电子捕获检测器(ecd)
(完整word版)色谱类仪器分析试题集
色谱类仪器分析一、填空题1、按流动相的状态分，色谱法可分为_气相色谱法_、_液相色谱法_和超临界流体色谱法。
2、气相色谱仪由气路系统、进样系统、色谱柱系统、检测系统、温控系统和数据处理系统组成。
3、__电子捕获检测器（ECD）色谱检测器仅对电负性的物质有响应，特别适用于分析痕量卤代烃、硫化物、金属离子的有机螯合物、农药等。
4、质谱的离子源除了电子轰击型源外，还有__化学电离型（CI）及电感耦合等离子型（ICP）。
5、气相色谱分析中等极性组分选用_中级性__固定液，组分基本按_沸点_顺序流出色谱柱。
6、载气在使用前通常要经过纯化处理，用电子捕获检测器需去除载气中元素原子电负性较强的物质，特别是氧气__的含量要尽量低；用氢火焰离子化检测器需把载气及燃气、助燃气中的_烃类_有机化合物除去。
7、_火焰光度（FPD）检测器是分析含S、P化合物的高灵敏度、高选择性的气相色谱检测仪。
8、在一般固定相上，同系物成员按分子量大小顺序流出，在强极性固定相上组分常按极性从_小_到_大_的顺序流出。
9、色谱定量分析时，主要计算方法有_内标_法、_外标_法和归一化法和叠加法四种。
10、质谱仪的三个最重要指标是：质量范围、_分辨率_和灵敏度。
11、GC/MS的定量方式有_全扫描_和_选择离子检测_。
12、色谱柱的理论塔板数越大，表示组分在色谱柱中达到分配平衡的次数越__多__，固定相的作用越显著，对组分的分离_有利__。
13、气相色谱法的定性方法主要有_保留值__定性和_标准加入法_定性。
14、在气相色谱法中，常用的化学衍生物法有硅烷化、_酰化_和_酯化_。
15、液相色谱柱和气相色谱柱一样，在分离过程中受热力学和_动力学_因素的控制。
16、色谱峰的半峰宽是_峰高_为一半处的峰宽度。
17、气相色谱分析时，如果分析样品中组分多而且沸点相差大，设定分析柱温时，应采用__程序升温_方式。
18、静态顶空分析方法的依据是_相平衡_原理，当气液两相达到平衡_后，分析气相样来测定液相样中的组分。
ECD检测器
尾吹气的10% 3-6 ml /min
6 ml/min
NonEPC检测器：毛细管柱 用户无法控制，一般流量是尾吹气流量的6-7% 填充柱 3-6 ml /min
11
12
ECD 其它操作参数
温度 250C到400C 检测器温度通常会设为比炉温的最高温度高25C。
调整设置Adjust Offset 调整设置 30-70，范围是20-200 参比电流 > 0.5nA，范围是 ，范围是0.5nA到5.0nA 到
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ห้องสมุดไป่ตู้
uECD 气体流量
气体类型 载气 填充柱 （氮气或氩气-甲烷） 毛细管柱 (氢气，氮气或氩气-甲烷) 毛细管柱尾吹气 (氮气或氩气-甲烷) 30 到 60 ml/min 0.1 到 20 ml/min 取决于柱子内径 10-150 ml min. (常用的是30-60ml/min ) 推荐的流量范围
Vent
Ni 63 support ring
Column
Fused Silica Make up gas adaptor
uECD Cell
5
ECD 流路系统
6
uECD流路系统 流路系统
Fi t l er Fr t i Proport iona l Va lve Pressure sensor PS Anode gas res i tor tr c
Pressure Contro l Loop
M akeup res i tor tr c Capi lary l adapter
Column
7
相对响应值
烃类 酯类，醚类 醇类，酮类 单 - Cl, F,胺类 单 - Br, 二-Cl, F 酐类,三-Cl 单 -I, 二-Br, 多 Cl, F 二-I, 三-Br, 多 Cl, F 1 10 100
电子捕获监测器-ECD
4. ECD结构和操作
4.1 ECD控制器
①——ECD电流：通常选择0.5、 1.0或 2.0nA （在某些情况下，可通过操 作 ×0.1开关，可选择0.2nA或 更低 的电流） ②——量程：量程1（100）提供 更高灵 敏度 ③——调零：调节基线零点 ④——零点指示灯：信号在 ±10mV之 内，灯亮
2.ECD灵敏度低
3.出负峰 4.
