-
Непрерывные анализаторы
Непрерывные анализаторы работают по принципу анализа в потоке. Раствор пробы, буфера и всех необходимых реагентов вводят в поток жидкости, перемешивают и регистрируют аналитический сигнал при помощи соответствующего детектора. Различают проточные методы анализа с использованием и без использования сегментации потока. Для сегментации используют пузырьки воздуха, вводимые в поток жидкости с определенной периодичностью. Методы с сегментацией потока называются методами непрерывного проточного анализа (НПА), а без сегментации — методами проточно-инжекционного анализа (ПИА).
-
Непрерывный проточный анализ (нпа)
Рис. 7.5. Схема непрерывного проточного анализатора с сегментацией потока пузырьками воздуха и фотометрическим детектированием (согласно Скеггсу).
Метод непрерывного проточного анализа предложил Л.Т.Скеггс в 1958 г. Анализируемый раствор подается при помощи перистальтического насоса в непрерывный поток жидкости, содержащий реагенты и буфер, и смешивается с ним в смесительной спирали. Полученную смесь в ряде случаев подвергают дополнительным операциям, например, термостатированию или диализу. Продукт реакции определяют в проточной ячейке при помощи соответствующего детектора. Чтобы уменьшить размывание зоны продукта реакции вследствие диффузии, поток жидкости сегментируют при помощи периодически вводимых пузырьков воздуха. Схематическое устройство непрерывного проточного анализатора показано на рис. 7.5.
Перед детектированием из потока жидкости удаляют пузырьки воздуха при помощи сепаратора. Возможно и детектирование непосредственно в сегментированном потоке. Помехи со стороны пузырьков в этом случае устраняют при помощи электронных устройств.
В НПА-анализаторах применяют и многоканальные насосы, управляющие несколькими потоками реагентов. Устройства для непрерывного проточного анализа позволяют автоматизировать множество операций химического анализа: дозирование раствора пробы, разделение компонентов, разбавление, добавление реагентов, перемешивание, термостатирование, выдерживание (инкубирование) растворов, измерение, обработку и представление результатов. Детектирование чаще всего осуществляют фотометрическим методом в УФ- или видимой области. Часто используют и другие методы детектирования: флуориметрию, фотометрию пламени, потенциометрию с использованием ионселективных электродов.
Анализ неизвестного образца можно совместить с градуировкой, вводя в анализатор порции растворов пробы и стандартных растворов в чередующемся порядке. НПА можно использовать и в кинетических, в частности, ферментативных, методах анализа, выдерживая реакционную смесь перед измерением в течение некоторого определенного времени (см. раздел 2.7).
Применение многоканальных насосов позволяет выполнять одновременный анализ нескольких проб или анализ одной пробы на несколько компонентов. Например, в плазме крови можно определять восемь компонентов — Na+, К+, С1~, ССЬ, глюкозу, мочевинный азот, альбумин и общее содержание белков — с производительностью до 2000 полных анализов в час. В кинетических методах можно использовать большие времена инкубации реакционных смесей (и, соответственно, медленно протекающие реакции), поскольку вследствие сегментирования потока продольная диффузия и размывание зон весьма незначительны. В механическом отношении устройство НПА-анализаторов достаточно простое, поэтому они надежны в работе.
Недостатком метода является возможность загрязнения растворов в результате продолжительного движения по жидкостной системе. Переоборудование НПА-анализаторов для решения другой задачи осуществить сложнее, чем в случае дискретных анализаторов или при использовании технологии ПИА (см. ниже). НПА-анализаторы приспособлены лишь для выполнения множества серийных анализов; производить отдельные нерегулярные анализы с их помощью невозможно или нецелесообразно. Многие методики НПА включены
в официальные нормативные документы. Например, собрание германских стандартов DIN содержит методики определения аммония, нитритов, нитратов, цианидов и фосфатов в водах методом НПА. Как правило, в подобных случаях в сборники стандартов включают и методики ПИА для решения тех же задач.
Конструкция непрерывных проточных анализаторов с середины 1970-х годов, практически не изменялась.