“一招鲜,吃遍天”。
这就是电子捕获检测器
在气相色谱所有检测器中的特殊位置的真实写照。
对于某些化合物的超高灵敏度,
以及惹人眼球的放射性标记,
都让它在江湖中特立独行,独步天下。
这集色谱学堂,
我们就来聊聊气相的电子捕获检测器。
它有两个特点,
一是特异性特别强,只对电负性化合物有响应。
二是灵敏度特别的高。
要了解这种检测器,
首先要看看,什么是电负性化合物。
电负性概念由莱纳斯·鲍林于1932年提出。
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。
最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。
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,
产生一定数量的高能量电子。
同时在ECD检测器池体内,
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检测器必须使用高纯氮气做为尾吹气,
而池体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。
下面这个对照表给出了ECD对不同化合物的不同响应。
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。
就最低检测限而言,
在气相色谱检测器中,
ECD是灵敏度是最高的。
这也是为什么ECD被广泛使用在
食品检验、动植物体中的农药残毒量和环境检测领域的原因。
关于ECD检测器,还有一种说法,
就是检测器污染越严重,灵敏度越高。
大家知道这是为什么吗?
下一期,我们继续聊。
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