11.14 : Gaschromatographie: Übersicht über Detektoren

Die Detektoren in der Gaschromatographie (GC) helfen bei der Identifizierung und Quantifizierung der Komponenten einer Mischung, indem sie chemische Eigenschaften in messbare Signale übersetzen, die auf einem Chromatogramm angezeigt werden. Die Detektoren können in zwei Haupttypen eingeteilt werden: destruktiv und zerstörungsfrei.

Ein zerstörungsfreier Detektor ermöglicht die Analyse einer Probe, ohne sie zu verändern oder zu verbrauchen, d. h. die Probe kann nach der Detektion für weitere Analysen gesammelt werden. Beispiele hierfür sind Wärmeleitfähigkeitsdetektoren und Elektroneneinfangdetektoren.

Ein destruktiver Detektor hingegen verursacht chemische Veränderungen im Analyten oder verbraucht ihn während der Detektion vollständig , wodurch es unmöglich wird, die Probe anschließend wiederherzustellen. Dies beinhaltet häufig das Verbrennen oder eine chemische Reaktion der Probe, wodurch eine Wiederherstellung unmöglich wird. Beispiele sind Flammenionisations- und Stickstoff-Phosphor-Detektoren, die die Probe verbrennen.

Ein idealer Detektor für die Gaschromatographie sollte zerstörungsfrei sein und eine hohe Empfindlichkeit zum Erkennen niedriger Analytkonzentrationen aufweisen. Er sollte auf alle Analyten reagieren oder selektiv auf bestimmte Analytklassen reagieren und dabei über einen weiten Konzentrationsbereich eine lineare Reaktion aufrechterhalten. Linearität bedeutet, dass die Reaktion des Detektors direkt proportional zur Konzentration der Analyten ist, wodurch sich die vorhandene Menge leichter quantifizieren lässt. Stabilität, Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit sind entscheidend, wobei der Detektor unempfindlich gegenüber Schwankungen der Flussrate und Temperatur sein sollte. Das Erreichen einer kurzen Reaktionszeit, unabhängig von der Flussrate, verbessert den Probendurchsatz und verkürzt die Analysezeit bei großen Probenmengen. Darüber hinaus sollte der Detektor nur minimale Interferenzen durch Matrixkomponenten der Probe aufweisen und mit verschiedenen Analyttypen kompatibel sein. Schließlich sind Robustheit und Langlebigkeit wichtige Eigenschaften, die die Zuverlässigkeit und Belastbarkeit des Detektors unter den Bedingungen der Gaschromatographieanalyse gewährleisten.

In der Gaschromatographie werden üblicherweise Wärmeleitfähigkeitsdetektoren, Flammenionisationsdetektoren, Massenspektrometer, thermionische Detektoren, elektrolytische Leitfähigkeitsdetektoren, Photoionisationsdetektoren, FTIR-Spektrometer und Elektroneneinfangdetektoren verwendet.

Flammenionisationsdetektoren bieten einen breiteren linearen Reaktionsbereich, zerstören allerdings die Probe und haben eine höhere Nachweisgrenze im Vergleich zu Wärmeleitfähigkeitsdetektoren. Elektroneneinfangdetektoren weisen hervorragende Nachweisgrenzen auf, haben jedoch einen relativ engen linearen Messbereich. Die Wahl des Detektors hängt letztendlich von der Art der zu analysierenden Probe und der typischen Nachweisgrenze des Detektors ab.