ECD的工作原理及日常使用保養(yǎng)
ECD的工作原理及日常使用保養(yǎng)
ECD-電子俘獲檢測(cè)器(electron caputure detector)是利用放射源或非放射源產(chǎn)生大量低能熱電子,親電子的有機(jī)物如多鹵化合物進(jìn)入檢測(cè)器,俘獲電子而使基流降低產(chǎn)生信號(hào)。
ECD的工作原理是:由柱流出的載氣及吹掃氣進(jìn)入ECD池,在放射源放出β射線的轟擊下被電離,產(chǎn)生大量電子。在電源、陰極和陽(yáng)極電場(chǎng)作用下,該電子流向陽(yáng)極,得到10-8~10-9A的基流。當(dāng)電負(fù)性組分從柱后進(jìn)入檢測(cè)器時(shí),即俘獲池內(nèi)電子,使基流下降,產(chǎn)生一負(fù)峰。通過(guò)放大器放大,在記錄器記錄,即為響應(yīng)信號(hào)。其大小與進(jìn)入池中組分含量成正比。負(fù)峰不便觀察和處理,通過(guò)極性轉(zhuǎn)換即為正峰。
1. ECD的污染情況
近年來(lái)隨著色譜分析理論和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展,電子捕獲檢測(cè)器在分析領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,而檢測(cè)器污染也成為實(shí)際工作中不可避免的問(wèn)題。電子捕獲檢測(cè)器的污染一般有兩種況:
1.1被測(cè)組分中的雜質(zhì)直接俘獲ECD中的電子,使檢測(cè)器基流下降或恒電流方式中的基頻增高;;使噪聲增大,信噪比下降;
1.2放射源表面受被測(cè)組分中的雜質(zhì)污染,使放射源電離能力下降,從而使直流電壓和頻率方式ECD 基流下降或恒電流方式中基頻增高。如HP6890氣相色譜儀ECD,設(shè)計(jì)值是100-600Hz 基頻為潔凈;實(shí)際判斷時(shí),通常認(rèn)為大于500Hz 即可能有污染。
1.3譜圖顯示,1.基線漂移變大,2.線性范圍變小,3.出負(fù)峰,通常是在大峰后有負(fù)峰。
1.4防止ECD過(guò)載,在色譜分析中可能因進(jìn)樣量大(或樣品濃度大),出現(xiàn)柱過(guò)載或檢測(cè)器過(guò)載。一般4mm內(nèi)徑填充柱可容許每個(gè)峰大達(dá)0.5-1mg ,內(nèi)徑為0.25mm的WCOT柱為每峰小于(2-5)×10-8 g。在用ECD作環(huán)境樣品中痕量污染物分析時(shí),每峰樣品量為10-8-10-13g。這當(dāng)然不會(huì)引起柱過(guò)載,但對(duì)線性范圍窄的ECD,則很容易達(dá)響應(yīng)飽和。其表現(xiàn)為峰高不再增加(或增加較?。?,而半峰寬增大。此亦稱ECD過(guò)載。顯然,它必將給定量帶來(lái)很大的誤差。這時(shí),必須用溶劑將樣品稀釋至ECD的線性范圍以內(nèi),再測(cè)定之。
檢測(cè)器中放射源Ni63耐高溫,使用溫度為350 ℃,半衰期為85 年 ,因此放射源Ni63在不泄露的情況下是不會(huì)流失的。所以對(duì)于以上兩種情況的污染不要誤認(rèn)為是檢測(cè)器中放射源流失或檢測(cè)器已損壞,只要進(jìn)行有妥善的處理便可恢復(fù)檢測(cè)器的性能?!?/span>
2.ECD的凈化
2.1 熱清洗法
通常輕度污染常用此法。首先確保氣路系統(tǒng)不漏和無(wú)污染[2.2、2.3法同]。然后,卸下色譜柱,用悶頭螺帽將柱接檢測(cè)器的接頭堵死。調(diào)N2尾吹氣至50-60mL/min,升檢測(cè)器溫度至350℃左右(63Ni源),柱溫250℃,保持4-8h。后,冷至通常操作溫度,觀察基頻是否下降至正常值。如有效但還不夠,可重復(fù)處理之。
2.2 熱水蒸汽洗
