Onderzoekers van de Kumamoto University in Japan hebben een nieuwe methode ontwikkeld om de gevoeligheid van analytische systemen voor ionische opgeloste stoffen te verbeteren. zoals water uit rivieren en meren, of zelfs kraanwater. Schoon water is belangrijk voor de volksgezondheid, en onzuiverheidsanalyse kan worden uitgevoerd via gevoelige apparatuur zoals massaspectrometers. Echter, deze apparaten kunnen onbetaalbaar zijn voor gebieden met lage inkomens of als er maar een paar monsters moeten worden geanalyseerd. In deze gevallen, een verrijkingsproces wordt gebruikt om de gevoeligheid van gemakkelijker toegankelijke analytische systemen te verbeteren.

De detectielimieten van sporen ionische opgeloste stoffen, zoals die overblijven na zuivering, moet minimaal een paar microgram per liter zijn en zelfs minder voor ultrapuur water dat in industriële processen wordt gebruikt. Er zijn verschillende verrijkingsmethoden die kunnen worden gebruikt om het gehalte aan ionische opgeloste stoffen in een monster te verhogen om de analysegevoeligheid te verbeteren, zoals verwarming met/zonder vacuüm, stikstofstroom verdamping, co/precipitatie voor zware metaalionen, vloeistof-vloeistof extractie, vaste fase extractie, of elektrodialyse.

De onderzoekers gebruikten de elektrodialytische verrijkingsmethode voor ionenoverdracht omdat kwantitatieve ionenoverdracht kan worden bereikt en de overgedragen ionen worden verrijkt als de stroomsnelheid van de monsteroplossing hoger is dan de acceptoroplossing. Ze ontdekten dat als de stroomsnelheid voor de monsteroplossing (Fs) hoger was dan die van de acceptoroplossing (Fa), het verrijkingseffect werd gelijk aan de verhouding van de twee stroomsnelheden (wanneer Fa niet 0 is), en ionenverrijking kon in slechts enkele seconden worden uitgevoerd.

Bij het testen van deze verrijkingsmethode, onderzoekers ontdekten dat de detectielimieten van het ionchromatografiesysteem waren verbeterd met een factor ~10 voor anorganische kationen en ~50 voor zware metaalionen, die de stroomsnelheidsverhoudingen van respectievelijk Fs/Fa =10 en 50 volgt. Ze bereikten vergelijkbare detectielimietresultaten in een stroominjectieanalysesysteem (FIA). Met de huidige methode is de gevoeligheid van elk analytisch systeem kan worden verbeterd.

Eindelijk, de bijproducten van de chlorering van drinkwater, chloorazijnzuur (MCAA), dichloorazijnzuur (DCAA), en trichloorazijnzuur (TCAA) werden beoordeeld in Japans kraanwater met een HPLC-UV-detector met behulp van het elektrodialytische verrijkingsproces van de onderzoeker. De analyse vereiste een relatief hogere spanning dan die voor sterke zuren om een ​​stroomsnelheidsverhouding van 10 te verkrijgen, en verrijkingsfactoren voor de kraanwaterionen gemiddeld een acceptabele 9,8.

"Onze in lijn, echte tijd, verrijking van ionische opgeloste stoffen verbetert de gevoeligheid van testsystemen, " zei professor Shin-Ichi Ohira, leider van het onderzoeksproject. "Bovendien, het kan in slechts een paar seconden worden gedaan. We voorzien deze voorbehandeling in de toekomst te implementeren, volledig geautomatiseerde systemen."