ecd是放射性離子化檢測器的一種,它是利用放射性同位素,在衰變過程中放射的具有一定能 量的β-粒子作為電離源,當只有純載氣分子通過離子源時,在β-粒子的轟擊下,電離成正離子和自 由電子,在所施電場的作用下離子和電子都將做定向移動,因為電子移動的速度比正離子快得多, 所以正離子和電子的復合機率很小,只要條件一定就形成了一定的離子流(基流) ,當載氣帶有微 量的電負性組分進入離子室時,親電子的組分,大量捕獲電子形成負離子或帶電負分子。因為負 離子(分子)的移動速度和正離子差不多,正負離子的復合機率比正離子和電子的復合幾率高 105 ~ 108 倍,因而基流明顯下降,這樣就儀器就輸出了一個負極性的電信號,因此和fid相反,通過 ecd被測組分輸出,在數據處理上出負峰。
電負性物質在離子室中,捕獲電子被離解的類型有四種以上。但實踐表明:主要電離形式是離 解和非離解型兩種。在離解反應中,當一個多原子分子ab進入離子室時,樣品的分子ab與一個電 子反應,離解成一個游離基和一個負離子,例如:脂肪烴的cl、br、i化合物就屬離解型; 在非離解式反應中,樣品ab與一個電子反應,生成一個帶負電的分子,如芳烴和多芳烴的羥基、f、 ch3、、on 、och3等的衍生物就屬于非離解類型;離解型在大多數情況下都要吸收一定的能量,電 子吸收截面將隨溫度而增加,因此,離解型在溫度較高時,有利于提高靈敏度。而非離解型則釋 放出能量,電子吸收截面將隨檢測器的溫度升高而減小。因此較低的溫度有利于提高靈敏度。另 外,從理論上講,氧氣對電子有強的捕獲能力,氧氣的存在,將干擾ecd的工作,然而有人發現, 被氧氣污染的載氣,能提高ecd對鹵化烴的靈敏度;在載氣n2中摻入n2o也會獲得相似結果。若 在n2中摻入百萬之幾的n2o時,ecd還對甲烷、乙烷、苯、乙醇和co2等產生較大響。ecd的工作 機理十分復雜,這是因為在ecd分析過程中:
1.雜質的形式太多,含量也不同,在各種情況下又是變化的,這些雜質在 ecd 信息中所占比 重尚不清楚;
2.正離子由于空間電荷擴散而損失的速率,以及這些正離子在 ecd 電流中所占的比例也不十 分清楚;
3.對于特定的池體結構對各種池反應現象的影響,以及改變池結構所引起的附加變化程度,還 有待于實踐總結。
鑒于以上原因,有時同一臺儀器分析的結果也常出現差別,所以人們常稱 ecd 是最容易引起誤會的一種檢測器。實踐證明:在操作 ecd 之前,熟悉它的工作基本原理以及操作中應注意的一些問 題。掌握了它規律性,常規操作可能會比 tcd 或 fid 還要簡單一些。