Giáo trình : NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MỘT SỐ DETECTOR TRONG SẮC KÝ LỎNG VÀ KHÍ part 2

. Detector gồm có điện trường, bên trong có nguồn phát tia β (do Ni63, được phủ bên ngoài tấm bạch kim hay titan), khí mang được dùng là Ar. Điện tử sơ cấp của tia β sẽ ion hóa phân tử khí mang làm bắn ra điện tử thứ cấp, tạo dòng điện trong điện trường, phản ứng dây chuyền xảy ra. Khi có sự hiện diện của mẫu, thường là chất có độ âm điện cao, sẽ nhận điện tử thứ cấp, làm giảm cường độ dòng điện, tương ứng với sự xuất hiện mũi sắc kí...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình : NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MỘT SỐ DETECTOR TRONG SẮC KÝ LỎNG VÀ KHÍ part 2ECD sử dụng hoạt độ phóng xạ β phóng ra để ion hóa các khí mang và phátsinh ra dòng điện ở giữa cặp điện cực. khi những phân tử hữu cơ có chứanhóm electron mang điện tích như: halogen, photpho và nhóm nitro đi quadetector, detector giữa lại một vài electron và làm biến đổi số đo của dòngđiện giữa các điện cực.Detector gồm có điện trường, bên trong có nguồn phát tia β (do Ni63, đượcphủ bên ngoài tấm bạch kim hay titan), khí mang được dùng là Ar. Điện tử sơcấp của tia β sẽ ion hóa phân tử khí mang làm bắn ra điện tử thứ cấp, tạo dòngđiện trong điện trường, phản ứng dây chuyền xảy ra. Khi có sự hiện diện củamẫu, thường là chất có độ âm điện cao, sẽ nhận điện tử thứ cấp, làm giảmcường độ dòng điện, tương ứng với sự xuất hiện mũi sắc kíDetector hoạt động dựa trên đặt tính của các chất có khả năng cột kết các điệntử tự do trong pha khí (trừ trường ngoại lệ của các khí trơ) khả năng cộng kếtđiện tử lớn hay nhỏ là phụ thuộc vào các hợp chất cần được phát hiện. Khảnăng đó tương đối nhỏ đối với các hợp chất hdrocacbon no. Ngược lại, khicác hợp chất có chứa các nhóm chức hoặc đa liên kết (đôi hoặc ba) thì khảnăng các điện tử sẽ tăng hẳn lên. Đặc biệt là nếu trong phân tử của hợp chấtnày có chứa các nguyên tử halogen (Cl, Br….) Bởi vậy, độ nhạy phát hiệncủa detector ECD rất đặc thù cho các nhóm chức và có thể dao động trongphạm vi khá rộng (1-106)Bộ phận chính của detector ECD là một buồng ion. Tại đây diễn ra quá trìnhion hóa, bắt giữa điện tử và tái kết hợp.M: là phân tử khí mang, EC: và phân tử của chất có khả năng bắt giữ điện tử. Cũng chính vì khả năng bắt giữ điện tử (electron-capture) mà detector cònđược gọi là detector bắt giữ điện tử.* Quá trình ion hóa: một nguồn tia phóng xạ được lắp sẵn trong detector, phátra một chùm tia β- với tốc độ 108-109 hạt/s. Các hạt β- này sẽ ion hóa phân tửkhí mang (M) tạo ra các ion dương của phân tử khí mang và điện tử tự do sơcấp (e-). So với các điện tử của chùm tia β- các điện tử tự do này chậm hơnhẳn. Chúng được gia tốc nhờ một điện trường và được chuyển dịch về phíaanôt. Tại đây chúng bị lấymất điện tích và qua đó cho dòng điện nền củadetector.* Quá trinh công kết điện tử các nguyên tử hoặc là phân tử của các chất (EC),sau khi rời bỏ cột tách, được đưa thẳng vào buồng ion cùng với khí mang.Tùy theo ái lực điện tử của các phân tử này, các điện tử tự do sơ cấp nói trênsẽ bị các phân tử đó bắt giữ và do vậy tạo ra các ion âm.