4.2 ECD池
结构图：
4.3 常规操作
1、开载气N2（40~60ml/min），把整个气路系统中的空气全部吹出，充满 N2； 注意：如果第一次使用ECD，希望连续通载气1~2天。 2、开主机开关; 4、设定ECD控制器的量程； 5、设定ECD电流；键入： 6、接通工作站，检查主机ECD板是否能准确地调零； 7、设定ECD进样器的温度； 8、按启动键，起始温控；
1、总述
1.1部件 GC系列气相色谱仪的电子捕获检测器（ECD）由以下部件组成： ——ECD检测器 ——63Ni放射源 ——ECD电路控制板 1.2技术规格 供电方式：恒流脉冲源 放射源：63Ni10mCi ECD池：共轴型电极，带清洗气路 ECD电源：0.5、1.0、2.0nA（或× 0.1）可变化 线性：104（对γ-666）最高使用温度：350℃（带有350℃过温保护功能） 量程：100、101两档 零点指示：输出电平在±10mV以内，零点指示灯亮
2. 原理和特性
2.1 原理 密封在ECD池内的放射源（63Ni）产生的β射线使惰性气体（如N2）电 离，如果一个脉冲电压加到ECD的电极上，电子即被捕获，当电负性 的分子进入ECD池内，分子吸收电子成为负离子。负离子比自由电子 移动速度慢，需要较长时间达到阳极，它们很可能又重新与正离子结 合。因此，ECD池内电子密度下降，以致每个脉冲捕获的电子数减少。 当电子数减少时，为了保证ECD基流恒定，只有增加脉冲频率，促使 单位时间内捕获电子的总数不变。脉冲数的变化正比于通过ECD的吸 收电子的分子密度。见下式： Δf=f – f 0= kα 其中： f：脉冲频率 f 0：基本脉冲频率（只有载气通过ECD时的脉冲频率） k ：由电子捕获率和其它因素决定的常数 α：电子性物质的浓度 系统结构图如下图：
电子捕获检测器ECD
β射线是一种高速电子带负电；γ射线是波长极短的电磁波。这三种射线都具有一定的能量， 可使气体和其他物质电离，其中以α 射线电离本领最强，α 射线每厘米行程能产生 105离子 对，β射线每厘米能产生 102~103离子对，而γ较弱，每厘米仅产生一对离子。虽然α 射线离 子化效率高，但噪声太大。而γ射线要求获得足够的离子流，需选用大剂量放射性物质，γ 射线贯穿本领强，对人体有较大危害。β源其电离、贯穿强度均适中，所以最合适做电离放 射源； ② 源的辐射能量要足够大，以便提供必要的离子流； ③ 射线的射程要足够短，有利于结构设计与安全，虽然这与对辐射能量的要求是相矛盾的， 所以使用中要互相兼顾； ④ 半衰期要足够长； ⑤ 使用温度要高； ⑵ 曾用于ECD比较理想的放射源有63Ni和3H两种，下表 给出了它们的性能比较。
2
钪源。最高使用温度依赖于不同金属的吸附特性。 ⑶ 63Ni源的优点和缺点
从表中可以看出：3H放射源的射程短、能量低、安全，制备也容易，是比较理想的电离 源。早期的ECD几乎都采用它，但随着分析温度和其他性能要求的不断提高，3H源已不能 满足要求，目前已被63Ni源完全所取代。 63Ni主要优点是： ① 纯属 β 源，在衰变过程中没有 γ 辐射，安全性好； ② β能量和射程比3H高，可使固定液等在源表面上的沉积影响较小； ③ 放射核体是高熔点金属，最高使用温度可达 400℃，在高温下操作，使检测器污染大大
虽然脉冲供电比直流供电线性范围有了改善，但仍是基于电子室中电子浓度变化随样品浓 度变化而定量，因此，线性范围不可能有根本改善，所以ECD的非线性一直是人们急于改进的 主要方面。采用固定基流脉冲调制式电压供电后，使ECD这个缺点基本上得以克服。它的工作 过程是：通过电路来调节加到离子室上的脉冲频率，只有纯载气时，所加频率使基流总是与参 考给定电流数值相等，方向相反，当电负性样品进入离子室，为使电子密度暂时下降时，恢复 和保持基流和参考电流相等，脉冲频率就自动调节升高，此时频率的增量和样品的浓度在较大 范围内成正比，因此，可把ECD线性扩展到 104以上。 五．操作参数的选择： ECD 在常用的几种检测器中是最难操作的检测器，它的性能几乎和所有操作参数都有一定的 关系，而且关系非常复杂，各参数之间互有影响。各类化合物，特别是不同类型的化合物，在 ECD 上有它自己的最佳操作条件，更增加了 ECD 的操作难度。不少研究工作者对操作参数之间 的影响，进行了摸索和探讨，但由于实验条件的差异，得出的各参数相互关系也存在着差异。所 以在操作 ECD 时，不能生搬硬套某一结论，而要根据分析要求，参考文献资料，通过实验综合 分析来选择最佳工作状态。 ⒈ 基流
气相色谱仪有哪些检测器
1、氢火焰离子化检测器（FID）用于微量有机物分析
2、热导检测器（TCD）用于常量、半微量分析，有机、无机物均有响应
3、电子捕获检测器（ECD）用于有机氯农药残留分析
4、火焰光度检测器（FPD）用于有机磷、硫化物的微量分析
5、氮磷检测器（NPD）用于有机磷、含氮化合物的微量分析
6、催化燃烧检测器（CCD）用于对可燃性气体及化合物的微量分析
7、光离子化检测器（PID）用于对有毒有害物质的痕量分析
FID(氢火焰检测器)居多。
它几乎对所有的有机物都有响应，而对无机物、惰性气体或火焰中不解离的物质等无响应或响应很小，它的灵敏度比热导检测器高100-10000倍，检测限达10-13g/s，对温度不敏感，响应快，适合连接开管柱进行复杂样品的分离，线性范围为10的7次方是气体色谱检测仪中对烃类(如丁烷,己烷)灵敏度最好的一种手段，广泛用于挥发性碳氢化合物和许多含炭化合物的检测。
TCD(热导池检测器)；
热导池检测器（TCD）是一种结构简单、性能稳定、线性范围宽、对无机、有机物质都有响应、灵敏度适宜的检测器。
其与FID、ECD、FPD等检测器并列为色谱法中最常用的检测器。
FPD (火焰光度检测器)
