Forskare från Kumamoto University i Japan har utvecklat en ny metod för att förbättra känsligheten hos analytiska system för joniska lösta ämnen, som vatten från floder och sjöar, eller rentav kranvatten. Rent vatten är viktigt för samhällets hälsa, och föroreningsanalys kan utföras via känslig utrustning, såsom masspektrometrar. Dock, dessa enheter kan vara oöverkomligt dyra för låginkomstområden eller om bara några få prover ska analyseras. I dessa fall, en berikningsprocess används för att förbättra känsligheten hos lättare tillgängliga analyssystem.

Gränserna för detektion av spårjoniska lösta ämnen, som de som blir över efter rening, bör vara minst några mikrogram per liter och ännu mindre för ultrarent vatten som används i industriella processer. Det finns flera berikningsmetoder som kan användas för att öka joniska lösnivåer i ett prov för att förbättra analyskänsligheten, såsom uppvärmning med/utan vakuum, avdunstning av kväveflöde, co/nederbörd för tungmetalljoner, extraktion av vätska-vätska, extraktion i fast fas, eller elektrodialys.

Forskarna använde den elektrodialytiska jonöverföringsmetoden eftersom kvantitativ jonöverföring kan uppnås och de överförda jonerna berikas om flödeshastigheten för provlösningen är högre än acceptorlösningen. De fann att om flödeshastigheten för provlösningen (Fs) var högre än för acceptorlösningen (Fa), anrikningseffekten blev ekvivalent med förhållandet mellan de två flödeshastigheterna (när Fa inte är 0), och jonanrikning kunde utföras på bara några sekunder.

Efter att ha testat denna berikningsmetod, forskare fann att detektionsgränserna för jonkromatografisystemet förbättrades med en faktor på ~ 10 för oorganiska katjoner och ~ 50 för tungmetalljoner, som följer flödeshastighetsförhållandena för Fs/Fa =10 respektive 50. De uppnådde liknande detektionsgränsresultat i ett flödesinjektionsanalyssystem (FIA). Med den nuvarande metoden, känsligheten hos alla analytiska system kan förbättras.

Till sist, biprodukter av klorering av dricksvatten, klorättiksyra (MCAA), diklorättiksyra (DCAA), och triklorättiksyra (TCAA) bedömdes i japanskt kranvatten med en HPLC-UV-detektor med användning av forskarens elektrodialytiska anrikningsprocess. Analysen krävde en relativt högre spänning än den för starka syror för att erhålla ett flödeshastighetsförhållande på 10, och berikningsfaktorer för kranvattenjonerna var i genomsnitt acceptabla 9,8.

"Vår in-line, realtid, berikning av joniska lösta ämnen förbättrar testsystemens känslighet, "sade professor Shin-Ichi Ohira, ledare för forskningsprojektet. "Vad mer, det kan göras på bara några sekunder. Vi ser för oss att denna förbehandling ska genomföras i framtiden, helautomatiserade system. "