膜没有堵塞或破裂的危险。

不仅如此，机器人样品处理器还能自动完成整个超滤单元的清洗，并用下一样品润洗，交叉污染的可能性极低，因此超滤单元中的滤膜可完成40-400次的超滤过程再行更换，平均每次超滤的成本只需约0.2元。机器人样品处理器可完成整个超滤、进样的过程。此外，还彻底杜绝了一般一次性滤膜带来的外源污染和不稳定性，而无需再去逐一测试自己所购买的滤膜是否有残留等未知问题。

4，英蓝超滤的应用实例：

英蓝超滤技术适合负载较低的样品直接进样分析，如饮用水、地表水、工艺水、废水、提取物、消化液和稀释果汁等样品。

附图为英蓝超滤直接进样分析果汁中的阴离子的谱图。采用NaHCO3/Na2CO3淋洗液系统，浓度：1.7/1.8 mmol/L，样品稀释100倍后直接放在自动进样器上进样检测阴离子。事实上，如果英蓝超滤和英蓝稀释联用，甚至连样品稀释的步骤也可以自动完成。

附图采用A Supp 4-250分离柱，可精确定量Cl–NO3–HPO42–SO42–，（图1，2号峰为不能分离的有机酸，需专门的有机酸柱分离）对于工业废水、城市污水的检测，采用英蓝超滤也是非常快捷、精确的技术。

英蓝技术之二：英蓝渗析

英蓝渗析和英蓝超滤相比，分析物质的基体更加复杂，例如：以下这些物质，如果按照常规的方法要直接进样分析，几乎是不可能的：

环境：高负载废水，高负载污水，土壤和过滤提取液，固体废物提取液

工业：电解槽液，发酵液，药物分解液

农业: 牛奶，饮料，食品提取液，植物提取液

医学: 血液/血清/血浆，尿，组织提取物，细胞外液

在普通的手工前处理中，通常极少用到渗析，原因是操作非常麻烦，我们需要准备半透膜、渗析槽等各种设备，操作过程中还容易引入外源的污染，而且操作的时间、渗析等待的时间很长，逐个处理费时费力，所以在以前的方法中普遍采用了其他的前处理的方式。

例如，我们如果要进样牛奶这样的样品，常见的前处理的步骤包括：

1，稀释

2，超声溶解

3，加3%醋酸

4，过滤

5，过C18固相萃取柱

6，离心

7，进样

而采用英蓝渗析技术，前处理步骤为：

1，稀释

2，进样

采用英蓝稀释+英蓝渗析技术：

1，进样

2，……（无需其他步骤）

-英蓝渗析的应用

英蓝渗析使得测定一些非常难于直接检测的样品变得可能，例如，国标GBT 20188-2006采用离子色谱法作为小麦粉溴酸盐的检测方法。那么，面粉这样的样品怎么进入离子色谱检验呢？推而广之，如果我们要检测油条、面条这样的样品，就更加困难。和牛奶的处理方法相似，只要通过超声破碎+离心+英蓝渗析的方式，就可以完美的解决这些非常棘手的问题。

-英蓝渗析的优点

英蓝渗析实际上是将渗析的模块集成到了机器人样品处理器上，整个渗析时间只需要 6至 10 min，离心过的样品体积只需10 mL，渗析率超过 96 %，而且无需预浓缩或过滤。将手工劳动节省了90%以上。

另外难能可贵的是，英蓝渗析技术可以做到边检测边渗析，亦即，当上一个样品正在检测的时间里，机器已经在开始渗析下一个样品准备进样。从整个实验的流程看来，由于没有额外等待的时间，所以大大提高了实验的效率。

-英蓝渗析的实现方式

英蓝渗析采用了半透膜的原理，将生物大分子、长链有机物等物质阻挡在半透膜外，而小分子、无机阴阳离子等则可穿过半透膜被接收液所富集。在渗析过程结束之后，整个渗析单元可被自动清洗和润洗，完全排除了人为的手动操作所带来的污染或干扰。渗析单元和机器人样品处理器集成在一起，可以完全做到自动化操作。

（1）渗析池淋洗：渗析池中有一张多孔薄膜，只有一定大小的离子才能通过这层薄膜，薄膜将样品和接收液分开。

（2）渗析：开启样品制备阀门。样品溶液连续通过渗析池，同时接收液在密闭的循环通道中保持静止。在此情况下，被测离子会穿过渗析膜扩散，扩散动力来自渗析膜两边的浓度差。由于样品溶液不断流入，样品溶液中的离子浓度和接收液中的离子浓度最终达到平衡，即两边等浓度。此平衡点通常10 到11min 后达到足够准确的要求。

