Блок-схема газового хроматографа

Катарометр

•Это универсальный детектор; ранее широко применялся в газовой хро- матографии. В полость металлического блока помещается спираль из металла(Pt, W), обладающего высоким термическим сопротивлением.

•Через спираль проходит постоянный ток, и она нагревается. Если в ка- тарометр поступает только газ-носитель, происходит теплообмен меж- ду ним и спиралью и, следовательно, её температура остается посто- янной. При изменении состава газа меняется теплопроводность газа и соответственно температура спирали. Все это приводит к изменению сопротивления нити, которое измеряют с помощью моста Уитстона.

•В схеме – две идентичные камеры, в одну из которых поступает газо- вая смесь из колонки, а в другую–чистый газ-носитель из баллона. Ког- да через обе камеры проходит газ-носитель, детектор настраивают на нуль. При появлении в рабочей камере компонентов смеси наступает разбалансировка моста, и фиксирующее устройство регистрирует вы- ходную кривую. Чувствительность катарометра зависит от того, нас-

колько теплопроводность веществ отличается от теплопроводности газа-носителя. Наиболее выгоден как газ-носитель гелий.

Схема катарометра

R1 R2

Детектор электронного захвата (ЭЗ).

•Принцип действия этого детектора основан на том, что многие молекулы могут реагировать с электронами с образованием стабильных анионов. Этот детектор может быть использован

для обнаружения соединений, содержащих галогены, фосфор, серу, нитраты, свинец, кислород, но на большинство углеводо- родов он не реагирует. Он представляет собой ионизационную камеру,куда из хроматографической колонки поступает газ-но-

ситель (N2, He). В камере находятся два электрода и источник - излучения (63Ni, 3H, 226Ra, чаще - титановая фольга с адсорби- рованным тритием). Под действием радиоактивного излучения в камере происходит ионизация молекул газа-носителя, напри-

мер,N2+ = N2 ++ e¯ и образуются медленные электроны. Эти электроны перемещаются к аноду, вследствие чего возникает ток. При попадании в детектор молекул анализируемых ве- ществ медленные электроны захватываются ими, при этом ток детектора уменьшается.

Пламенно-ионизационный детектор

•В нем газ, выходящий из колонки, смешивается с водородом и поступает в форсунку горелки, где образуются ионизированные частицы. Последние заполняют межэлектродное пространство детектора, вследствие чего электросопротивление пламени уменьшается, а ток резко усиливается. С помощью ПИД можно определять только соединения, которые ионизируются в пламе- ни, т.е. углеродсодержащие соединения с С – С и С – Н – связя- ми..Стабильность и чувствительность ПИД зависит от подходя- щего выбора скорости потока всех используемых газов, а пос- кольку он имеет широкую область линейного отклика, то приго- ден для определения следовых количеств веществ. Пламенно- ионизационные детекторы позволяют обнаруживать до 10 г. Однако, высокая чувствительность ПИД проявляется только к органическим соединениям, а к неорганическим – резко падает.

Атомно-эмиссионный детектор

•Этот детектор пока еще встречается довольно редко: попытки подклю- чения атомно-эмиссионного спектрометра к газовому хроматографу долгое время не давали результатов.

•Принцип работы детектора состоит в том, что после распыления образца атомы в нем возбуждаются до более высокого энергетичес-кого уровня, а затем, возвращаясь в исходное состояние, излучают свет с характеристичными длинами волн.

•Для возбуждения атомов используется плазма, индуцированная микро- волновым излучением. В состав спектральной схемы детектора входит дифракционная решетка. Регистрация аналитического сигнала проис- ходит на компьютере.

•Атомно-эмиссионным детектором НР5921А может быть обнаружено более 40 элементов, в том числе различные изотопы углерода, водо- рода, кислорода и азота. Детектор селективен: при настройке его на определенную длину волны определению не мешают 1000 – 10000- кратные избытки других элементов.

•Практические трудности состоят в том, что для создания плазмы дол- жен использоваться очень чистый гелий (он же – и газ-носитель): сте- пень его чистоты не ниже 99,9999 %.

Пламенно-фотометрический детектор

•Измеряет интенсивность излучения веществ в водородном пла- мени (т.е. работает по принципу пламенно-эмиссионного фото- метра). При сгорании веществ образующиеся атомы возбужда- ются, а при возвращении в исходное состояние испускают ха- рактеристичное излучение. Оптические фильтры, используе-мые в детекторе (обычно–интерференционные) выделяют спек- тральные линии, характерные для определенных соединений.

•Детектор наиболее чувствителен к фосфорсодержащим и серо- содержащим веществам (длины волн соответственно 526 и 394 нм). Излучение принимается и усиливается фотоумножителем.

Измерительная схема детектора позволяет поддерживать ли- нейность отклика в диапазоне 103 для соединений серы и 104 – для фосфора при пределах обнаружения 20 и 0,9 пкг, соответ- ственно. Не мешают 10000-кратные избытки других соединений.

•Наиболее важными параметрами, влияющими на стабильность работы детектора и его чувствительность, являются соотноше-ние водорода с воздухом (или кислородом) и температура го-ловки детектора.

Масс-селективный детектор

•Масс-селективный детектор для ГЖХимеет ряд преимуществ по сравнению с другими видами детекторов. Он позволяет не только идентифицировать исследуемое соединение по времени удерживания на хроматографической колонке, но и сравнивать его масс-спектр с масс-спектром эталонного образца. Кроме того, при отсутствии стандарта данный метод позволяет иден-тифицировать соединение путем сравнения спектров исследуе-мого соединения со спектрами, имеющимися в библиотеке дан-ных, так как параметры масс-спектра в меньшей степени зави-сят от вторичных факторов, чем время удерживания (последний параметр может зависеть даже от времени эксплуатации колон-ки, поэтому стандарт в данном случае необходим).Следует от-

метить, что при помощи ГЖХ с масс-селективным детектором можно работать и с ранее неизвестными соединениями. В этом случае по данным хромато-масс-спектрометрии можно анали-зировать сложные реакционные смеси, где находятся продукты неизвестной этиологии.Кроме того, при исследовании образцов, где трудно представить примерный состав анализируемой пробы, данный метод будет незаменимым.