آشکارساز کروماتوگرافی گازی

آشکارساز کروماتوگرافی گازی ، یکی از اجزای دستگاه کروماتوگرافی  گازی(‌GC) می باشد. آشکار ساز ها یا Detector ها  معمولا بعد از ستون ها در دستگاه gc قرار می گیرند. برای مطالعه مطلب اخبر ، لطفا مطلب دستگاه کروماتوگرافی گازی را مطالعه بفرمایید.

خصوصيات ایده آل آشکارساز کروماتوگرافی گازی 

• حساسيت مناسب
• پايداري خوب
• نسبت به حل شونده به سرعت عكس العمل نشان دهد.
• محدوده دمايي از دماي اتاق 400درجه سانتي گراد داشته باشد.
• جواب خطي نسبت به حل شونده ها تا چند مرتبه بزرگ
• قابليت اطمينان بالا و سهولت در استفاده
• به همه حل شونده ها عكس العمل مشابه داشته باشد.
• نمونه را تخريب نكند

سيستم آشكارسازها

• آشكارساز يونش شعله اي (Flame ionization detector (FID
• آشكارساز گرما رسانندگي (Thermal conductivity detector (TCD
• آشكارساز الكترون گيراندازي (Electron capture detector (ECD
• آشكارساز گرما يوني (Thermionic ionization detector (TID
• طيف سنج جرمي  (Mass spectrometer (MS

که در این مطلب به تشریح همه موارد بالا به جز طیف سنج جرمی (MS) می پردازیم. با توجه به گستردگی و اهمیت  طیف سنج جرمی MS در مطالب آتی به تشریح آن می پردازیم.

آشكارساز يونش شعله اي (Flame ionization detector (FID

بسياري از تركيبات آلي در دماي شعله هيدروژن/ هوا، پيروليز شده (از هم پاشيدگي يك تركيب به وسيله ي گرما) و واسطه هاي يوني و الكترونهايي توليد مي كنند كه الكتريسيته را از درون شعله هدايت مي كنند. گونه هاي باردار توليد شده در يك
جمع كننده، جمع آوري مي شود و سپس جريان الكتريكي حاصل براي اندازه گيري به يك تقويت كننده هدايت مي شود. اين مطلب اساس كار آشكارساز يونش شعله اي است. گروه هاي عاملي نظير كربونيل، الكل، هالوژن و آمين، يون هاي بسيار كمي
توليد مي كنند و يا اصلا توليد نمي كنند.

علاوه بر آن ، اين آشكارساز به گازهاي احتراق ناپذير از قبيل SO2 ،CO2 ،H2Oو NOx حساس نيست، لذا اين آشكارساز براي تجزيه بيشتر نمونه هاي آلي كه شامل آب و اكسيدهاي نيتروژن يا گوگرد نيز هستند بسيار مفيد است. حساسيت اين آشكارساز بالاست و داراي محدوده عكس العمل خطي بالا و نويز كم مي باشد. علاوه بر اين به راحتي قابل استفاده است. يكي از عيب هاي اين آشكارساز اين است كه نمونه را تخريب مي كند.

آشكارساز گرما رسانندگي (Thermal conductivity detector (TCD

یکی از انواع آشکارساز کروماتوگرافی گازی،  آشكارساز TCD می باشد که از دو محفظه كاملا” هم اندازه تشكيل شده كه هر يك داراي يك سيم پيچ (پلاتين، طلا يا تنگستن) داغ است. گاز حامل (هيدروژن يا هليم) از يكي از سيم پيچ ها عبور نموده و پس از گذر از ستون وارد سيم پيچ دوم مي شود كه اگر گاز حامل خارج شده از ستون حاوي نمونه نيز باشد در اين صورت چون گرما رسانندگي همه ي تركيبات آلي از هيدروژن و هليوم كمتر است لذا سيم پيچ داغتر شده و مقاومت آن افزايش مي يابد كه حاصل آن كاهش شدت جريان است در اين صورت آشكارساز اختلاف جريان را ثبت نموده و به شكل پيك ظاهر مي كند.

آشكارساز الكترون گيراندازي (Electron capture detector (ECD

در بسياري از جهات ، مشابه يك شمارنده براي اندازه گيري تابش Xاست. الكترون حاصل از نشر كننده βمثل نيكل -63 يا تريتيم( باعث يونيزاسيون گاز حامل (اغلب نيتروژن) مي شود. اين الكترون ها به سمت آند با بار مثبت شتاب مي گيرند و توليد جريان مي نمايند. زماني كه يك گونه الكترونگاتيو همراه گاز حامل وارد آشكارساز مي شود سبب گيراندازي الكترونها شده و باعث كاهش جريان بين جمع كننده آند و كاتد مي گردد. غلظت آناليت متناسب با ميزان گيراندازي الكترون مي باشد. اين
آشكارساز بسيار انتخابي است و به مولكول هاي داراي گروه هاي الكترونگاتيو حساس است، مثل هالوژن ها، پراكسيدها، كينون ها و گروه هاي نيترو. يكي از مهم ترين كاربردهاي اين آشکارساز کروماتوگرافی گازی ، در تعيين حشره كش هاي كلردار مي باشد. از عيب هاي آن اين است كه محدوده عكس العمل آن كم است.

آشكارساز گرما يوني (Thermionic ionization detector (TID

يكی دیگر از انواع آشکارساز کروماتوگرافی گازی ، آشکار ساز گرما یونی(TID)  می باشد. آشكارساز انتخابي براي تركيبات آلي داراي فسفر و نيتروژن مي باشد. عكس العمل آن نسبت به فسفر حدود ده بار بيشتر از نيتروژن و 104تا 106بار بيشتر از كربن است. حساسيت اين آشكارساز نسبت به FIDبراي تركيبات آلي فسفردار 500بار و براي تركيبات آلي نيتروژن دار 50بار بيشتر است. اين خواص سبب مي شوند كه آشكارساز گرما يوني به ويژه براي آشكارسازي و تعيين تعداد زيادي از آفت كشهاي حاوي فسفر مفيد باشد.
آشكارساز گرما يوني شبيه FIDمي باشد. سيال خروجي از ستون با هيدروژن مخلوط مي شود و از داخل نوك مجموعه شعله عبور كرده و مشتعل مي گردد. سپس گاز داغ در اطراف يك ساچمه روبيديم سيليكات كه به طريق الكتريكي گرما داده شده است و در پتانسيلي حدود 180ولت نسبت به جمع كننده نگه داشته مي شود، جريان مي يابد. ساچمه گرم شده پلاسمايي مي سازد كه دماي آن 600تا 800درجه سانتي گراد است كه اين دما سبب ايجاد تعداد خيلي زيادي يون از مولكول هاي حاوي فسفر و يا نيتروژن مي شود. جريان بزرگي از يون ها حاصل مي شود كه براي اندازه گيري تركيبات حاوي اين دو عنصر مفيد است.