FPD的原理是基于样品在富氢火焰中燃烧，使含硫、磷的化合物经燃烧后又被氢还原，产生激发态的S2*(S2的激发态)和 HPO*(HPO的激发态)，这两种受激物质反回到基态时幅射出400nm和550nm左右的光谱，用光电倍增管测量这一光谱的强度，光强与样品的质量流速成正比关系。
FPD是灵敏度很高的选择性检测器，广泛地用于含硫、磷化合物的分析。
1。
Agilent 气相色谱仪检测器原理
Agilent 气相色谱仪检测器原理1、火焰离子化检测器（FID）样品和载气经过柱子后进入FID的氢气-空气火焰中。
氢气-空气火焰本省只产生少许离子，但是有机化合物燃烧时，产生的离子数量增加。
极化电压把这下离子吸引到火焰附近的收集极上。
产生的电流与燃烧的样品量成正比。
用一个电流计检测电流并转换成数字信号，送到输出装置。
2、热导检测器（TCD）TCD比较两种电流的热导率。
两种气流是纯的载气（也叫参比气）和带样品成分的载气（也叫柱流出物）。
这种检测器有一个电加热的热丝，因此热丝比检测器本体要热。
当参比气和不含样品的载气交替通过时，热丝温度保持恒定。
当加上加上样品时，为保持热丝温度恒定其电流会有变化，每秒钟两种电流在热丝上切换5次，电流的差别被测量并记录下来。
氦（或氢）作为载气时，样品引起热导率下降。
使用氮气时，由于大多数物质都比氮气的传导好，所有热导率通常增加。
因此，在检测过程中TCD不会破坏样品，所以这种检测器可串联装在火焰离子检测器和其他检测器前面。
3、氮磷检测器（NPD）NPD通过氢气/空气等离子体传送样品和载气。
一个加热陶瓷元---常叫铷珠---处于喷嘴上方。
低的氢气/空气比率不能维持火焰，使碳氢化合物的电离减至最小，而铷珠表面的碱离子促进有机氮或有机磷化合物的电离。
输出的电流与收集到的离子数正比。
用静电计测量并将其转换数字形式，传送到一个输出设备。
4、电子捕获检测器（ECD）Agilent有两种型号的电子捕获检测器，与微池检测器（简称u-ECD）相比，“常规”检测器（简称ECD）的内部体积大（大约10倍）。
这两种型号可以通过检测器的顶盖来区分---E CD的顶盖是实心的，而u-ECD的顶盖是有孔的。
电子捕获检测器（ECD）包括一个镀有63Ni（一种放射性同位素）的检测器池。
63Ni释放β粒子，它与载气分子碰撞，产生低能电子---每个β粒子能产生大约100个电子。
这些自由电子形成小电流---称为参比或固定电流---在一个脉冲回路中被收集并被测定。
气相色谱常用的四种检测器及其原理
气相色谱常用的四种检测器及其原理气相色谱常用的四种检测器及其原理如下：1. 氢火焰离子化检测器（FID）：FID以氢气和空气燃烧生成的火焰为能源，使有机物发生化学电离，并在电场作用下产生信号来进行检测的。
载气携带被测组分从色谱柱流出后与氢气按照一定的比例混合后一起从喷嘴喷出，并在喷嘴周围空气中燃烧，以燃烧所产生的高温火焰为能源，被测组分在火焰中被电离成正负离子，在极化电压形成的电场作用下，正负离子分别向负极和正极移动，形成离子流，这些微电流经过微电流放大器被记录下来，从而对被测物进行测定。
FID 是价格便宜、产量最高的配置于商品化气相色谱仪的检测器，环境检测项目中常用到的检测器，但不适用于呼气VOCs检测。
其检测灵敏度较低，仅有ppm（10-6）级别，且检测时样品被破坏，一般只能检测那些在氢火焰中燃烧产生大量碳正离子的有机化合物。
2. 火焰光度检测器（FPD）：FPD对含硫和含磷的化合物有比较高的灵敏度和选择性。
其检测原理是，当含磷和含硫物质在富氢火焰中燃烧时，分别发射具有特征的光谱，透过干涉滤光片，用光电倍增管测量特征光的强度。
3. 电子捕获检测器（ECD）：ECD是浓度型检测器的一种，它是利用放射性同位素作为放射源轰击载气生成基流中的正离子和电子，在所施电场的影响下，电子向正极移动，形成了一定的离子流，称为基流。
当有组分从色谱柱流出时，与不断轰击载气所产生的高能量电子以及基流中的离子发生碰撞截获电子后使基流中的离子数目减少即色谱峰。
它对待测组分中具有电负性的F、Cl、Br、I、S、P等元素的化合物特别敏感，因此常用于分析痕量上述化合物。
4. 质谱检测器（MSD）：MSD是一种质量型、通用型检测器，其原理与质谱相同。
它不仅能给出一般GC检测器所能获得的色谱图（总离子流色谱图或重建离子流色谱图），而且能够给出每个色谱峰所对应的质谱图。
通过计算机对标准谱库的自动检索，可提供化合物分析结构的信息，故是GC定性分析的有效工具。
仪器分析实验. 预习报告答案(1)
一取代基电效应对芳烃吸收带的影响1、紫外吸收光谱是由何种跃迁产生的？有哪几种跃迁类型？分为哪几个吸收带？电子能级跃迁,振动,转动能级跃迁紫外吸收光谱是带状光谱，分子中存在一些吸收带已被确认，其中有K带、R带、B带、E1和 h E2带等，电子跃迁类型有：（1）σ→σ* 跃迁指处于成键轨道上的σ电子吸收光子后被激发跃迁到σ*反键轨道（2）n→σ* 跃迁指分子中处于非键轨道上的n电子吸收能量后向σ*反键轨道的跃迁（3）π→π* 跃迁指不饱和键中的π电子吸收光波能量后跃迁到π*反键轨道。
（4）n→π* 跃迁指分子中处于非键轨道上的n电子吸收能量后向π*反键轨道的跃迁。
2、什么叫紫外吸收曲线，特点？什么叫助色团、发色团，并列举，什么叫助色效应？吸收光谱又称吸收曲线，以波长为横坐标，以吸收光度A为纵坐标，所绘制的物质吸光度光强随波长变化的曲线特点：有吸收峰，吸收谷，肩峰末端吸收发色基:凡是能在一段光波内产生吸收的基团,就称为这一波段的生色基/发色团/发色基团.紫外光谱的生色基一般是碳碳共轭结构,含杂原子的共轭结构,能进行n-π*跃迁的基团,能进行n-σ*跃迁并在近紫外区能吸收的原子或基团.常见的生色团有C=C-C=C,C=O,-COOH,C=C,Ph-,-NO2,-CONH2,-COCl,-COOR等助色基团：紫外吸收光谱中，助色团是指含有非成键N电子的杂原子饱和基团，它们本身在紫外可见光范围内不产生吸收，但当它们与生色团或饱和烃相连时，能使该生色团的吸收峰向长波方向移动，并使吸收强度增加的基团。
