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“一招鲜,吃遍天”的电子捕获检测器

时间:2019-09-03      阅读:1474

“一招鲜,吃遍天”。

这就是电子捕获检测器在气相色谱检测器中的位置的真实写照。

对于某些化合物的敏度,以及惹人眼球的放射性标记,都让它在江湖中独步。我们就来聊聊气相的电子捕获检测器。它有两个特点,

一是特异性强,只对电负性化合物有响应。

二是敏度的高。它是一种高敏度、高选择性检测器,对电负性物质感,

要了解这种检测器,先要看看,什么是电负性化合物。电负性概念由莱纳斯·鲍林ECD于1932年提出。在1961年问世,它与FID、色谱程序升温分析称为色谱仪发展中三大化合物的电负性大小就是化合物对于电子吸引能力的强弱。

常见的电负性化合物就是含有卤素的化合物。其他具备电负性的化合物,还包括:

含磷(硫)化合物以及过氧化物、硝基化合物、金属有机物、金属螯合物、甾族化合物、多环芳烃和共轭羟基化合物等等。

既然是“吸引”电子,于是就有了“捕获”电子的概念,通过捕获电子原理进行检测的检测器便成为了电子捕获检测器,英文全称为Electron Capture Detector,缩写为ECD。 电子捕获检测器也是一种离子化检测器,它是一个有选择性的高敏度的检测器,它只对具有电负性的物质,如含卤素、硫、磷、氮的物质有信号,物质的电负性越强,也就是电子吸收系数越大,检测器的敏度越高,而对电中性(无电负性)的物质,如烷烃等则无信号。 小检测量可达10-13克( γ —666),对4化碳和正己烷敏度的比为4×108。

巧妇难为无米之炊,如果没有电子,捕获又从何说起呢?于是我们就得从ECD的设计和构造讲起:为这完成这场捕获之旅,放射源镍63和高纯氮气先闪亮登场了。

镍63放射源持续发射出的beta射线轰击氮气分子后,产生一数量的能量电子。

同时在ECD检测器池内,收集极上加有一个20-100V的电压。被轰击出来的这些电子在电压的作用下,朝着收集极运动聚集,从而在收集极和池体之间形成一个稳定的电流,也就是基流。

讲到这里,大家应该就能够理解为什么ECD检测器须使用高纯氮气做为尾吹气,

而池内部也要涂上薄薄一层镍63放射源的原因了。

接下来,当电负性化合物由载气带着进入到检测器池体后,原本流向收集极的电子有一部分被这些化合物吸附,导致收集极上收集的电子数量减少,电流也就相应的减小。

而电流减小的程度,也跟电负性化合物的浓度成比例。这样我们通过监测电流变化的情况,就可以检测到通过池体的化合物了。根据不同化合物里电负性元素及结构特征等,ECD对其响应的程度也大不相同。

自从ECD问世以来,人们不断地改进和完善它,使其结构和性能理想。几十年来, 的两大进展是用63Ni 放射源代替了 3H放射源和用固定基流脉冲调制电压供电代替了其它供电方法。采用63Ni源主要优点是可使检测器温度在350~400℃下工作,从而降了操作过程中的污染问题,提了检测限。采用固定基流脉冲调制电压供电,使线性范围扩展到104,动态范围扩展到105,并增加了检测器的稳定性。

我们看到:ECD对那些能俘获电子能力强的化合物,比如卤代烃有很高的响应。
就 低检测限而言,在气相色谱检测器中,ECD是敏度是 高的。这也是为什么ECD被使用在食品检验、动植物体中的农残量和环境检测领域的原因。

 

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