（3）转移：渗析后，接收液的一部分被转移至定量环中

（4）进样：一旦纯净的样品充满定量环，仪器便自动注射样品并开始色谱分析。通常以超纯水作为阴离子测定的接收液，以稀硝酸作为阳离子测定的接收液。

-英蓝渗析的应用实例

附图中是英蓝渗析测量小麦粉中的溴酸盐的加标实例，样品经超声波处理后，离心，直接放置在机器人样品处理器上进样分析，未被渗析去除的小分子已经不能影响溴酸根的定量。该方法已经验证并在多家国内权威检测机构应用。

分离柱：Metrosep A Supp 7-250

淋洗液：3.6mM Na2CO3 超纯水溶液

流速：0.7ml/min

进样量：100μL

英蓝技术之三：英蓝稀释

1、英蓝稀释的作用

在样品浓度过高时，我们可以将样品稀释之后再通过超滤单元或者渗析单元，实际上，稀释的这个步骤也可以交给英蓝技术来完成。

另一个方面，对于实测的数据变化过大的样品，我们也很难组织实验，例如，对于一批样品来说，其待测离子的浓度差相差巨大，数据点很可能并不落在标准曲线之上。如果通过人为的判断，然后再对每个样品进行不同倍数的稀释，会面临大量的人工劳动和值守判断，自动进样器将毫无用武之地。

此外，如果是手工做稀释的话，经常需要用到容量瓶，而容量瓶的彻底清洗是非常困难的，稍有不慎就会造成污染，很多方案利用自动进样器上的蠕动泵来实现稀释，即向每个样品位加入一定量的溶剂；或者在自动进样器与色谱仪之间加入一个缓冲的单元，利用蠕动泵向缓冲单元中分别加入样品和溶剂，从而达到稀释的目的。这种通过蠕动泵完成的稀释常常精度不够，而且需要在一个自动进样器上集成多个蠕动泵并分别控制，管路复杂且难于清洗，因此限制了其应用的范围。

英蓝稀释采用了完全不同的方法，英蓝稀释的加液过程并不是通过蠕动泵完成的，而是通过专门的Dosino加液单元来完成。Dosino加液单元可以看做是一个固定式、多通道、连续流、无交叉污染的精密配液器，其精度可以达到移液量的万分之一，正是有了Dosino的帮助，使得稀释的过程可以完全做到精确、无误。

2、英蓝稀释的操作过程：

（1）Dosino加液单元分别将样品和溶剂按照比例加入到英蓝稀释单元中

（2）英蓝稀释单元对样品和溶剂进行充分的搅拌混合

（3）进样测量

（4）测量的同时进行逻辑判断，根据信号是否落在标准曲线的范围内判断理想的稀释的倍数并自动确定是否进行二次稀释或进样测量

（5）自动排空英蓝稀释单元并清洗

3、英蓝稀释应用实例

脱硫废水经英蓝稀释后检测

淋洗液：NaHCO3/Na2CO3: 1.0/3.2 mM

自动稀释100倍检测，20μl进样

1 Cl 1896 ppm

2 NO3 362 ppm

3 SO4 1341 ppm

英蓝技术之四：英蓝基体消除

在日常分析离子的实验中，常见的基体（或溶剂）是水，这对于一般的离子色谱来说都很容易处理。但是对于某些特殊的情况，需要检测有机相中的无机离子含量，例如汽油中的无机离子。此时必须对样品做相应的处理，将基体去除，否则基体将对色谱柱、管路等部件造成损坏；基体的干扰也往往使得需要的离子无法正常出峰。

常见的手工基体消除技术为手工萃取后过C18柱处理，通过C18柱对基体的吸附作用，去除部分有机物。但是这种方法很难实现自动化，处理容量小；另一方面，C18柱的再生非常困难，一般的基体在C18柱上吸附力较强，很难完全洗脱。有的时候为了再生C18柱，在洗脱剂中加入氯仿，虽然能一时洗净，但是C18柱也会因此很快损坏。对于经常测量有机基体中的离子的使用者，传统的方法无疑是费时且费钱的选择。

