Eluent Suppressors for Ion Chromatography

Význam tématu

Ionová chromatografie (IC) s použitím eluentních supresorů představuje klíčovou technologii pro analýzu anorganických i organických iontů. Supresory významně zvyšují poměr signál/šum snížením pozadí a současným zvyšováním vodivosti analyzovaných iontů. Díky tomu lze dosáhnout nižších detekčních limitů, širšího lineárního rozsahu a spolehlivějších výsledků při analýze pitné vody, odpadních vod, potravin, farmaceutik a biologických vzorků.

Cíle a přehled článku

Článek popisuje vývoj a principy pěti hlavních typů eluentních supresorů od společnosti Dionex (nyní Thermo Fisher Scientific) zavedených od roku 1975 do současnosti:

• Elektrolyticky regenerované supresory (SRS 300)
• Chemicky regenerované MicroMembrane™ supresory (MMS 300)
• Anion‐ion-exclusion supresor (AMMS-ICE 300)
• Atlas® elektrolytické supresory (AES/CAES) pro rutinní IC
• Kapilární elektrolytické supresory (CES 300) pro nízké průtoky

Cílem je představit principy činnosti, konstrukční řešení, provozní režimy a aplikační výhody jednotlivých typů supresorů.

Použitá metodika a instrumentace

Supresory fungují na principu výměny eluentních protiiontů za protony či hydroniové ionty, čímž se extrémně sníží vodivost eluentu a zvýší vodivost analyzovaných iontů. Regenerace může probíhat elektrolyticky (SRS, CES, AES) nebo chemicky (MMS, AMMS-ICE). Konstrukce zahrnuje iontoměniče a iontomembrány minimalizující mrtvý objem, zajišťující vysokou kapacitu a nízké šumové pozadí.

Použitá instrumentace

• SRS 300 Self-Regenerating Suppressor® pro vysokokapacitní isokratické i gradientní režimy
• MMS 300 MicroMembrane™ Suppressor pro chemickou regeneraci a kompatibilitu s organickými rozpouštědly
• AMMS-ICE 300 Anion Ion-Exclusion Suppressor pro chemicky regenerovanou ion-exclusion chromatografii
• AES/CAES Atlas® Electrolytic Suppressor pro rutinní anionové/cationové analýzy
• CES 300 Capillary Electrolytic Suppressor pro kapilární průtoky 5–30 µL/min
• Dionex RFIC™/RFIC-EG™ systémy s eluentními generátory a kontinuální detekcí vodivosti

Hlavní výsledky a diskuse

Porovnání jednotlivých supresorů odhaluje:

• SRS 300: nejvyšší kapacita, nízký šum, široká kompatibilita s eluenty (hydroxid, karbonát, MSA, H₂SO₄).
• MMS 300: nejnižší šum, odolnost vůči organickým rozpouštědlům až do 100 %, vhodný pro stopovou analýzu.
• CES 300: velmi malé mrtvé objemy (< 1,5 µL), kompatibilita s kapilárními systémy, výkonná elektrolytická regenerace.
• AMMS-ICE 300: optimalizován pro ion-exclusion separace slabých kyselin, chemická regenerace TBAOH, provoz až 40 °C.
• AES/CAES: jednoduchá integrace do běžných IC systémů, rychlé start-up časy, stabilní výkon při rutině.

Modelové aplikace ukazují oddělení těkavých aniontů a kationtů ve vodách, organických kyselin v matri­cích a separaci iontů v MPIC režimu, přičemž každý supresor přináší optimalizovanou citlivost a efektivitu.

Přínosy a praktické využití metody

• Významně nižší detekční limity až o řád zlepšení oproti nesupresované IC.
• Široký lineární rozsah až do stovek miligramů na litr.
• Možnost analýzy vzorků s vysokým obsahem organických rozpouštědel či solí.
• Rychlá adaptace na různé formáty kolonek a eluentních generátorů bez složitých úprav.
• Minimalizace provozních nákladů díky automatické regeneraci bez potřeby manuálních roztoků.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další miniaturizace a pokrok v kapilární a mikroIC systémech pro ultramalené odběry vzorků.
• Propojení s hmotnostní spektrometrií (IC-MS) pro zvýšení selektivity a citlivosti.
• Vývoj supresorů pro širší škálu elučních složek včetně silnějších organických fází a nevodných elučních systémů.
• Pokročilé materiály membrán a nanostrukturované iontoměniče pro vyšší kapacitu a nižší šum.

Závěr

Eluentní supresory představují zásadní prvek moderní ionové chromatografie. Vývoj od prvních elektrolytických zařízení po specializované chemické a kapilární supresory umožnil výrazně rozšířit aplikační pole IC, zlepšit jeho citlivost a provozní flexibilitu. Výběr vhodného typu supresoru závisí na eluentu, průtoku, požadované kapacitě a hladině šumu.

Reference

• Advances in Chemical Suppression (Dionex LPN 1855).