11.16 : Gaschromatographie: Detektortypen II

In der Gaschromatographie werden verschiedene Detektoren eingesetzt, um spezifische analytische Anforderungen zu erfüllen. Diese Detektoren werden häufig anhand ihrer Detektionsmechanismen und der Verbindungsarten kategorisiert, für deren Analyse sie am besten geeignet sind. Wärmeleitfähigkeitsdetektoren (TCD), Flammenionisationsdetektoren (FID) und Elektroneneinfangdetektoren (ECD) stellen gängige Kategorien dar, jede mit einzigartigen Funktionsprinzipien und Anwendungen. Darüber hinaus gibt es jedoch mehrere andere Detektoren, die für speziellere Aufgaben konzipiert sind – zum Nachweis spezifischer Elemente, funktioneller Gruppen oder Spurenelemente, die Allzweckdetektoren nicht effektiv messen können.

Thermionische Detektoren sind selektiv gegenüber organischen Verbindungen, die Phosphor und Stickstoff enthalten. Im Vergleich zum FID sind sie hochempfindlich gegenüber phosphorhaltigen Verbindungen, was sie zum Nachweis von Organophosphat-Pestiziden hilfreich macht. Thermionische Detektoren arbeiten, indem sie den mit Wasserstoff vermischten Säulenausfluss entzünden, durch eine Flamme leiten und das heiße Gas dann um ein elektrisch erhitztes Rubidium-Silikat-Beat zirkulieren lassen, was die Nachweisempfindlichkeit erhöht.

Der Hall-Elektrolyt-Leitfähigkeitsdetektor erkennt Verbindungen, die Halogene, Schwefel oder Stickstoff enthalten. Die Verbindungen werden bei hohen Temperaturen in einem Reaktorröhrchen mit einem Reaktionsgas vermischt. Die resultierenden Produkte lösen sich in einer leitfähigen Lösung auf und die Änderung der Leitfähigkeit wird gemessen. Je nach spezifischem Reaktionsgas und Leitfähigkeitslösung werden verschiedene Betriebsmodi wie Halogen-, Schwefel- und Stickstoffmodi verwendet.

Der Photoionisationsdetektor verwendet ultraviolette Strahlung von einer Wasserstoff- oder Argonlampe, um die aus der GC-Säule eluierenden Moleküle zu photoionisieren. Verbindungen mit niedrigeren Ionisierungspotentialen werden leicht ionisiert und nachgewiesen, während Verbindungen mit höheren Ionisierungspotentialen weniger gut erkennbar sind. Die durch die Photoionisation erzeugten Ionen und Elektronen werden an polarisierten Elektroden gesammelt, wodurch dieser Detektor besonders empfindlich auf aromatische Kohlenwasserstoffe und bestimmte Organoschwefel- oder Organophosphorverbindungen reagiert.

Atomemissionsdetektoren (AED) verwenden mikrowelleninduziertes Plasma (MIP), induktiv gekoppeltes Plasma (ICP) oder Gleichstromplasma (DCP), um die in der Probe vorhandenen Elemente zu atomisieren und anzuregen. AEDs sind elementspezifisch und können mehrere Elemente gleichzeitig überwachen. Diodenarray- oder Charge-Coupled-Device-Atomemissionsspektrometer (CCD-Atomemissionsspektrometer) werden häufig mit MIP verwendet, um die emittierten Atomspektren zu analysieren.

Der Flammenphotometrische Detektor (FPD) reagiert hauptsächlich auf Verbindungen, die Schwefel und Phosphor enthalten. Das Eluatt wird durch eine Wasserstoff-Luft-Flamme bei niedriger Temperatur geleitet, wodurch Phosphor in eine HPO-Spezies umgewandelt wird, die eine charakteristische Strahlung aussendet. Geeignete Filter isolieren die spezifischen Emissionsbänder und ihre Intensität wird photometrisch gemessen. FPD wird häufig zur Analyse von Luft- und Wasserschadstoffen, Pestiziden und Kohlenwasserstoffprodukten aus der Kohlenwasserstoffhydrierung verwendet.

Die Wahl des Detektors hängt von den Anforderungen der Analyse ab. Jeder Detektor wird mit technischer Präzision entwickelt, um genaue und zuverlässige Ergebnisse in verschiedenen Anwendungen zu gewährleisten.