英蓝基体消除技术将基体消除的功能集成到软件控制的自动化设备上，使得整个基体消除的过程完全自动化。另一方面，基体消除柱可反复冲洗使用，大大降低了实验消耗的成本。

1、英蓝基体消除的步骤：

（1）样品从机器人样品处理器上被转移到基体消除柱上，所有的待测离子被保留在柱上，而基体部分则不被保留，直接进入废液池

（2）转移液将基体消除柱上的待测离子冲洗下来，转移至进定量环进样分析

（3）机器人样品处理器开始处理下一个样品

2、基体消除柱

基体消除柱根据保留离子的不同分为阴离子专用和阳离子专用，还针对不同的进样体积设计，常用的基体消除柱包括：

（1）Metrosep A PCC 1 （阴离子）/ Metrosep C PCC 1（阳离子）

死体积较小，确保了极佳的峰形

（2）Metrosep A PCC 1 HC（阴离子）/ Metrosep C PCC 1 HC （阳离子）

高容量版本，主要用于进样体积大，离子含量低的实验

（3）此外还有VHC （Very High Capacity）超大容量版本用于预浓缩样品基体离子浓度较高的情况，如自来水中的阴离子分析，拜耳液体中的阴离子分析等。

3、英蓝基体消除实例

有机溶剂（轻油）中的阴离子检测

如图所示，蓝色图为不经过基体消除进样的谱图，由于基体的干扰，F-,Cl-,Ac-都被掩蔽，其他的离子检测误差也很大

红色图为经过基体消除后的谱图，基线平稳，各离子都能准确出峰，并可全自动连续进样分析。

英蓝技术之五：英蓝基体中和

在很多情况下，所采集到的样品在酸碱度上存在差异，从而使得检测者需要花很多时间来将其pH值调整到标准状态。常规实验中很难在短时间内完成调pH值这种繁琐枯燥的劳动。而当需要测量苛性钠、氨水、硼酸等基体中的离子时，就会面临这个问题。

1、英蓝基体中和的用途：

英蓝基体中和技术是一种完全在线，无需人工干预的中和处理技术。由于采用了离子交换的方法来中和基体，实验的平行性可得到很好的保障。即使基体是强酸、强碱，也可做到使用机器人样品处理器连续直接进样分析。

2、英蓝基体中和模块的构造

英蓝基体中和模块由3 个并联的中和仓构成，处理酸性基体样品时，中和仓里是饱和Li+或Na+，可将基体中的H+交换为Li+或Na+，提高样品pH，处理碱性基体样品时，中和仓里是饱和H+，与样品基体中的OH中和，并生成H2O，降低样品pH。

采用3 个并联中和仓的目的在于，三个中和仓轮流工作，每处理一个样品轮换一个中和仓。基体中和过程中，3个中和仓中的一个在工作，第二个在再生，第三个在冲洗，保证中和仓容量与样品处理与的连续性；中和仓的再生液分别为LiOH/NaOH和HClO4。

3、英蓝基体中和的应用实例

测量30%NaOH溶液中的阴离子

如图所示，蓝色图为不经过基体中和直接进样的谱图，由于存在高浓度NaOH干扰，除了出现一个极大的负峰之外，有用的信号几乎全部被掩蔽。

红色图为经过英蓝基体中和后进样的谱图，基线平稳，各离子都能准确出峰，并可全自动连续进样分析。

英蓝技术之六：英蓝萃取

在很多情况下，为了测量大量非极性基体，或者高负载非极性基体中的微量无机离子基体时，可以考虑采用液-液萃取的前处理方式，如重油、生物柴油等。实际使用中，常常将英蓝萃取模块加在英蓝渗析之前，从而有效提高进入渗析池的离子浓度。

1、英蓝萃取的工作方式

（1）通过Dosino移液单元将样品从机器人样品处理器上准确转移到萃取池中，同时将萃取液从固定容器中转移到萃取池中。

（2）萃取池中的搅拌转子将样品和萃取液充分混合，并静止分层。萃取时间可由MagIC Net魔术师软件精确控制。

（3）将萃取后的无机相转移到英蓝渗析单元

（4）渗析后进样分析

（5）分析的同时，英蓝萃取和英蓝渗析模块开始处理下一个样品

2、英蓝萃取和英蓝渗析联用实例：

生物柴油中的碱金属和碱土金属的检测

萃取液：稀硝酸

分析方法：英蓝萃取和英蓝渗析模块处理后直接进样分析

分离柱：C2 – 150， 淋洗液：2 mM HNO3 +10%丙酮，流速1.0 mL/min

英蓝技术之七：英蓝预浓缩

离子色谱的直接检测下限通常为低ppb级（0.1ppb~10ppb），英蓝预浓缩技术使得检测更低的离子浓度成为可能！从机器人样品处理器进入色谱柱前，待测离子通过预浓缩柱被富集。通过控制样品体积或富集时间，可精确控制浓缩的程度，从而大大扩展了离子色谱的应用范围。和大体积进样相比，英蓝预浓缩可有效避免巨大的进样峰干扰，并获得优异的峰形和分析结果。