換上潔凈的汽化室插管,將原柱卸下,換上一根潔凈的短空柱,通N2氣,保持通常流速。升檢測(cè)器、汽化室和柱溫分別為300-350℃、200℃和150℃。用微量注射器從進(jìn)樣口注入去離子水50-100uL,連續(xù)注射,共注射10-20 次。若原接毛細(xì)管柱,即換一根未涂固定液的短毛細(xì)管柱,每次注入10-15uL,共注射50-100 次。這樣,利用熱水蒸氣流清洗ECD池。該法對(duì)大多數(shù)污染均可清除。但操作麻煩(若用自動(dòng)進(jìn)樣器可減輕一些工作量),占用時(shí)間長(zhǎng),清洗一次需1-2天,近年已較少使用。
2.3 氫烘烤
這是近年較常用的方法。只需將載氣或尾吹氣換成氫氣,調(diào)流速至30-40mL/min。汽化室和柱溫為室溫,將檢測(cè)器升至300-350℃,保持18-24h,使污染物在高溫下與氫作用而除去。氫烘烤畢,將系統(tǒng)調(diào)回至原狀態(tài),穩(wěn)定數(shù)小時(shí)即可。
2.4 超聲波清洗法
將污染嚴(yán)重的電子捕獲檢測(cè)器從氣相色譜儀中拆除 ,使檢測(cè)器的接柱口朝上 ,用2. 5ml 一次性注射器抽取2. 5ml1 #清洗劑 ,從載氣出口處注入 ,待載氣進(jìn)口和柱子接口處流出
溶液時(shí) ,分別用膠塞塞住管口放入超聲波分離器中洗滌20min。將檢測(cè)器中的洗滌液棄去 ,再注入 2 #清洗劑溶劑放入超聲波分離器中洗滌 10min ,再將檢測(cè)器中的洗滌液棄去 ,用
3ml 甲醇溶液分3次沖洗 ,待溶劑揮干后 ,裝入氣相色譜儀 ,接空玻璃柱通入氮?dú)庖?span lang="EN-US">90ml/ min流速保持 20min ,然后接通電源使檢測(cè)器溫度升到使用溫度 ,當(dāng)儀器條件達(dá)到平衡時(shí) ,觀察處理后檢測(cè)器的基流情況 ,使儀器處于正常工件狀態(tài)后 ,接色普柱進(jìn)行樣品分析。
(注1 #清洗劑:洗滌劑(主要成分為 Triton X— 100) 0. 5ml 加入丙酮 50ml 混勻。2 #清洗劑:洗滌劑0. 3ml 加入甲醇50ml 混勻。)
3. ECD保潔方法
3.1系統(tǒng)氣密性好
通過(guò)氣密性實(shí)驗(yàn),確保從氣源至檢測(cè)器出口的整個(gè)氣路系統(tǒng)氣密性好,無(wú)空氣漏入。
3.2氣體純度高
載氣及尾吹氣均應(yīng)用純度大于99.99%之純氣,或大于99.999%以上的高純氣。
3.3隔墊流失小
進(jìn)樣口隔墊應(yīng)用耐高溫墊。使用前,可放在柱恒溫箱中于250℃下老化8-12h,甚至再用溶劑萃取,然后使用。
3.4汽化室潔凈
汽化室中玻璃棉及玻璃插管應(yīng)定期更換。
3.5柱流失小
色譜柱應(yīng)在比實(shí)際使用溫度至少高25℃的溫度下充分老化,低柱溫使用。
3.6樣品潔凈
“臟樣品”應(yīng)作凈化處理。溶劑應(yīng)用二次蒸餾的烷烴、芳烴或一氯烴。
3.7毛細(xì)管柱兩端潔凈
當(dāng)汽化室或檢測(cè)器溫度高時(shí),可能使毛細(xì)管柱外的聚酰亞胺涂層分解成揮發(fā)性組分進(jìn)入ECD池,為此,可用低溫火焰,如丁烷打火機(jī)將其燒掉,以保持柱兩端潔凈。
3.8檢測(cè)器溫度高于柱溫20℃以上。
3.9保持吹掃氣 暫時(shí)停機(jī)時(shí),保持少量吹掃氣通過(guò)ECD。
總之,電子捕獲(electron capture detector ,ECD)是一種選擇性強(qiáng)、靈敏度高的檢測(cè)器 ,目前在分析領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用 ,ECD 對(duì)雜質(zhì)十分敏感,故使用中每一環(huán)節(jié)均要考慮是否帶入污染雜質(zhì)。 使用中重要的是始終保持系統(tǒng)的潔凈;有了污染要及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)排除;為使定量準(zhǔn)確,要注意防止ECD過(guò)載;還要注意安全。