¿Qué son las pruebas electrónicas?

Detector de captura de electrones Índice de contenidos [ocultar] Descripción general Proceso de desarrollo Mecanismo de trabajo simple de ECD Clasificación de ECD

Detector de captura de electrones (detector de captura de electrones), denominado ECD.

El detector de captura de electrones también es un tipo de detector de ionización. Es un detector selectivo y altamente sensible que solo detecta sustancias electronegativas, como halógenos, azufre, fósforo, etc. Las sustancias nitrogenadas tienen señales. Más fuerte es la electronegatividad de la sustancia, es decir, cuanto mayor es el coeficiente de absorción de electrones, mayor es la sensibilidad del detector. Sin embargo, no hay señal para sustancias eléctricamente neutras (sin electronegatividad), como los alcanos. [Editar este párrafo] Descripción general 1. El ECD salió a la luz en 1961. Este, el FID y el análisis cromatográfico de temperatura programada se consideran los tres principales avances en el desarrollo de los cromatógrafos;

2. Es un detector altamente sensible y altamente selectivo, particularmente sensible a sustancias electronegativas;

1. La cantidad mínima de detección puede alcanzar 10-13 gramos (γ-666) y la relación de sensibilidad al tetracloruro de carbono y n-hexano es 4×108 veces;

4. Se utiliza principalmente para analizar y determinar la electronegatividad de haluros, compuestos de fósforo (azufre), peróxidos, compuestos nitro, compuestos orgánicos metálicos, quelatos metálicos, compuestos esteroides, hidrocarburos aromáticos policíclicos y compuestos hidroxilo conjugados. Además, también puede analizar oxígeno a 1 ppm;

5. Utilice métodos de conversión química para generar derivados con fuertes propiedades electronegativas para ampliar el alcance de uso de los detectores de captura de electrones;

6. El ECD se ha convertido en uno de los detectores más utilizados en los campos de la inspección de alimentos, residuos de pesticidas en animales (plantas) y pruebas ambientales (agua, suelo, contaminación del aire, etc.). [Edite este párrafo] Proceso de desarrollo Desde la llegada del ECD, las personas lo han mejorado y perfeccionado continuamente para que su estructura y desempeño sean más ideales. En las últimas décadas, los dos desarrollos más prácticos han sido el uso de una fuente radiactiva de 63Ni en lugar de una fuente radiactiva de 3H y el uso de una fuente de alimentación de voltaje modulado por pulsos de corriente de base fija en lugar de otros métodos de suministro de energía. La principal ventaja de utilizar la fuente de 63Ni es que la temperatura del detector puede funcionar entre 350 y 400 °C, lo que reduce los problemas de contaminación durante el funcionamiento y mejora el límite de detección. El voltaje de modulación de pulso de corriente de base fija se utiliza para el suministro de energía, lo que extiende el rango lineal a 104 y el rango dinámico a 105, y aumenta la estabilidad del detector. [Edite este párrafo] El mecanismo de trabajo conciso del ECD ECD es un tipo de detector de ionización radiactiva. Utiliza isótopos radiactivos para emitir partículas beta con una cierta energía durante el proceso de desintegración como fuente de ionización cuando solo las moléculas puras las transportan. Al pasar a través de la fuente de iones, se ionizan en iones positivos y electrones libres bajo el bombardeo de partículas β. Bajo la acción del campo eléctrico aplicado, tanto los iones como los electrones se moverán en una dirección porque los electrones se mueven mucho más rápido que los iones positivos. , iones positivos La probabilidad de recombinación de iones y electrones es muy pequeña Siempre que las condiciones sean ciertas, se formará un cierto flujo de iones (flujo base) cuando el gas portador ingresa a la cámara de iones con una pequeña cantidad de componentes electronegativos. , los componentes electrófilos capturarán una gran cantidad de electrones y se formarán iones negativos o moléculas cargadas negativamente. Debido a que la velocidad de movimiento de los iones negativos (moléculas) es similar a la de los iones positivos, la probabilidad de recombinación de los iones positivos y negativos es de 105 a 108 veces mayor que la probabilidad de recombinación de los iones positivos y los electrones, por lo que el flujo base cae significativamente, por lo que el instrumento emite una señal eléctrica de polaridad negativa. Por lo tanto, a diferencia del FID, la salida del componente medido a través del ECD produce un pico negativo en el procesamiento de datos.

Existen más de cuatro tipos de sustancias electronegativas que captan electrones y se disocian en la cámara de iones. Pero la práctica muestra que las principales formas de ionización son la disociación y la no disociación.

