Des chercheurs de l'Université de Kumamoto au Japon ont développé une nouvelle méthode pour améliorer la sensibilité des systèmes analytiques pour les solutés ioniques, comme l'eau des rivières et des lacs, ou même de l'eau du robinet. L'eau propre est importante pour la santé de la communauté, et l'analyse des impuretés peut être effectuée via des équipements sensibles tels que des spectromètres de masse. Cependant, ces appareils peuvent être d'un coût prohibitif pour les zones à faible revenu ou si seuls quelques échantillons doivent être analysés. Dans ces cas, un procédé d'enrichissement est utilisé pour améliorer la sensibilité de systèmes analytiques plus facilement accessibles.

Les limites de détection des solutés ioniques traces, tels que ceux qui restent après purification, devrait être d'au moins quelques microgrammes par litre et encore moins pour l'eau ultrapure utilisée dans les procédés industriels. Il existe plusieurs méthodes d'enrichissement qui peuvent être utilisées pour augmenter les niveaux de soluté ionique dans un échantillon afin d'améliorer la sensibilité de l'analyse, comme le chauffage avec/sans vide, évaporation par flux d'azote, co/précipitation pour les ions de métaux lourds, extraction liquide-liquide, extraction en phase solide, ou électrodialyse.

Les chercheurs ont utilisé la méthode d'enrichissement par transfert d'ions électrodialytique car un transfert d'ions quantitatif peut être obtenu et les ions transférés s'enrichissent si le débit de la solution échantillon est supérieur à celui de la solution acceptrice. Ils ont constaté que si le débit de la solution échantillon (Fs) était supérieur à celui de la solution acceptrice (Fa), l'effet d'enrichissement est devenu équivalent au rapport des deux débits (lorsque Fa n'est pas 0), et l'enrichissement ionique peut être effectué en quelques secondes seulement.

Après avoir testé cette méthode d'enrichissement, les chercheurs ont découvert que les limites de détection du système de chromatographie ionique étaient améliorées d'un facteur d'environ 10 pour les cations inorganiques et d'environ 50 pour les ions de métaux lourds, qui suit les rapports de débit de Fs/Fa =10 et 50 respectivement. Ils ont obtenu des résultats de limite de détection similaires dans un système d'analyse d'injection de flux (FIA). Avec la méthode actuelle, la sensibilité de tout système analytique peut être améliorée.

Finalement, les sous-produits de la chloration de l'eau potable, acide chloroacétique (MCAA), acide dichloroacétique (DCAA), et l'acide trichloroacétique (TCAA) ont été évalués dans l'eau du robinet japonaise avec un détecteur HPLC-UV en utilisant le processus d'enrichissement électrodialytique du chercheur. L'analyse a nécessité une tension relativement plus élevée que celle des acides forts pour obtenir un rapport de débit de 10, et les facteurs d'enrichissement pour les ions de l'eau du robinet étaient en moyenne acceptables de 9,8.

"Notre ligne, temps réel, l'enrichissement des solutés ioniques améliore la sensibilité des systèmes de test, " dit le professeur Shin-Ichi Ohira, chef de projet de recherche. "Quoi de plus, cela peut être fait en quelques secondes. Nous envisageons ce prétraitement à mettre en œuvre à l'avenir, systèmes entièrement automatisés."