ECD檢測器

ECD檢測器

電子俘獲檢測器(ecd)是靈敏度最高的氣相色譜檢測器,同時又是最早出現的選擇性檢測器。它僅對那些能俘獲電子的化合物,如鹵代烴、含 n、o和 s等雜原子的化合物有回響。由於它靈敏度高、選擇性好,也是放射性離子化檢測器中套用最廣的一種.被廣泛套用於生物,醫藥,農藥,環保,金屬鰲合物及氣象追蹤等領域.

發展史

ecd的發現是一系列射線電離檢測器發展的結果。1952 年首次出現了 β-射線橫截面電離檢測器;1958 年 lovelock 提出 β-射線氬電離檢測器。當鹵代化合物進入該檢測器時,出現了異常,於是 lovelock 進一步研究,首次提出了此異常是具電負性官能團的有機物俘獲電子造成的,進而發展成電子俘獲檢測器。此後至今的 40多年中,ecd在電離源的種類、檢測電路、池結構和池體積等方面均作了很大的改進,從而使現代 ecd 的靈敏度、線性及線性範圍、最高使用溫度及套用範圍等均有了很大的改善和提高。

檢測器介紹

1. ecd 在 1961 年問世,它與 fid、色譜程式升溫分析稱為色譜儀發展中三大突破;

2. 它是一種高靈敏度、高選擇性檢測器,對電負性物質特別敏感;

3. 最小檢測量可達 10-13克( γ —666) ,對四氯化碳和正己烷靈敏度的比為 4×108倍;

4. 它主要用於分析測定鹵化物、含磷(硫)化合物以及過氧化物、硝基化合物、金屬有機物、金 屬螯合物、甾族化合物、多環芳烴和共軛羥基化合物等電負性物質。另外也能分析 1ppm 氧氣;

5. 採用化學轉化方法,使其具有強電負性的衍生物而擴大電子捕獲檢測器使用範圍;

6. ecd 已成為目前在食品檢驗、動(植物)體中的農藥殘毒量和環境檢測(水、土壤、大氣污 染等)領域中套用最多的一個檢測器之一。

測器原理

ecd是放射性離子化檢測器的一種,它是利用放射性同位素,在衰變過程中放射的具有一定能 量的β-粒子作為電離源,當只有純載其分子通過離子源時,在β-粒子的轟擊下,電離成正離子和自 由電子,在所施電場的作用下離子和電子都將做定向移動,因為電子移動的速度比正離子快得多, 所以正離子和電子的複合機率很小,只要條件一定就形成了一定的離子流(基流) ,當載氣帶有微 量的電負性組分進入離子室時,親電子的組分,大量捕獲電子形成負離子或帶電負分子。因為負 離子(分子)的移動速度和正離子差不多,正負離子的複合機率比正離子和電子的複合幾率高 105 ~ 108 倍,因而基流明顯下降,這樣就儀器就輸出了一個負極性的電信號,因此和fid相反,通過 ecd被測組分輸出,在數據處理上出負峰。  電負性物質在離子室中,捕獲電子被離解的類型有四種以上。但實踐表明:主要電離形式是離 解和非離解型兩種。在離解反應中,當一個多原子分子ab進入離子室時,樣品的分子ab與一個電 子反應,離解成一個游離基和一個負離子,例如:脂肪烴的cl、br、i化合物就屬離解型; 在非離解式反應中,樣品ab與一個電子反應,生成一個帶負電的分子,如芳烴和多芳烴的羥基、f、 ch3、、on 、och3等的衍生物就屬於非離解類型;離解型在大多數情況下都要吸收一定的能量,電 子吸收截面將隨溫度而增加,因此,離解型在溫度較高時,有利於提高靈敏度。而非離解型則釋 放出能量,電子吸收截面將隨檢測器的溫度升高而減小。因此較低的溫度有利於提高靈敏度。另 外,從理論上講,氧氣對電子有強的捕獲能力,氧氣的存在,將干擾ecd的工作,然而有人發現, 被氧氣污染的載氣,能提高ecd對鹵化烴的靈敏度;在載氣n2中摻入n2o也會獲得相似結果。若 在n2中摻入百萬之幾的n2o時,ecd還對甲烷、乙烷、苯、乙醇和co2等產生較大響。ecd的工作 機理十分複雜,這是因為在ecd分析過程中:  1.雜質的形式太多,含量也不同,在各種情況下又是變化的,這些雜質在 ecd 信息中所占比 重尚不清楚;  2.正離子由於空間電荷擴散而損失的速率,以及這些正離子在 ecd 電流中所占的比例也不十 分清楚;  3.對於特定的池體結構對各種池反應現象的影響,以及改變池結構所引起的附加變化程度,還 有待於實踐總結。  鑒於以上原因,有時同一台儀器分析的結果也常出現差別,所以人們常稱 ecd 是最容易引起誤會的一種檢測器。實踐證明:在操作 ecd 之前,熟悉它的工作基本原理以及操作中應注意的一些問 題。掌握了它規律性,常規操作可能會比 tcd 或 fid 還要簡單一些。

日常維護

1、要保證載氣的高度純淨;應該使用脫氧管和除水裝置,並及時更換。  2、操作溫度不應太低。操作溫度為250~350℃。無論色譜柱溫度多么低,ecd的溫度均不應低於250℃。  3、在分析樣品時要保證樣品淨化,儘量減少樣品污染檢測器,如果樣品較“髒”最好用高溫度燒檢測器並用高流量的尾吹氣吹掃。  4、關閉載氣和尾吹氣後,用堵頭封住ecd出口,避免空氣進入。在不使用ecd時,必須使用死堵將ecd的口堵死,防止被氧化。  5、載氣及尾吹氣的流速之和一般為60ml/min.。  6、如果ecd被污染,可以用高溫燒,或者用氫氣還原。  7、日常操作條件

1.要用超純的氮氣或氬氣做載氣,若載氣純度低,其含有的電負性物質就會使基流大大降低,從而降低了測定的靈敏度.  2.一般載氣的流速約為50-100ml/min,而且常需要在色譜柱後通入"補加氣".  3.ecd是依據基流減小獲得檢測信號,通常希望產生的峰不超過基流的30%,樣品的濃度大時,應稀釋後再進樣.  4.為保證基流不變,使用前應在一定的柱溫和檢測器溫度下長時間(24-120h)通入高純氮氣烘烤檢測器,而且溫度比柱溫高30-50℃

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