11.16 : Chromatographie en phase gazeuse: types de détecteurs - II

En chromatographie en phase gazeuse, différents détecteurs sont utilisés pour répondre à des besoins analytiques spécifiques. Ces détecteurs sont souvent classés en fonction de leurs mécanismes de détection et des types de composés qu'ils sont les mieux adaptés à analyser. Les détecteurs à conductivité thermique (TCD), les détecteurs à ionisation de flamme (FID) et les détecteurs à capture d'électrons (ECD) représentent des catégories courantes, chacune avec des principes de fonctionnement et des applications uniques. Cependant, au-delà de ceux-ci, plusieurs autres détecteurs sont conçus pour des tâches plus spécialisées : pour détecter des éléments spécifiques, des groupes fonctionnels ou des traces d'analytes que les détecteurs à usage général ne peuvent pas mesurer efficacement.

Les détecteurs thermo-ioniques sont sélectifs envers les composés organiques contenant du phosphore et de l'azote. Par rapport au FID, ils sont très sensibles aux composés contenant du phosphore, ce qui les rend utiles pour détecter les pesticides organophosphorés. Les détecteurs thermo-ioniques fonctionnent en allumant l'effluent de la colonne mélangé à de l'hydrogène, en le faisant passer à travers une flamme, puis en faisant circuler le gaz chaud autour d'une bille de silicate de rubidium chauffée électriquement, ce qui améliore la sensibilité de détection.

Le détecteur de conductivité électrolytique Hall détecte les composés contenant des halogènes, du soufre ou de l'azote. Les composés sont mélangés à un gaz de réaction à haute température dans un tube réacteur. Les produits résultants sont dissous dans une solution conductrice et le changement de conductivité est mesuré. Selon le gaz de réaction spécifique et le solvant de conductivité, différents modes de fonctionnement, tels que les modes halogène, soufre et azote, sont utilisés.

Le détecteur à photoionisation utilise le rayonnement ultraviolet d'une lampe à hydrogène ou à argon pour photoioniser les molécules éluées de la colonne GC. Les composés ayant des potentiels d'ionisation plus faibles sont facilement ionisés et détectés, tandis que ceux ayant des potentiels d'ionisation plus élevés sont moins détectables. Les ions et les électrons produits par photoionisation sont collectés au niveau d'électrodes polarisées, ce qui rend ce détecteur particulièrement sensible aux hydrocarbures aromatiques et à certains composés organosulfurés ou organophosphorés.

Les détecteurs d'émission atomique (DEA) utilisent un plasma induit par micro-ondes (MIP), un plasma à couplage inductif (ICP) ou un plasma à courant continu (DCP) pour atomiser et exciter les éléments présents dans l'échantillon. Les DEA sont sélectifs par élément et peuvent surveiller simultanément plusieurs éléments. Les spectromètres d'émission atomique à réseau de diodes ou à dispositif à couplage de charge sont couramment utilisés avec le MIP pour analyser les spectres atomiques émis.

Le détecteur photométrique de flamme (FPD) répond principalement aux composés contenant du soufre et du phosphore. L'éluant passe à travers une flamme hydrogène-air à basse température, convertissant le phosphore en une espèce HPO, qui émet un rayonnement caractéristique. Des filtres appropriés isolent les bandes d'émission spécifiques et leur intensité est mesurée par photométrie. Le FPD est largement utilisé pour analyser les polluants de l'air et de l'eau, les pesticides et les produits d'hydrogénation du charbon.

Le choix du détecteur dépend des exigences de l'analyse. Chaque détecteur est conçu avec une précision technique pour garantir des résultats précis et fiables dans diverses applications.