如-OH-、-NR2、-OR、-SH、-SR、-CL、-BR、-I等。
3、苯的紫外吸收光谱是怎样的？有哪几个吸收带？有何特点？苯在紫外光区有两个π→π*跃迁的吸收带，λ=203nm的E2吸收带和λ=256nm的B吸收带。
其中B吸收带具有精细结构，它是由波长为230~267nm的7组吸收峰所组成。
B吸收带是芳香族化合物的特征吸收带。
GC不同检测方法
GC不同检测方法GC（气相色谱）是一种重要的分析技术，它在化学、药物、食品、环境和石油等领域中得到了广泛应用。
GC可以对复杂的混合物进行分离和定量分析，具有高灵敏度、高选择性和高分辨率的优点。
GC的检测方法主要包括定性分析和定量分析两种。
定性分析是通过GC进行物质的鉴定，确定样品中是否存在目标成分。
定量分析是通过GC测得峰面积或峰高，进而计算出物质的浓度或含量。
下面将详细介绍几种常用的GC不同检测方法：1.总离子流检测器（FID）：FID是最常见的GC检测器之一，对大多数有机物都有良好的响应。
它通过检测样品燃烧产生的离子流来测量样品的含量。
FID具有高灵敏度和线性范围广的特点，适用于大多数有机物的定性和定量分析。
2.热导率检测器（TCD）：TCD是另一种常用的GC检测器，对于无燃烧性、不具有紫外或荧光性质的化合物具有良好的响应。
TCD通过检测样品在流动气体中产生的温度变化来测量样品的含量。
TCD具有宽线性范围和高灵敏度，适用于气体分析和无色无臭物质的定性和定量分析。
3.感光检测器（PDD）：PDD是一种特殊的GC检测器，主要用于检测硫化物和其他具有荧光性质的化合物。
PDD通过检测样品在紫外光照射下产生的荧光信号来测量样品的含量。
PDD具有高灵敏度和选择性，适用于硫化物、氨基酸和荧光染料等化合物的定性和定量分析。
4.电子捕获检测器（ECD）：ECD是一种用于检测具有亲电性的化合物的敏感检测器。
ECD通过检测样品中的电子捕获反应来测量样品的含量。
ECD具有高灵敏度和选择性，适用于卤代烃、农药、有机污染物和放射性物质等化合物的定性和定量分析。
5.质谱检测器（MS）：质谱检测器是GC中最灵敏和选择性的检测器，可用于对样品中的化合物进行鉴定和定量。
质谱检测器通过将样品分子离子化后进行质量/荷比（m/z）的检测来确定样品的组成。
质谱检测器具有高灵敏度、高分辨率和高选择性，适用于对有机物、无机物和生物分子的分析。
ECD检测器
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电子捕获检测器
电子捕获检测器 (ECD) 含有镀 63Ni（一种放射性同位素）的池。63Ni 可以释放与载气分子进行碰撞的 β 粒子，以产生 低能量电子（每个 β 粒子可以产生大约 100 个电子）。自由电子产生的弱电流称为参比电流或标准电流，它是在脉冲电 路中被收集和检测的。
103
酐类和三 Cl 化合物
104
单 I、双 Br 和 F 化合物 106
用于数据分析的 ECD 信号转换：
z 5 Hz = 1 高度单位 z 5 Hz x 1 秒 = 1 面积单位
mk:@MSITStore:C:\Chem32\CORE\HELPENU\ChemStat.chm::/ElectronCapture... 2011-2-10
EPC 检测器 毛细管色谱柱 填充色谱柱
尾吹气的 10% 3 到 6 mL/min
6 mL/min
非 EPC 检测器 毛细管色谱柱 填充色谱柱
不由用户控制。流量标称为 尾吹气流量的 6% 到 7%。
3 到 6 mL/min
温度 250 °C 到 400 °C 检测器温度通常设置为比最高柱温箱阶升温度高 25 °C。
当样品成份分子与自由电子接触时，样品分子可能会捕获电子，从而产生带负电的离子。池电极之间的电压将产生脉冲， 以收集剩余的自由电子，同时较重的离子相对不受影响而随载气流从出口排出。
化学工作站将检测池电流，并且将其与参比电流进行比较。然后，它将调整脉冲速率以维持恒定的池电流。自由电子越 多，匹配参比电流所需的脉冲频率就越低。当捕获电子的成份通过池时，脉冲速率将上升。此脉冲速率被转换为电压并被 记录下来。
因此，定期创建有关所有化合物的校正曲线并且评价检测器响应非常重要。在操作条件更改（例如，分析会污染检测器的 不洁样品时）时，即使经常校正，也可以预知检测器响应会更改。
气相色谱仪电子捕获检测器(ECD)使用手册
气相色谱仪电子捕获检测器（ECD）使用手册1 结构电子捕获检测器组块为一个独立的整体，可以拆换。
它和快速进样汽化室组合，可以实现全玻璃系统。
检测器采用单极输入、输出方式，即脉冲极化电压经信号线加在离子室阳极上。
其结构示意图见图7-1。
图7-1 ECD结构示意图2 原理GC-4000A型气相色谱仪配备的电子捕获检测器属于高灵敏度高选择性检测器，它对电负性物质（如氯化物）特别敏感。
例如：对γ-666可测出10-13g，它可广泛应用于环境保护，食品检验和医药卫生等部门。
ECD是放射性离子化检测器的一种。
当载气进入检测器时，室内的放射源发射的β射线，使载气（N2）电离而产生自由电子，此时检测器的电子流表示池体内存在的自由电子浓度，这个电流也就是我们所说的基流。
色谱柱馏出物进入检测器，能吸收电子的被分析物和池内自由电子复合，形成负离子，这时池内的自由电子就明显减少，这种基流的变化经放大器放大后，在记录仪或数据处理机上记录下来。
