電子捕獲檢測(cè)器(ECD)是靈敏度最高的高效氣相色譜儀檢測(cè)器,又是最早出現(xiàn)的選擇性檢測(cè)器,其應(yīng)用僅次于TCD和FID,一直穩(wěn)居第三位。
一、結(jié)構(gòu):
ECD的主體是電離室,目前廣泛采用的是圓筒狀同軸電極結(jié)構(gòu)。
陽極是外徑約2mm的銅管或不銹鋼管,金屬池體為陰極。
電離室內(nèi)壁裝有β射線放射源,常用的放射源是63Ni。
在陰極和陽極間施加一直流或脈沖極化電壓。
載氣用N2和Ar。
二、工作原理:
ECD主要利用以下三個(gè)條件達(dá)到檢測(cè)目的。
1、能夠產(chǎn)生β射線:檢測(cè)器內(nèi)有能放出β射線的放射源,常用63Ni和3H等作放射源。
2、載氣分子能電離:載氣分子能被β射線電離,在電極之間形成基流,常用N2和Ar作載氣。
3、樣品能捕獲電子:樣品分子有能捕獲自由電子的官能團(tuán),如含素、硫、磷和氨等物質(zhì)。
當(dāng)載氣(N2)從色譜柱流出進(jìn)入檢測(cè)器時(shí),放射源放射出的β射線使載氣電離,產(chǎn)生正離子和低能量電子:
N2 + β射線 → N2+ + e
這些帶電粒子在外電場(chǎng)作用下向兩電極定向流動(dòng),形成了約為10ˉ8A的離子流,即為檢測(cè)器基流。
當(dāng)電負(fù)性物質(zhì)AB進(jìn)入電離室時(shí),因?yàn)锳B有較強(qiáng)的電負(fù)性,可以捕獲低能量的電子而形成負(fù)離子,并釋放出能量。電子捕獲反應(yīng)如下:
AB + e → ABˉ+ E
式中,E為反應(yīng)釋放的能量。
電子捕獲反應(yīng)中生成的負(fù)離子ABˉ與載氣的正離子N2+復(fù)合生成中性分子。反應(yīng)式為:
ABˉ+ N2+ → N2 + AB
由于電子捕獲和正負(fù)離子的復(fù)合,使電極間電子數(shù)和離子數(shù)目減少,致使基流降低,產(chǎn)生了樣品的檢測(cè)信號(hào)。由于被測(cè)樣品捕獲電子后降低了基流,所以產(chǎn)生的電信號(hào)是負(fù)峰,負(fù)峰的大小與樣品的濃度成正比,這是ECD 的定量基礎(chǔ)。實(shí)際過程中,常通過改變極性使負(fù)峰變?yōu)檎濉?/DIV>
三、特點(diǎn):
1、選擇性好。
2、靈敏度高,比FID高2~3個(gè)數(shù)量級(jí)。
3、檢出下限可達(dá)10ˉ14g/mL,特別適合痕量電負(fù)性化合物的分析。
4、線性范圍較窄,通常僅為102~104。
四、相關(guān)事宜:
1、使用高純氮?dú)猓狠d氣的純度對(duì)靈敏度的影響很大,一般需采用純度為99.99%以上的高純氮?dú)庾鬏d氣。
2、盡量避開氧氣:為了減少氧氣對(duì)檢測(cè)器的沾污而造成靈敏度下降,載氣需脫氧,氣路應(yīng)避氧。
3、精密控制檢測(cè)器溫度:檢測(cè)器溫度對(duì)響應(yīng)值有較大影響,要控制在±(0.1~0.3)℃之間,以保證響應(yīng)值的測(cè)量精密度在1%之內(nèi)。
4、注意人體安全:放射源對(duì)人體有一定危害,操作時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守有關(guān)安全規(guī)則,以免發(fā)生意外事故。一定不要試圖去拆卸該檢測(cè)器。
五、應(yīng)用:
只對(duì)具有電負(fù)性的物質(zhì),如含有S、P、鹵素的化合物、金屬有機(jī)物、含有羰基、硝基、共軛雙鍵的化合物有輸出信號(hào),而對(duì)電負(fù)性很小的化合物,如烴類化合物等,只有很小或沒有輸出信號(hào)。
廣泛用于生物、醫(yī)藥、農(nóng)藥、環(huán)保、金屬螯合物和氣象追蹤等領(lǐng)域的分析。
來源:http://www.fudizao.com