氣相色譜中的分析化學發光/化學發光檢測

D9. 氣相色譜中的化學發光檢測

圖 D9.1 - 氣相色譜儀的流程圖。

氣相色譜是一種主要的分離方法。它包括將氣態或液態樣品注入氣態流動相中，氣態流動相透過裝有固體支撐顆粒的色譜柱，這些顆粒帶有液態固定相，色譜柱在適宜的溫度（通常高於環境溫度，但不必高於分析物的沸點）下保持。分離是由於固定相和流動相之間的分配而產生的，樣品的已分離成分通常由火焰離子化檢測器檢測。圖 D9.1 顯示了氣相色譜儀的典型儀器流程圖。

越來越複雜的樣品正在透過氣相色譜進行分析。通用檢測器，如火焰離子化檢測器，不足以完成此任務，但選擇性檢測器可以提供所需額外的識別。含氮和含硫化合物通常作為複雜樣品中的痕量級分析物出現，並且已經開發出高度選擇性的檢測器。其中，氮化學發光檢測器和硫化學發光檢測器已成為氣相色譜、超臨界流體色譜和高效液相色譜中的有力工具；獨立的氮/硫分析儀可以基於相同的化學發光反應。兩種元素的檢測器都基於相同的臭氧誘導的氣相化學發光。 化學發光先於高溫熱解，熱解將樣品中的氮 (RN) 氧化成一氧化氮 (NO)

(D9.1) 氧化：RN + O₂ → NO + CO₂ + H₂O

據信，樣品中的硫 (RS) 首先轉化為二氧化硫 (SO₂)，然後在氫存在下還原為一氧化硫 (SO)

(D9.2) 氧化：RS + O₂ → SO₂ + CO₂ + H₂O

(D9.3) 還原：SO₂ + H₂ → SO + H₂O

(D9.4) 總體：RS + O₂ + H₂ → SO + CO₂ + H₂O

這些反應產生了與臭氧反應的物質，分別產生激發態二氧化氮和激發態二氧化硫（公式 D9.5 和 D9.7）

(D9.5) 與臭氧反應：NO + O₃ → NO₂* + O₂

(D9.6) 化學發光：NO₂* → NO₂ + 光 (~ 1200 nm)

(D9.7) 與臭氧反應：SO + O₃ → SO₂* + O₂

(D9.8) 化學發光：SO₂* → SO₂ + 光 (~ 360 nm)

氮化學發光反應在近紅外發射（公式 D9.6），而硫反應在紫外發射（公式 D9.8）。發射帶的這種寬光譜分離使氮和硫能夠被選擇性地測定。一些含有硫的小型氣體分子也會與臭氧發生化學發光反應，而無需進行初步熱解。

圖 D9.2 - 氮硫檢測器的流程圖。

氮硫化學發光檢測的儀器如圖 D9.2 所示。熱解器將氣相色譜柱流出物中的分析物轉化為相應的化學發光物質，然後透過反應室，在反應室內它們與由發生器提供的臭氧反應。發出的光由光電倍增管檢測。