3 主要技术数据放射源：63Ni（活度为3.7×108Bq）电极型式：圆筒对称电极离子室容积：约0.8ml最高使用温度：350℃敏感度：5×10-13g/ml（γ-666）线性范围：约103基流：大于1×10-9A基线漂移：在30min内，波动范围不超过0.2mV4 安装4.1 安装条件本ECD采用了63Ni 放射性同位素，仪器操作者应具有这方面的基本知识，方能安装操作。
载气通常使用氮气，它的纯度应高于99.999%，如果纯度不够，将使基流降低，噪声加大，稳定性变坏，线性范围变窄。
载气中的含氧和水量最好在1μl/L以下。
4.1.1 色谱柱的活化ECD是属于高灵敏度、选择性检测器，未经活化或活化不完全的色谱柱接入检测器是很危险的，轻者使噪声增加，灵敏度降低，严重污染会使基流很小，甚至没有基流。
另外ECD在选择色谱柱时，应尽量选用使用温度高的固定液，并且在满足分析要求的情况下，应使用较低的柱温，否则温度波动、载气流的波动都会引起固定液的蒸汽压的变化，造成基线噪声增加和基线的大幅度漂移。
气相色谱仪ECD的工作原理
气相色谱仪ECD的工作原理气相色谱仪是一种常用的分析仪器，在化学、医药、环境监测等领域有着广泛的应用。
其中一种常见的检测器为电子捕获检测器（ECD），本文将会详细介绍ECD的工作原理。
ECD的基本原理ECD是一种高灵敏度的检测器，能够检测含有电子亲和性较强的分子。
它的工作原理基于电化学反应，即在强制喷洒的抽气流中，待检样品经过分析柱后依次进入较窄的检测器柱中。
检测器柱内有一个中空的金属极片，周围被一个电极环包围。
这一区域以前方为阳极，后方为阴极。
在某一时刻通入与待检样品分子反应成阴离子的^63Ni辐射源（β粒子射线）, 这个^63Ni辐射源能够将待检样品分子中的电子捕获并形成阴离子产物，也就是电流信号，电流信号经过放大后被记录并解读。
ECD的特点ECD的工作原理有一些独到之处。
1.高选择性。
ECD只能检测电子亲和性较强的物质，而不能检测电子亲和性较弱的物质。
这使得ECD在分析复杂的样本时非常有用。
2.高灵敏度。
ECD可以检测到极少量的待检样品分子，通常达到毫克以下甚至是微克以下的级别。
3.稳定性高。
ECD在一定的工作环境下，能够长时间保持稳定，并且具有很好的重现性。
ECD的应用ECD在一些特定的领域中具有广泛的应用。
1.环境检测。
ECD可以检测空气、水、土壤等中含有电子亲和性较强化学物质的浓度，这对环境污染监测工作非常有用。
2.化工领域。
化学品的生产过程中往往伴随着有害物质的产生，ECD可以用来监测这些有害物质的浓度，确保环境和人体健康的安全。
3.食品安全。
ECD可以用来检测食品中的残留有机物质，对食品的质量安全具有重要意义。
总结ECD是一种高灵敏度、高选择性的检测方法，其工作原理基于电化学反应。
ECD的应用范围广泛，主要包括环境检测、化工领域和食品安全等方面。
在日常的检测工作中，ECD是非常有用的一种工具。
气相色谱ECD的一点浅析
气相色谱ECD的一点浅析前言：电子俘获检测器（electron caputure detector,ECD）是利用放射源或非放射源产生大量低能热电子，亲电子的有机物如多卤化合物进入检测器，俘获电子而使基流降低产生信号。
ECD的工作原理是：由柱流出的载气及吹扫气进入ECD池，在放射源放出β射线的轰击下被电离，产生大量电子。
在电源、阴极和阳极电场作用下，该电子流向阳极，得到10-8~10-9A 的基流。
当电负性组分从柱后进入检测器时，即俘获池内电子，使基流下降，产生一负峰。
通过放大器放大，在记录器记录，即为响应信号。
其大小与进入池中组分含量成正比。
负峰不便观察和处理，通过极性转换即为正峰。
1 ECD的污染情况近年来随着色谱分析理论和应用技术的发展,电子捕获检测器在分析领域得到了广泛应用,而检测器污染也成为实际工作中不可避免的问题。
电子捕获检测器的污染一般有两种况:1.1被测组分中的杂质直接俘获ECD中的电子,使检测器基流下降或恒电流方式中的基频增高;；使噪声增大，信噪比下降；1.2放射源表面受被测组分中的杂质污染,使放射源电离能力下降,从而使直流电压和频率方式ECD 基流下降或恒电流方式中基频增高。
如HP6890气相色谱仪ECD，设计值是100-600Hz 基频为洁净；实际判断时，通常认为大于500Hz 即可能有污染。
1.3谱图显示，1.基线漂移变大，2.线性范围变小，3.出负峰，通常是在大峰后有负峰。
1.4防止ECD过载，在色谱分析中可能因进样量大（或样品浓度大），出现柱过载或检测器过载。
一般4mm内径填充柱可容许每个峰最大达0.5-1mg ，内径为0.25mm的WCOT柱为每峰小于（2-5）×10-8 g。
在用ECD作环境样品中痕量污染物分析时，每峰样品量为10-8-10-13g。
这当然不会引起柱过载，但对线性范围窄的ECD，则很容易达响应饱和。
其表现为峰高不再增加（或增加较小），而半峰宽增大。
ecd检测器原理
ecd检测器原理ECD检测器 (Electron Capture Detector) 是一种针对有机化合物中n位烷烃和具有电子可捕获性的多数仿生结构的特异性的检测器，可用于GC (Gas Chromatography) 分离检测。
它的基本原理是将氢化的有机分子所自由释放出的电子接收到电离介质(放射性源或电场)，然后跟踪分子形成电离尘埃，从而产生电子捕获效应。
ECD检测器是一种非常敏感的有机检测器，它可以检测出部分分子，甚至可以检测出单体分子，可用于检测有毒物质。
它使用反应烟，就是氢化后的汽体，将电子逐个释放出来，通过电离介质（放射性源或电场）接收这些电子，并跟踪分子形成电离尘埃。
ECD检测器的核心部件主要有三个：源，电子捕获仪，连接器。
源，主要是在气体中，释放电子，激发离子出来并加以分析，可以是放射性源或电场。
电子捕获仪，是一种电离介质，当汽油烟气穿过它时，它可以把电子捕获，使分子的电荷减少，并形成一个电离尘埃，这个过程就是电子捕获。
