I ricercatori dell'Università di Kumamoto in Giappone hanno sviluppato un nuovo metodo per migliorare la sensibilità dei sistemi analitici per i soluti ionici, come l'acqua di fiumi e laghi, o anche l'acqua del rubinetto. L'acqua pulita è importante per la salute della comunità, e l'analisi delle impurità può essere condotta tramite apparecchiature sensibili come gli spettrometri di massa. Però, questi dispositivi possono essere proibitivi per le aree a basso reddito o se devono essere analizzati solo pochi campioni. In questi casi, un processo di arricchimento viene utilizzato per migliorare la sensibilità dei sistemi analitici più facilmente accessibili.

I limiti di rilevamento di tracce di soluti ionici, come quelli rimasti dopo la purificazione, dovrebbero essere almeno pochi microgrammi per litro e anche meno per l'acqua ultrapura utilizzata nei processi industriali. Esistono diversi metodi di arricchimento che possono essere utilizzati per aumentare i livelli di soluto ionico in un campione per migliorare la sensibilità dell'analisi, come il riscaldamento con/senza vuoto, evaporazione del flusso di azoto, co/precipitazione per ioni di metalli pesanti, estrazione liquido-liquido, estrazione in fase solida, o elettrodialisi.

I ricercatori hanno utilizzato il metodo di arricchimento con trasferimento ionico elettrodialitico poiché è possibile ottenere un trasferimento ionico quantitativo e gli ioni trasferiti si arricchiscono se la portata della soluzione campione è superiore a quella della soluzione accettore. Hanno scoperto che se la portata della soluzione campione (Fs) era superiore a quella della soluzione accettore (Fa), l'effetto di arricchimento diventa equivalente al rapporto tra le due portate (quando Fa non è 0), e l'arricchimento ionico potrebbe essere eseguito in pochi secondi.

Dopo aver testato questo metodo di arricchimento, i ricercatori hanno scoperto che i limiti di rilevamento del sistema di cromatografia ionica sono stati migliorati di un fattore di ~10 per i cationi inorganici e di ~50 per gli ioni di metalli pesanti, che segue i rapporti di portata di Fs/Fa =10 e 50 rispettivamente. Hanno ottenuto risultati simili sui limiti di rilevamento in un sistema di analisi dell'iniezione di flusso (FIA). Con il presente metodo, la sensibilità di qualsiasi sistema analitico può essere migliorata.

Finalmente, i sottoprodotti della clorazione dell'acqua potabile, acido cloroacetico (MCAA), acido dicloroacetico (DCAA), e l'acido tricloroacetico (TCAA) sono stati valutati nell'acqua di rubinetto giapponese con un rilevatore HPLC-UV utilizzando il processo di arricchimento elettrodialitico del ricercatore. L'analisi ha richiesto una tensione relativamente superiore a quella degli acidi forti per ottenere un rapporto di portata di 10, e i fattori di arricchimento per gli ioni dell'acqua di rubinetto hanno avuto una media accettabile di 9,8.

"Il nostro in linea, tempo reale, l'arricchimento di soluti ionici migliora la sensibilità dei sistemi di analisi, " ha detto il professor Shin-Ichi Ohira, capofila del progetto di ricerca. "Cosa c'è di più, può essere fatto in pochi secondi. Prevediamo che questo pretrattamento sarà implementato in futuro, sistemi completamente automatizzati."