北京普天同创生物科技有限公司
电子捕获检测器(electroncapturedetector,ECD)是只对含有卤素、硫、磷、氮、氰等电负性物质有响应的高灵敏度的离子化检测器。待测物的电负性越强,被检测的灵敏度也就越高,见表1。该检测器被广泛应用在药学、残留农药以及环保等方向分析中,缺点是线性范围较窄(仅102),重现性也较差。
表1常见电负性物质在ECD上的灵敏度
化合物 |
检测限(g/s) |
化合物 |
检测限(g/s) |
四氯化碳 |
1*10-14 |
六氟化硫 |
1*10-14 |
三氯甲烷 |
3*10-14 |
r- 六六六 |
1*10-14 |
艾氏剂 |
3*10-14 |
全氟异丁烯 |
1*10-10级 |
四乙基铅 |
3.7*10-14mol/s |
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|
(1)结构及测定原理
电子捕获检测器的结构。检测器池腔内有一圆筒状β放射源(3H或63Ni)作为阴极,内置一不锈钢圆筒状的同轴电极作阳极,两电极问施加直流或脉冲电压(极化电压)。
当放射源的β射线将载气电离,产生正离子和低能量电子,在恒定的电场作用下分别向极性相反的电极运动,形成电流,即基流。基流一般在10-9一10-8A。当电负性的组分分子AB随载气进入检测器后,AB便捕获检测器内的慢速低能电子,并发生非离解型及离解型两种反应:
AB+e≒AB-
AB+e≒A-+B
带负电荷的分子离子如AB-,又会与载气正离子如N2+,复合生成中性化合物:
AB-+N2+≒N2+AB
由于电子被电负性分子捕获,结果造成基流的下降,产生负信号而造成一系列的倒峰。被测组分的浓度越高,峰的信号也越大。倒峰信号Ie与组分浓度有以下关系:
Ie=Ibe-KAC
式中,Ib为基始电流(即浓度c=0时的电流);K为检测器常数;A为组分的电子吸收系数。
(2)操作条件的选择
影响电子捕获检测器灵敏度的因素有载气及其流速、极化电压和检测室温度等。
①使用高纯N:作载气载气中的痕量o2和水分会降低其基流,对响应值产生很大影响。电子捕获检测器是浓度型的检测器,当载气流速增加时,会使响应值降低。在给定试样量的情况下,必须选择最佳的载气流速,以保证获得最佳灵敏度。
②施加极化电压极化电压有直流和脉冲两种。为使电子运动不至于太快,直流电压一般较低,为5—20V。脉冲电压则应选择最佳脉冲周期,在脉冲的间隔期内,电子处于热动平衡状态,能量较小,间隔愈大,能量就愈小,因而捕获概率增大,灵敏度就得到提高,同时还会使复合的机会增大,基流随之降低。一般脉冲供电电压在30一60V,脉冲宽度在微秒级,周期约在50~500μs。
③温度当捕获过程为非离解型时,检测室的温度升高,将导致灵敏度降低,如芳烃的F、Cl化合物。当捕获过程为离解型时,温度的升高,将使灵敏度增大,如脂肪烃的cl、Br、I化合物。由此可知,不同的电负性物质,随温度的变化并不一样,因此在操作时必须严格控制温度在±0.1℃。
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