连接器是链接源和电子捕获仪的，用以将烟气从一端运送到另一端的，使分子可以形成电离尘埃。
ECD检测器的工作原理是：在烟气穿过放射源或电场，激发出电子，电子穿过连接器到达电子捕获仪，这时电子捕获仪会捕获电子，分子的电荷减少，形成电离尘埃，结果可以得到检测结果。
ECD检测器由于其优越的特性，在农药、有机污染物等检测中有很大的用处，可以有效地检测出有害的微量物质。
同时，ECD检测器可以准确测量不同类型的有机物，只要含有电子可捕获性的仿生结构，如醛、磺酸、砜类和烴类物质。
ECD检测器有较好的安装维护性能，维护工作较少，而且不容易被强大的气流影响，因此可以克服普通检测器测量结果混乱和大量气流影响的问题。
气相色谱仪ECD工作原理
气相色谱仪ECD工作原理气相色谱仪是一种分析物质成分和结构的仪器，其中的“ECD”是指电子捕获检测器，是气相色谱仪中常用的检测器之一。
在本文中，我们将讨论气相色谱仪ECD的工作原理。
ECD简介气相色谱-ECD方法是分析可挥发有机物（VOCs）、持久性有机污染物（POPs）和其他环境样品中微量量天然或合成的有机物的常用方法之一。
在气相色谱仪-ECD系统中，样品被通过气相色谱柱到达ECD。
ECD主要由收集极（Collector）和电子发射源（Electron Source）构成。
收集极由一些金属材料制成，并被涂上特殊的材料。
电子发射源通常使用放射性核素如63Ni。
工作原理ECD采用了电子捕获作为检测原理。
根据电子捕获现象，当有机分子与高能电子相遇时，它们会合并形成高度激发的中间体。
电子捕获可以帮助分析人员检测未被移除的有机化合物以及它们在样品中的浓度。
在ECD中，样品被通过气相色谱柱到达检测器。
样品流经收集极，该极与电子发射源之间的高电压（通常为1200V）会带动电子向样品中传递。
当电子与有机分子碰撞时，它们会被捕获并释放能量。
这种释放后的能量会改变收集极的电阻和电容，从而产生输出信号。
应用ECD通常用于分析可挥发有机物（VOCs）、持久性有机污染物（POPs）和其他环境样品中微量量的天然或合成的有机物，如棕榈酸和脂肪酸等。
ECD常被用于检测臭氧层破坏物质的浓度和环境中的水平，从而帮助人们研究环境健康和安全问题。
总结气相色谱-ECD方法是一种分析物质成分和结构的重要工具，可以通过捕获电子的方式检测未被移除的有机化合物。
ECD检测器由收集极和电子发射源组成，能够检测微量有机物的存在和浓度。
在环境控制、卫生、食品安全等领域中，ECD的应用越来越广泛。
ecd检测器原理
ecd检测器原理ECD检测器（ElectronCaptureDetector）是一种用于固体样品分析的检测器，也称为放射性离子捕获检测器，可以测定出含有放射性同位素的有机化合物。
ECD检测器是一种装有一对导电片的金属电极，当进入其中的放射性同位素放射出电子时，电子会从导电片的一端近乎完美的被捕获。
这种现象叫做电子捕获。
由于捕获的电子会改变检测器的电流和电压，因此通过测量检测器内部改变的电流和电压，可以检测出放射性同位素的存在。
ECD检测器可以用于检测出含有放射性元素的有机化合物，如8Li,14C,32P,11C,54Mn和59Fe等。
竞争性电子捕获可以检测出有机物中氟和氯离子，而无竞争性电子捕获可以检测出有机物中的氢和氧离子。
无论选择何种方法，ECD检测器均能有效检测出放射性物质的存在。
ECD检测器的结构主要由导电片构成，导电片由金属制成，可以有效地把放射性同位素放射出的电子捕获住，使之不可被其他物质吸收，从而保证检测结果的准确性和可靠性。
当检测器内的放射性同位素释放电子时，导电片上的电容会发生变化，检测仪内的示波器可以反映出这种变化，并通过计算得出检测结果。
ECD检测器的优势在于其反应速率快，可在微秒内检测出放射性物质的存在，从而大大提高检测效率。
ECD检测器的精度和准确性取决于其内部技术和组件的质量，例如导电片的金属种类和厚度以及示波器的灵敏度等。
它也要求检测仪内技术的操作者熟练掌握检测仪的使用方法及检测技术，以便更准确地测定放射性物质的存在。
ECD检测器的应用广泛，如用于环境样品的检测，监测放射性物质的活动程度，检测医药和食品样品中放射性物质的含量，以及医学研究等。
ECD检测器保证了检测样品中放射性物质的准确性，因此，它被广泛应用于环境监测、核能发电等领域，可以保证人们的健康和安全。
总之，ECD检测器是一种用于测定放射性同位素的检测器，它可以检测出有机物中放射性同位素的存在，同时具有较高的灵敏度和准确性，因此，ECD检测器广泛地应用于环境监测、核能发电、食品安全、医学研究等领域，为人们的健康和安全提供了有效的保障。
食品冷链品控专业《气相色谱检测器-ECD》
内容总结
电子捕获检测器electron capture detector,ECD。电子捕获检测器electron capture detector,ECD 。定义：只对含有卤素、硫、氮等电负性强的化合物有响应的检测器。电子捕获检测器—— ECD。N2 N2 e。基流：生成的正离子和电子在电场作用下分别向两极运动形成恒定的电流。AB e- AB- E。一般流速为40～100ml/min
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电子捕获检测器electron capture detector,ECD
定义：只对含有卤素、硫、氮等电 负性强的化合物有响应的检测器。
特点： 高选择性痕量电负性有机物 高灵敏度10-14g/cm3
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电子捕获检测器——ECD
结构和工作原理：
检测器是一个有放射源 63Ni或氚3H的离子化检测 器，当载气通过检测器， 受放射源射出的 射线的 激发与电离，产生一定数 量的电子和正离子，