En la reacción de disociación, cuando una molécula poliatómica AB ingresa a la cámara de iones, la molécula de muestra AB reacciona con un electrón y se disocia en un radical libre y un ion negativo. Por ejemplo, los compuestos CL, Br e I de hidrocarburos alifáticos son tipos disociados. ; En la reacción no disociativa, la muestra AB reacciona con un electrón para generar una molécula cargada negativamente, como los derivados de hidroxilo, F, CH3, ON, OCH3, etc. de hidrocarburos aromáticos e hidrocarburos poliaromáticos, que pertenecen a los no-; tipo disociativo; el tipo disociativo es en la mayoría de los casos, se debe absorber una cierta cantidad de energía y la sección transversal de absorción de electrones aumentará con la temperatura. Por lo tanto, el tipo de disociación es beneficioso para mejorar la sensibilidad cuando la temperatura es más alta. El tipo no disociativo libera energía y la sección transversal de absorción de electrones disminuirá a medida que aumenta la temperatura del detector. Por lo tanto, una temperatura más baja es beneficiosa para mejorar la sensibilidad. Además, en teoría, el oxígeno tiene una gran capacidad para capturar electrones. La presencia de oxígeno interferirá con el trabajo del ECD. Sin embargo, algunas personas han descubierto que el gas portador contaminado con oxígeno puede mejorar la sensibilidad del ECD a los halogenados. hidrocarburos; en el gas portador N2 Se obtendrán resultados similares añadiendo N2O. Si se mezclan varias millonésimas de N2O con N2, el ECD también tendrá un mayor impacto en el metano, etano, benceno, etanol y CO2. El mecanismo de funcionamiento del ECD es muy complicado porque durante el proceso de análisis del ECD:

1. Hay demasiadas formas de impurezas con diferentes contenidos y cambian según diversas circunstancias. La proporción de estas impurezas en la información del ECD aún no está clara;

2. La velocidad a la que se pierden los iones positivos debido a la difusión de carga espacial y la proporción de estos iones positivos en la corriente ECD tampoco están muy claras;

3. El impacto de una estructura de piscina específica sobre diversos fenómenos de reacción de la piscina y el grado de cambios adicionales causados ​​por el cambio de la estructura de la piscina aún no se han resumido en la práctica.

En vista de las razones anteriores, a veces los resultados del análisis del mismo instrumento suelen ser diferentes, por lo que la gente suele decir que el DPI es el que tiene más probabilidades de causar malentendidos. La práctica lo ha demostrado: antes de operar el ECD, familiarícese con sus principios básicos de funcionamiento y algunas cuestiones a las que se debe prestar atención durante el funcionamiento. Una vez que domine su regularidad, las operaciones de rutina pueden ser más simples que TCD o FID. [Edite este párrafo] Clasificación de ECD Hay muchos métodos de clasificación para ECD. Si está familiarizado con estos métodos de clasificación, podrá comprender mejor sus características operativas, de modo que pueda elegirlos razonablemente cuando se necesiten diferentes necesidades de análisis.

1. Clasificación por fuente de iones utilizada

Las fuentes de ionización utilizadas para ECD incluyen fuentes de isótopos radiactivos y fuentes no radiactivas. Aunque los ECD no radiactivos están disponibles comercialmente y tienen la ventaja de no ser radiactivos, requieren el uso de He de alta pureza y la adición de ciertos gases raros como gases portadores durante el funcionamiento. La estructura del ECD y los equipos electrónicos también son relativamente complejos. , y todavía existen algunas características operativas. Hay algunas deficiencias, por lo que actualmente se encuentra en etapa de mejora, promoción y uso.

2. Clasificado por tipo de fuente radiactiva: se puede dividir en dos tipos: 63Ni y 3H.

⑴ Requisitos de ECD para fuentes radiactivas

① Seguridad en el uso

Los isótopos radiactivos pueden producir rayos α, β y γ durante el proceso de desintegración. α es un núcleo de helio de alta velocidad que está cargado positivamente;

los rayos β son un electrón de alta velocidad que está cargado negativamente; los rayos γ son ondas electromagnéticas con longitudes de onda extremadamente cortas. Estos tres tipos de rayos tienen una cierta cantidad de energía y pueden ionizar gases y otras sustancias. Entre ellos, los rayos alfa tienen la mayor capacidad de ionización y pueden producir 105 pares de iones por centímetro de recorrido, y los rayos beta pueden producir 102~. 103 pares de iones por centímetro. Gamma es más débil y produce solo un par de iones por centímetro. Aunque la eficiencia de ionización de rayos α es alta, es demasiado ruidosa. Los rayos gamma requieren suficiente corriente iónica y una gran dosis de materiales radiactivos. Los rayos gamma tienen un fuerte poder de penetración y son muy dañinos para el cuerpo humano.

La fuente β tiene fuerzas de ionización y penetración moderadas, por lo que es más adecuada como fuente de radiación ionizante.

② La energía de radiación de la fuente debe ser lo suficientemente grande como para proporcionar el flujo de iones necesario;

③ Rayo El alcance debe ser lo suficientemente corto, lo que favorece el diseño estructural y la seguridad. Aunque esto es contradictorio con los requisitos de energía de radiación, ambos deben tenerse en cuenta durante el uso. La vida media debe ser lo suficientemente larga;

⑤ La temperatura de funcionamiento debe ser alta;

⑵ Las dos fuentes radiactivas ideales que se han utilizado en ECD son 63Ni y 3H. La tabla muestra su comparación de rendimiento.