Le principe commun de l'analyseur d'injection de flux entièrement automatique est basé sur la technologie d'analyse d'injection de flux (FIA) pour automatiser le mélange, la réaction et la détection d'échantillons et de réactifs en injectant des échantillons dans un flux porteur continu, dont les principes de base couvrent l'injection d'échantillons, la dispersion contrôlée, le contrôle temporel et la détection optique / électrochimique, combinés à une conception modulaire et à un contrôle logiciel pour effectuer rapidement et précisément des analyses multiparamètres. Les éléments suivants sont présentés à partir de cinq aspects de la base du principe, de la structure de l'instrument, du flux de travail, des méthodes de détection et des avantages techniques:
Base des principes
L'analyse par injection de flux (flowinjectionanalysis, FIA) a été proposée en 1975 par les universitaires danois Ruzicka et Hansen et se concentre sur la réalisation d'analyses quantitatives en contrôlant le processus de dispersion et de mélange de l'échantillon avec le réactif dans le flux de liquide à l'état non équilibré. Cette technique injecte l’échantillon sous forme de « bouchon d’échantillon » dans un courant porteur à écoulement continu, tel qu’une solution de réactif ou de l’eau, et l’échantillon se mélange, réagit avec les réactifs dans le courant porteur au cours de l’écoulement pour former une substance détectable qui est finalement mesurée par un détecteur pour mesurer les variations du signal (telles que l’absorbance, le potentiel d’électrode, etc.), en combinaison avec la méthode de courbe standard pour calculer la concentration de l’échantillon.
Structure de l'instrument
Un analyseur d'injection de flux entièrement automatique se compose généralement des modules suivants:
Système de perfusion: utilise une pompe péristaltique ou une pompe à injection pour pousser le débit de fluide porteur et de réactif. La pompe péristaltique produit une aspiration négative par l'extrusion d'un tube de pompe élastique à rouleaux, le débit étant déterminé par la vitesse de rotation de la tête de pompe, le diamètre intérieur du tube de pompe et le degré de compression; La pompe d'injection entraîne alors la tige hélicoïdale par un moteur pas à pas, ce qui permet un contrôle plus stable du débit, adapté aux scénarios de demande de haute précision.
Système d'admission: injecter avec précision un certain volume d'échantillon dans le courant porteur à l'aide d'une vanne d'admission rotative telle qu'une vanne à six voies. La vanne d'admission complète le prélèvement quantitatif et l'injection de l'échantillon en commutant en rotation l'état de communication de l'anneau de prélèvement avec la voie de débit porteur / réactif.
Système réactionnel: l'échantillon est mélangé avec le réactif dans une bobine de réaction (généralement un tube en polytétrafluoroéthylène) et la réaction se produit. La conception de la bobine optimise l'effet de mélange en augmentant la diffusion radiale et en réduisant la diffusion axiale, tout en évitant la dispersion excessive de l'échantillon et en assurant la reproductibilité de la réaction.
Système de détection: équipé d'un détecteur optique (par exemple, un spectrophotomètre) ou électrochimique (par exemple, une électrode de sélection ionique). Un détecteur optique mesure les variations d'Absorbance de l'échantillon par l'intermédiaire d'une cellule de circulation et un détecteur électrochimique effectue une analyse quantitative par variation du potentiel de l'électrode.
Système de contrôle: contrôle automatisé de l'instrument par ordinateur et logiciel spécialisé, y compris les fonctions de commutation de flux, de réglage des paramètres, d'acquisition et de traitement des données, etc.
Processus de travail
Poussée de flux porteur: une pompe péristaltique ou une pompe à injection pompe un flux porteur, tel que de l'eau ou une solution de réactif, dans le système à un débit constant.
Injection d'échantillon: la vanne d'admission injecte l'échantillon quantitatif dans le flux porteur sous la forme d'un « bouchon d'échantillon», formant une bande d'échantillon.
Réaction de mélange: la bande d'échantillon est mélangée avec le réactif dans le courant porteur dans une bobine de réaction, où une réaction de rendu des couleurs ou une autre réaction chimique se produit.
Détection du signal: la solution après la réaction s'écoule dans la cellule de circulation, le détecteur mesure les variations du signal telles que l'Absorbance, le potentiel de l'électrode, etc.
Traitement des données: l'ordinateur calcule la concentration de l'échantillon selon la méthode de courbe standard et produit un rapport d'analyse.
Méthode de détection
Détection optique:
Photoabsorbance: l'analyse quantitative est réalisée en mesurant le degré d'absorption (Absorbance) d'un échantillon de lumière à une longueur d'onde particulière, largement utilisée pour la détection de paramètres tels que le phosphore total, l'azote total, l'azote ammoniacal, etc.
Méthode de fluorescence: détection utilisant l'intensité de fluorescence émise après excitation de l'échantillon, adaptée à l'analyse de substances traces.
Méthode de chimiluminescence: la détection est réalisée en mesurant l'intensité du signal lumineux produit par la réaction chimique, avec des caractéristiques de haute sensibilité.
Détection électrochimique:
Méthode d'électrode à sélection ionique: mesure des variations de potentiel en utilisant la réponse sélective d'une électrode à un ion spécifique, adaptée à la détection de paramètres tels que le fluorure.
Voltampérométrie: la détection est réalisée en contrôlant le potentiel de l'électrode et en mesurant les variations de courant, couramment utilisé dans l'analyse des ions de métaux lourds.
Avantage technologique
Vitesse d'analyse rapide: 60 - 120 échantillons peuvent être analysés par heure, jusqu'à 720 échantillons / heure dans des scénarios spéciaux tels que la détection s²⁻ des eaux usées.
Haute précision: l'écart type relatif (RSD) est généralement inférieur à 1% et la reproductibilité est excellente.
Faible consommation de réactifs: quelques dizaines à centaines de microlitres de réactifs par analyse, ce qui réduit considérablement les coûts de détection.
Degré élevé d'automatisation: la conception modulaire prend en charge le fonctionnement indépendant multicanal, peut détecter de manière synchrone de nombreux paramètres tels que le phosphore total, l'azote total, l'azote ammoniacal, les Phénols volatils, etc., conformément aux méthodes standard nationales.
Large gamme d'applications: convient pour la surveillance de la qualité de l'eau, l'analyse du sol, l'inspection des aliments, la surveillance des urgences environnementales et d'autres domaines, les modèles portables tels que ifia5 + peuvent être équipés de véhicules de surveillance d'urgence pour répondre aux besoins d'inspection rapide sur site.