N2 N2 e
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电子捕获检测器——ECD
基流：生成的正离子和电子在电场作用下分别 向两极运动形成恒定的电流。
电负性强的被测组分进入检测器就会捕获电子， AB e- AB- E AB-和N2生成中性化合物，被带出检测室。使检测 室的基流减小，减小的程度与载气的浓度成正比, 产生负信号，形成倒峰。组分浓度越高，倒峰越大。
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电子捕获检测器——ECD
适用于能俘获电子的化合物（卤代烃、 含有N、O、S等杂原子的化合物）的浓 度型检测器
灵敏度最高的检测器（10-14 g/mL），但线 性范围小（102 —104）
载气的纯度和流速对信号影响很大，可Байду номын сангаас采用脱氧管等净化装置除去杂质；一般 流速为40～100ml/min
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用于 ECD 的电离源，有放射性同位素源和无放射性两大类。非放射性 ECD 虽然已有商品，并 有无放射性的优点，但在操作中要用高纯度的 He 以及加添某些稀有气体作载气，ECD 结构和电 子设备也较复杂，操作特性上还有一些不足，故目前处于完善推广使用阶段。 2． 以放射源的种类分类：可分为63Ni和3H两种 。 ⑴ ECD 对放射源的要求
鉴于以上原因，有时同一台仪器分析的结果也常出现差别，所以人们常称 ECD 是最容易引起误会
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的一种检测器。实践证明：在操作 ECD 之前，熟悉它的工作基本原理以及操作中应注意的一些问 题。掌握了它规律性，常规操作可能会比 TCD 或 FID 还要简单一些。 四．ECD 的分类2Leabharlann 电子发烧友 电子技术论坛
钪源。最高使用温度依赖于不同金属的吸附特性。 ⑶ 63Ni源的优点和缺点
从表中可以看出：3H放射源的射程短、能量低、安全，制备也容易，是比较理想的电离 源。早期的ECD几乎都采用它，但随着分析温度和其他性能要求的不断提高，3H源已不能 满足要求，目前已被63Ni源完全所取代。 63Ni主要优点是： ① 纯属 β 源，在衰变过程中没有 γ 辐射，安全性好； ② β能量和射程比3H高，可使固定液等在源表面上的沉积影响较小； ③ 放射核体是高熔点金属，最高使用温度可达 400℃，在高温下操作，使检测器污染大大
电负性物质在离子室中，捕获电子被离解的类型有四种以上。但实践表明：主要电离形式是离 解和非离解型两种。在离解反应中，当一个多原子分子AB进入离子室时，样品的分子AB与一个电 子反应，离解成一个游离基和一个负离子，例如：脂肪烃的CL、Br、I化合物就属离解型； 在非离解式反应中，样品AB与一个电子反应，生成一个带负电的分子，如芳烃和多芳烃的羟基、F、 CH3、、ON 、OCH3等的衍生物就属于非离解类型；离解型在大多数情况下都要吸收一定的能量，电 子吸收截面将随温度而增加，因此，离解型在温度较高时，有利于提高灵敏度。而非离解型则释 放出能量，电子吸收截面将随检测器的温度升高而减小。因此较低的温度有利于提高灵敏度。另 外，从理论上讲，氧气对电子有强的捕获能力，氧气的存在，将干扰ECD的工作，然而有人发现， 被氧气污染的载气，能提高ECD对卤化烃的灵敏度；在载气N2中掺入N2O也会获得相似结果。若 在N2中掺入百万之几的N2O时，ECD还对甲烷、乙烷、苯、乙醇和CO2等产生较大响。ECD的工作 机理十分复杂，这是因为在ECD分析过程中：
脉冲供电时，常用电压幅度 20 ~50 伏，脉冲宽度为微秒级，间隔几十至几千微秒。脉冲电 位施加于阳极时，有效地收集了离子区的电子，由于收集的时间是很短的，在大部分的时间中， 检测室内无外加电场，自由电子和载气正离子组分分子均处于热运动状态，电子不漂移离开离 子区，这样，由于组分分子捕获了电子形成的负离子与原来的正离子处于同一个地区，复合机 率较直流方式状态增多，且更稳定了，并使检测器灵敏度达到最大。也就是说，在施加电场的 收集时间中，因工作脉冲短暂，检测灵敏度不会由于空间效应或阳极收集负离子而受到影响， 检测器的线性影响改善了，线性范围亦相应增宽；
① 使用安全 放射性同位素在衰变过程中可能产生 α 、β、γ 三种射线。α 是高速氦核带正电；
β射线是一种高速电子带负电；γ射线是波长极短的电磁波。这三种射线都具有一定的能量， 可使气体和其他物质电离，其中以α 射线电离本领最强，α 射线每厘米行程能产生 105离子 对，β射线每厘米能产生 102~103离子对，而γ较弱，每厘米仅产生一对离子。虽然α 射线离 子化效率高，但噪声太大。而γ射线要求获得足够的离子流，需选用大剂量放射性物质，γ 射线贯穿本领强，对人体有较大危害。β源其电离、贯穿强度均适中，所以最合适做电离放 射源； ② 源的辐射能量要足够大，以便提供必要的离子流； ③ 射线的射程要足够短，有利于结构设计与安全，虽然这与对辐射能量的要求是相矛盾的， 所以使用中要互相兼顾； ④ 半衰期要足够长； ⑤ 使用温度要高； ⑵ 曾用于ECD比较理想的放射源有63Ni和3H两种，下表 给出了它们的性能比较。
1．杂质的形式太多，含量也不同，在各种情况下又是变化的，这些杂质在 ECD 信息中所占比 重尚不清楚；
2．正离子由于空间电荷扩散而损失的速率，以及这些正离子在 ECD 电流中所占的比例也不十 分清楚；
3．对于特定的池体结构对各种池反应现象的影响，以及改变池结构所引起的附加变化程度，还 有待于实践总结。
固体 中等 350~400℃
