電子捕獲檢測器（ECD）是靈敏度最高的高效氣相色譜儀檢測器，又是最早出現(xiàn)的選擇性檢測器，其應(yīng)用僅次于TCD和FID，一直穩(wěn)居第三位。

一、結(jié)構(gòu)：

1、電離室：

ECD的主體是電離室，目前廣泛采用的是圓筒狀同軸電極結(jié)構(gòu)。

陽極是外徑約2mm的銅管或不銹鋼管，金屬池體為陰極。在陰極和陽極之間加一直流或脈沖極化電壓。

2、電離源：

電離室內(nèi)壁裝有β射線放射源，常用的放射源是⁶³Ni。

（1）對電離源的要求：

1）電離能力強(qiáng)，可提供一定強(qiáng)度的基流。

2）穿透力小，確保人身安全。

3）半衰期長，性能穩(wěn)定，使用壽命長。

4）耐較高溫度，不易污染，應(yīng)用面廣。

（2）射線：

放射性物質(zhì)放射的射線有α、β和γ射線。

1）α射線：

α射線雖電離能力最強(qiáng)，但噪聲大，伴有對人體有害的γ輻射。

2）γ射線：

γ射線電離能力差，且穿透力太強(qiáng)，能透過幾十至幾百毫米厚的鋼板，不安全。

3）β射線：

β射線是高速電子流，每厘米行程能產(chǎn)生10²～10⁴離子對，電離能力和穿透力均介于α和γ射線之間，且通常為純β射線，無其它輻射，較安全。因此，β射線是ECD最合適的電離源。⁶³Ni和³H₂是常用的β射線源。

對β射線源的選擇主要側(cè)重于半衰期和耐溫性。早期使用的氚源有兩種：氚－鈦源（³H－Ti）是將氣體氚吸附在鍍有鈦膜的不銹鋼片上制成箔，但耐溫性差；氚－鈧源（³H－Sc）是將氣體氚吸附在鍍有鈧膜的不銹鋼片上制成箔，耐溫性有了改善，但仍不理想。1966年出現(xiàn)的⁶³Ni源是將⁶³Ni鍍在鎳片上制成箔，耐溫性明顯提高，半衰期顯著增長。多年實(shí)驗(yàn)表明⁶³Ni源優(yōu)于³H₂源，近年來ECD幾乎都用⁶³Ni源。當(dāng)然，³H₂源射程短，活性大，在制作小池體積ECD 的情況下，有時也用³H₂源。

二、工作原理：

ECD主要利用以下三個條件達(dá)到檢測目的：

1、能夠產(chǎn)生β射線：檢測器內(nèi)有能放出β射線的放射源，常用⁶³Ni和³H₂作放射源。

2、載氣分子能電離：載氣分子能被β射線電離，在電極之間形成基流，常用N₂和Ar作載氣。

3、樣品能捕獲電子：樣品分子有能捕獲自由電子的官能團(tuán)，如含素、硫、磷和氨等。

當(dāng)載氣（N₂）從色譜柱流出進(jìn)入檢測器時，放射源放射出的β射線使載氣電離，產(chǎn)生正離子和低能量電子：

N₂ + β射線 → N₂⁺ + e

這些帶電粒子在外電場作用下向兩電極定向流動，形成了約為10ˉ⁸A的離子流，即為檢測器基流。

當(dāng)電負(fù)性物質(zhì)AB進(jìn)入電離室時，因?yàn)锳B有較強(qiáng)的電負(fù)性，可捕獲低能量的電子而形成負(fù)離子，并釋放出能量。電子捕獲反應(yīng)如下：

AB + e → ABˉ+ E

式中：E為反應(yīng)釋放的能量。

電子捕獲反應(yīng)中生成的負(fù)離子ABˉ與載氣的正離子N₂⁺復(fù)合生成中性分子。反應(yīng)式為：

ABˉ+ N₂⁺ → N₂ + AB

由于電子捕獲和正負(fù)離子的復(fù)合，使電極間電子數(shù)和離子數(shù)目減少，致使基流降低，產(chǎn)生被測組分的檢測信號。由于被測組分捕獲電子后使基流降低，產(chǎn)生的電信號是負(fù)峰，負(fù)峰的大小與被測組分的濃度成正比，這是ECD 的定量基礎(chǔ)。實(shí)際工作中，常通過改變極性使負(fù)峰變?yōu)檎�峰�?/DIV>