相比大体积进样技术，使用英蓝预浓缩技术还能有效减少进样的体积，可有效保护色谱柱，延长色谱柱的使用寿命。

目前，英蓝预浓缩技术已经广泛应用于超纯水的质量监控，阴阳离子的检测下限可达ppt级。英蓝预浓缩模块的很多组件可与英蓝基体消除模块共用，因此配合英蓝基体消除技术，还可分析多种复杂基体中的痕量离子，例如乙醇胺、吗啡啉、氨水等基体中的阴离子检测也均可达到ppt级。

英蓝预浓缩实例：

核反应堆压力供水中阴离子的检测

35ml样品， 0.4 ppm氨水/ 6.0 ppm ETA处理后放置在机器人样品处理器上，过英蓝预浓缩单元进样分析，淋洗液采用3.6mM Na2CO3。

（单位：ppb）

1 F 0.33

2 乙醇酸 2.23

3 乙酸 1.64

4 甲酸 6.47

5 Cl 0.66

6 NO3 0.02

7 PO4 0.08

8 SO4 0.51

英蓝技术之八：英蓝校正

英蓝校正技术用到了英蓝预浓缩的原理，在测量超低浓度的未知样品时，经常需要使用英蓝预浓缩技术，但是要配制如此低浓度的标准溶液时就非常困难，实际上，ppt级的标准溶液几乎无法配制。在这种情况下，可以配制较高浓度的标准溶液，并注入预浓缩柱，通过控制注入的体积，可使得预浓缩柱内的离子浓度达到预浓缩稀溶液同样的水平，从而不必再配制低浓度的标准溶液。

这样，只需配制一个浓度的标准溶液，并将其按某个体积的1倍，2倍或多倍注入预浓缩柱后检测，即可获得多个相应的校正点。由于不存在任何人工的配液过程，因此将污染的可能性降至最低。在测量ppt级痕量离子的实验中，标准曲线的制作达到了完全自动化。

实例：ppt级的标准曲线制作

英蓝技术之九：英蓝阳离子消除

当样品中的阳离子浓度过高，或存在过渡金属干扰时（如电镀液样品），可采用英蓝阳离子消除技术将其在线置换为H+离子或Li+离子（避免酸化样品）。当阳离子与弱酸根配对存在时，采用英蓝技术处理尤其重要。

英蓝技术之十：英蓝加标

对于痕量物质的检测，传统的手动加标方式很容易给样品带来污染，使得分析结果大打折扣。同样，对于非水相的基体，如汽油、柴油、重油等样品，由于标样无法有效混溶、加标尤其困难。因此，英蓝加标技术主要同英蓝预浓缩联用（检测痕量离子，标样浓度很低，容易污染），或者同英蓝基体消除技术联用（有机相难于加标）。

英蓝加标的实现方式是，样品和标样分别被定量，按照先后顺序进入预浓缩柱或基体消除柱并被保留下来，共同被淋洗液洗脱，然后进入分析系统。整个过程避免了用手动的方式加标、混合，可以达到非常理想的平行性能。

以检测汽油中的阴离子为例，需要用到英蓝基体消除技术，而普通的NaCl标样是无法溶于汽油的，有报导利用NaCl微溶于乙醇的原理制作乙醇-NaCl的标样进行分析，或采用TBA-盐乙醇溶液加标，但是实际效果并不理想，由于NaCl在乙醇中的溶解度随温度等外界因素的变化很大，所以带来了较大的不稳定性，此外，由于不能保证乙醇-NaCl均匀分布在汽油中，标样的峰经常出现变形、拖尾等情况，回收率也不甚理想。

而使用英蓝基体消除+英蓝加标技术，可直接实现汽油样品加入无机阴离子的标样，峰形对称，回收率高，结果令人满意。