10~ 15 毫居里
﹡居里即放射性活度单位。1 居里为一定量的放射性物质=每秒有 3.7×1010个原子发生衰变，即 每秒产生β粒子 3.7×1010个。另外现用放射性活度单位为贝克勒尔，1 贝克勒尔/秒等于 2.703x10-11居里产生β粒子；
﹡﹡3H是气态，通常把3H吸附在特殊金属上，制成放射源。国内有两种产品：一种是把3H吸附 在镀有钛膜的基层上，称为3H- 钛源；另一种是把3H吸附在镀有钪的不锈钢的基片上，称3H-
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电子捕获检测器(ECD)
一． 概述 1． ECD 在 1961 年问世，它与 FID、色谱程序升温分析称为色谱仪发展中三大突破； 2． 它是一种高灵敏度、高选择性检测器，对电负性物质特别敏感； 1． 最小检测量可达 10-13克（ γ —666），对四氯化碳和正己烷灵敏度的比为 4×108倍； 4． 它主要用于分析测定卤化物、含磷（硫）化合物以及过氧化物、硝基化合物、金属有机物、金 属螯合物、甾族化合物、多环芳烃和共轭羟基化合物等电负性物质。另外也能分析 1PPM 氧气； 5． 采用化学转化方法，使其具有强电负性的衍生物而扩大电子捕获检测器使用范围； 6． ECD 已成为目前在食品检验、动（植物）体中的农药残毒量和环境检测（水、土壤、大气污 染等）领域中应用最多的一个检测器之一。
二．发展过程 自从ECD问世以来，人们不断地改进和完善它，使其结构和性能更加理想。几十年来，最实用
的两大进展是用63Ni 放射源代替了 3H放射源和用固定基流脉冲调制电压供电代替了其它供电方 法。采用63Ni源主要优点是可使检测器温度在 350~400℃下工作，从而降低了操作过程中的污染问 题，提高了检测限。采用固定基流脉冲调制电压供电，使线性范围扩展到 104，动态范围扩展到 105，并增加了检测器的稳定性。 三．ECD 的简明工作机理
减小，在纯载气通过时，还可完成自清洗；在小于 400℃操作时，因63Ni本身不能挥发， 半衰期长达百年，使检测器寿命可达十年以上（和使用频率有关）； ④ 63Ni源的价格较贵，毒害要比3H大一些，对操作安全要求较严格。 3．按电离室的结构分类 ECD 电离室中安放有电极和放射源，按其相对位置和形状可分为三种形式： a. 两极由平行板组成； b. 两个电极为同轴圆筒对称形式； c. 一电极为圆筒，另一电极为平板的非对称式。 不同结构形式检测器的性能也不同。当采用平行板结构时，载气流动方向和负离子运动的 方向相反，因为这时气流速度可减慢负离子漂移速度，增加了它们和正离子的复合机率，提 高了灵敏度。但由于电场不均匀，部分射线能量消耗在室壁上，制造工艺也比较复杂。目前 商品仪器已很少采用。圆筒非对称电极和对称电极相比，线性范围较宽，并有利于减小室的 容积，目前商品检测器用得最多。实验证明，如结构参数选择的不合适，则可能形不成预期 的电子捕获反应。因为工作过程中，除了希望的电子捕获反应外，还存在着电子与离子、离 子与离子的再复合、池壁碰撞损失以及被气流带走电子等。正常工作中，应是电子捕获作用 占绝对优势，所以一个性能良好的 ECD 结构应能满足下列要求： ⑴ 根据选用的放射源，设计合理的极间距离。一般采用3H源，平行板电极，直流供电时， 极间距离为 4 毫米左右；脉冲供电 3 ~4 毫米。采用63Ni源对称电极时，离子室直径常用 10 毫米，收集极直径为 2 毫米左右；非对称电离室直径可小至 5 毫米； ⑵ 离子室的容积应尽可能的小，以加快响应时间，降低最小检测量以满足与毛细管配用。 目前室容积已从常规的 1000 微升减小到 150 微升以下； ⑶ 良好的气密性，因为极微量的氧气扩散到检测器也会造成很大影响； ⑷ 良好的电气绝缘性，否则会造成假基流，导侄灵敏度大大降低，稳定性显著变坏；。 ⑸ 拆装清洗方便等。 4．按检测器与电气部件接线数目分类 目前常用双极或单极结构。所谓单极是指极化电压直接加在收集极的信号线上，检测器和 电子部件仅有一根电缆线。单极 ECD 结构比较简单，零件少、制造方便，安装接线仅一根线， 方便可靠。但缺点是：只能使用脉冲供电，另外因脉冲信号加在放大器输入线上，为消除对放 大器的干扰，还必须在放大器的输入电路中加适当的滤波电路，因而增加了放大器复杂性和因 操作不当还会引入较大的噪声； 5．按极化电压供电方式分类 ECD 极化电压的供电方式可分成： ① 直流供电； ② 脉冲电压供电； ③ 固定基流脉冲调制式电压供电三类。 直流供电设备简单，只用一个电池组就能工作，电压一般常在 2 ~ 100 伏，最佳极化电压需根
半衰期 衰变类型 射程 粒子能量 活度
3H
63Ni
12.5 年 纯β-
5~ 10 毫米
18keV 9800 居里/克﹡﹡
125 年 纯β45 毫米 67 keV 5 居里/克
物理特性 毒害 ﹡﹡最高使用温度
一般使用剂量
气体
很低 225℃（3H——钛源） 300℃（3H——钪源）
500~1000 毫居里
ECD是放射性离子化检测器的一种，它是利用放射性同位素，在衰变过程中放射的具有一定能 量的β-粒子作为电离源，当只有纯载其分子通过离子源时，在β-粒子的轰击下，电离成正离子和自 由电子，在所施电场的作用下离子和电子都将做定向移动，因为电子移动的速度比正离子快得多， 所以正离子和电子的复合机率很小，只要条件一定就形成了一定的离子流（基流），当载气带有微 量的电负性组分进入离子室时，亲电子的组分，大量捕获电子形成负离子或带电负分子。因为负 离子（分子）的移动速度和正离子差不多，正负离子的复合机率比正离子和电子的复合几率高 105 ~ 108 倍，因而基流明显下降，这样就仪器就输出了一个负极性的电信号，因此和FID相反，通过 ECD被测组分输出，在数据处理上出负峰。