中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冰冻圈科学国家重点实验室,于2007年购买的ICS-3000多功能型离子色谱仪是一款高端研究级色谱系统,其功能整合了离子色谱、生物液相、氨基酸分析的全部应用,全新的模块设计具有极大的灵活性、功能更全面,操作更简便,其完美卓越的性能将色谱分析带入一个新的更高境界。ICS-3000型离子色谱仪作为进行阴阳离子检测及分析的重要手段被广泛地应用在环境、电力、卫生、能源、农业、食品饮料、医药、化学、石油化工、工业、科员等各个领域。

仪器外形及部件

仪器的工作流程
ICS-3000多功能型离子色谱仪的原理为一种物理化学分析方法。它利用混合物中组分在两相间分配系数的差别,当溶质在两相间作相对移动时,各组分在两相间进行多次分配,从而使各组分得到分离。离子交换是用于分离阴离子和阳离子常见的典型分离方式。离子色谱的分离机理主要是离子交换,有3种分离方式,它们是高效离子交换色谱(HPIC)、离子排斥色谱 (HPIEC)和离子对色谱 (MPIC)。我们室ICS-3000多功能型离子色谱仪分析机理主要是离子交换。通过流动相即淋洗液把混合物中各组分带到分离柱中,各组分在相应的柱子中有相应的组分和其进行交换,把不需要的组分交换掉,而需要的组分由于其分子的大小及性质不同,在柱子中滞留时间先后不同,从而达到分离检测的目的。
ICS-3000多功能型离子色谱仪的创新性在于提高了工作效率,扩展了开发能力、提高了性能。智能全自动进样器为双通道分析输送样品。多点精确控温。ICS-3000多功能型离子色谱仪提供稳定的流速、极少的压力波动、极低的检测噪音;具有稳定的基线和极佳的色谱重现性。四元梯度泵可以完成多种直线和曲线线性梯度模式。自动淋洗液发生器(EG)可以避免各种各样潜在的污染物对检测造成的影响,从而使灵敏度更高,分离效果更好,重现性更加稳定。 最新的AS自动进样器具有出色的精密度、可靠性、耐久性和易操作性。它可以满足如样品预处理(预富集、基体去除、自动稀释)、温度控制和化学切换等各种使用的需求。可以同时或顺序为两套色谱系统进样,增加效率,节省时间和金钱。
ICS-3000多功能型离子色谱仪在本实验室主要进行痕量和超痕量样品的测试,仪器放置在超净化实验室,所有实验室是1000级超净,而离子色谱更是放置在100级(≥0.5um)超净工作台内测试,保证了样品的无污染。实验用水Milli-Q型低TOC纯水机,产生的纯水电阻率>18.2 M,TOC<5ppb,颗粒物(>0.22μm/ml),<1p/ml,微生物<1cfu/ml。保证了标准样品的制备和样品瓶的清洗。Ω•cm@25℃

等度样品测试谱图

梯度空白测试谱图
ICS-3000多功能型离子色谱仪,年运行7629小时,总使用效率达474.90%,其中共享率达229.48%。
一、直接参与的项目
(1)王宁练副所长主持的973项目“北半球冰冻圈变化及其对气候环境的影响与适应对策”( 项目编号:2010CB951400),主要研究北半球冰冻圈变化对气候环境的影响与适应对策,冰冻圈自身的变化只要依据冰芯记录和冰冻圈的观测数据,其中冰冻圈冰芯记录数据主要来自以上两组仪器的测定,为冰芯的定年和气候变化尺度起到关键性作用;相关论文尚在整理发表之中;
(2)效存德研究员主持的南极项目“南极中山站-Dome A 断面雪冰现代过程监测研究”(项目编号:JDZX20110014),研究南极中山站至DomeA断面,地理跨度1200公里,该断面设置了6个雪冰现代过程监测剖面以及气象站,其中雪冰剖面数据主要依据以上两组仪器测定;
二、参与支持的项目
(3)任贾文研究员主持的国家科技支撑计划“东南极冰盖/冰架变化监测” ( 2006BAB18B01);
(4)王宁练主持的国家自然基金项目“尘埃与黑碳对青藏高原冰雪反照率及其融水径流的影响研究”( 40930526);
(5)任贾文主持的973课题“不同性质/规模典型冰川对气候变化的响应机理研究“(课题编号:2007CB411501);
中心离子色谱仪为以上三个代表性项目的提供基本数据。
三、2012年发表主要论文
2012年冰冻圈科学国家重点实验室发表论文65篇,绝大多数论文是依托该组仪器相关完成的,仪器测试的数据对这些论文都起到关键支撑作用或者作为最基本数据被直接使用。
以下主要列举部分论文名称,其中多数为SCI引用论文:
李向应,Changes in glacier physical features on the Glacier No.1 Tianshan Mountains in response to climate change,Chinese Science Bulletin;
李忠勤,Characteristics of individual aerosol particles over Urumqi Glacier No.1 in eastern Tianshan central Asia China,Atmospheric Research
刘亚平,Atmospheric pollution indicated by trace elements in snow from the northern slope of Cho Oyu range Himalayas,Environmental Earth Sciences
Zhao Shuhui,Ion chemistry and individual particle analysis of atmospheric aerosols over Mt. Bogda of eastern Tianshan Mountains Central Asia,Environmental Monitoring and Assessment
任贾文,Initial estimate of the contribution of cryospheric change in China to sea level rise,Chinese Science Bulletin
李月芳,Concentrations of the trace elements and their sources in snow pit from Yuzhu Peak,north-east Qinghai-Tibetan Plateau,Sciences in Cold and Arid Regions
李全莲,Sources and distribution of polycyclicaromatic hydrocarbons from different glaciers over the Tibetan,Science in China (Series D: Earth, Sciences)
李晶,Surface energy balance of Keqicar Glacier Tianshan Mountains China during ablation period,Science in Cold and Arid Regions。