* Quá trình tái kết hợp: các ion âm được tạo ra như vậy sẽ kết hợp với các iondương của phân tử khí mang để tạo thành các phân tử trung hòa.Như vậy do khả năng cột kết điện tử của chất cần phân tích, điện tử bị lấymấtkhỏi hệ và dòng điện nền bị giảm đi so với lúc chỉ có khí mang tinh khiết điqua detector. Mức độ suygiảm của dòng điện nền trong thời điểm có chất điqua được thể hiện bằng pic sắc ký của chất đó. Lớp cách điện Vỏ detector Tay đòn Kẹp lớn ống hình trụ Đầu nhận xung từ buồng detector Độ nhạy của detector ECD phụ thuộc vào : - Độ lớn của dòng điện nền - Mức năng lượng ái điện tử của chất cần phát hiện - Bản chất của khí mang - Điện thế được đặt vầo detector Rõ ràng những chất có ái lực điện tử cao sẽ cho các tính hiệu mạnh, để tạo ra các điện thế cần thiết cho quá trình vận chuyển ion, có thể đặt vào detector thế một chiều không đổi hoặc là thế một chiều dưới dạng xung. Trong trường hợp sử dụng thế một chiều không đổi, vùng làm việc tối ưu của điện thế đặt vào detector phụ thuộc vào bản chất của chất nghiên cứu và nhiệt độ của detector các giá trị này thường dao động giữ 1-30V. ngược lại, nếu sử dụng điện thế dạng xung khỏang làm việc tối ưu của detector sẽ không phụ thuộc vào bản chất của chất nghiên cứu, mà chỉ phụ thuộc khỏang cách giữ các xung trong một điều kiện nhất định. Thông thường sử dụng thé hiệu một chiều gián đọan khỏang 50V, với độ dài xung từ 0,75-3µs và khỏang cách giữ hai xung 5-200 µs.Đặc điểm: Độ nhạy cao, nhất là khi mẫu thuộc các nhóm chức: halogenua, peroxid, quinon, nitro…Đặc biệt dùng phân tích thuốc sát trùng.Nhưng để độ nhạy cao, phải dùng khí Ar (giá trị cao), vì N2 có độ liên kết khábền nên khó tạo điện tử thứ cấp.1.4 Detector phát xạ nguyên tử (atomic-emission detector):Một trong những bổ sung mới nhất cho máy sắc kí khí là detector phát xạnguyên tử (AED). Detector này khá đắt tiền so với detector GC nhưng nó cóthế mạnh không thể thay thế được. Thật vậy, thay vì đo đơn giản pha khí cungcấp ( chứa cacbon) để tạo ra các ion trong ngọn lửa bằng detector ion hóangọn lửa. AED có thể thay đổi nền hiện tại vì sự bắt phần tử không phải điệntử của những điện tử nhiệt với electron bắt điện tử. AED có nhiều tính khódùng hơn bởi vì nó dựa vào sự dò tìm của những phát xạ nguyên tử.Đây là loại hiện đại. Cấu tử ra khỏi cột được đưa qua trường plasma (tạo bởiheli) có năng lượng của bức xạ vùng vi sóng. Cấu tử mẫu nhận năng lượng, bịnguyên tử hóa và nguyên tử bị kích thích, do đó chúng có khả năng phát xạ.Cường độ phát xạ được ghi nhận và chuyển thành mũi sắc kí.Đặc điểm:Độ nhạy rất cao, thời gian phát xạ tính hiệu nhỏ.Đặc biệt máy có thể ghi nhận đồng thời nhiều cấc tử.Tuy nhiên chi phí phân tích rất cao vì phải dùng khí heli.Thế mạnh của detector AED là nó có khả năng xác định những phát xạnguyên tử của nhiều phân tử trong một phép phân tích Elute từ cột mao quảnGC. Khi Elute ra khỏi cột mao quản, chúng được đưa vào trong một trườngplasma (hoặc sự phóng điện) nơi mà cấu tử mẫu nhận năng lượng và bị kíchthích bởi năng lượng từ plasma, do đó chúng có khả năng phát xạ. Máy tínhcó ghi lại cường độ phát xạ và chuyển thành mũi sắc kí.1 ...