Высокоэффективная жидкостная хроматография в биохимии - Хеншен А.
ISBN 5-03-001337-7
Скачать (прямая ссылка):
осуществлять функции сравнения относительно р. э., то в условиях
протекания реакции поддерживать постоянное напряжение на р.э. достаточно
сложно. Поэтому в большинстве электрохимических детекторов имеется
третий, вспомогательный электрод (в. э.), который проводит основную часть
тока. Электрод сравнения, через который фактически проходит очень малый
ток, может иметь высокое внутреннее сопротивление и небольшие размеры.
Разность потенциалов между р.э. и э. с. в этом случае гораздо легче
поддерживать постоянной, поскольку потенциал
э. с. постоянен.
Помимо чисто электрохимических соображений при разработке конструкции
ячейки необходимо руководствоваться условиями хроматографии и типом
используемых колонок. В частности, размеры ячейки, время отклика
электродов и электронной схемы должны позволять фиксировать малые объемы
и быстро меняющиеся профили концентрации, которые создаются современными
высокоэффективными колонками.
Таким образом, необходимы малые (<5 мкл) объемы ячеек, хотя это
необязательно означает малые геометрические размеры, как в
спектрофотометрических детекторах. Очень малым должен быть объем, в
котором происходит обнаружение,, т. е. объем отклика. Очевидно, что
небольшие ячейки значительно проще конструировать, если в них будут
использоваться твердые, а не жидкие (ртуть) электроды. Постоянная времени
вольтамперометрической ячейки относительно велика (>0,5 с). Более того,
для подавления высокочастотных шумов в электронную схему детектора
необходимо вводить аналоговые фильтры. Это неизбежно приводит к
дальнейшему увеличению постоянной времени детектора (до 5 с).
Для изготовления как рабочих электродов, так и электродов сравнения
чаще всего используются металлы, платина и золото, материалы на основе
углерода, стеклоуглерод, углеродная паста, графит.
Материал электрода оказывает решающее влияние на рабочий диапазон
электрохимического детектора, поскольку имеет
Ю*
148 Глава 3
го
ю
15
5
Рис. 3.28. Линейность сигнала двухэлектродного детектора (с разрешения
Elsevier Scientific Publishers, Amsterdam) [47].
a - рабочий и вспомогательный электроды расположены друг напротив друга;
б - вспомогательный электрод расположен после рабочего.
2
3
с-10s ,г/л -"-
свое собственное значение перенапряжения, выше которого происходит пробой
окружающей жидкости (элюента). Поэтому диапазон потенциалов, в пределах
которого может проводиться обнаружение исследуемых соединений, в
значительной мере зависит от материала электрода. Для стеклоуглерода этот
диапазон составляет примерно от -1,0 до 1,3 В, для ртути от -2,0 до 0,3
В. Эти цифры обретают смысл только при сопоставлении с потенциалом
электрода сравнения, в данном случае насыщенного каломельного электрода
(НКЭ). Наиболее распространены такие электроды сравнения, как Ag]AgCl и
Hg|HgCl (НКЭ). Их характеристики (температурный коэффициент) хорошо
изучены, и эти электроды легко миниатюри-зовать, что очень важно для
применения в детекторах ВЭЖХ.
Малый объем ячейки не единственное условие нормальной работы
преобразователя в качестве ячейки детектора. Первостепенное значение
имеет взаимное расположение электродов - рабочего, сравнения и
вспомогательного. В частности, весьма важно, как располагаются электроды,
проводящие электрический синал, так как величина падения напряжения iR
непосредственно зависит от расстояния между ними.
Слишком большая величина падения напряжения iR может весьма
существенным образом повлиять на качество работы детектора, в частности
на линейность сигнала (рис. 3.28), как это показали Лаклема и Поп [47] на
примере описанных ими кулонометрических детекторов.
Аппаратура 149
Таблица 3.3. Устройство ячеек амперометрических и кулонометрических
детекторов
Тип детектора Конструкция ячейки Литература
Амперометрический 1) Тонкослойная ячейка, 3 электро 50
да, 0,5 мкл
2) Ячейка форсуночного типа, 51
3 электрода, 4 мкл
3) Цилиндрическая 52
Кулонометрнческий 4) Планарная ячейка, 3 электрода, 47
геометрический объем 28 мкл,
время отклика 0,6 с
5) Пористый диск 53
Детекторы с ячейкой такой конструкции изготавливаются рядом фирм.
Идея использования ртути в качестве материала электрода при
изготовлении электрохимических детекторов для ВЭЖХ представляется очень
заманчивой, поскольку для ртути характерен широкий катодный
(восстановительный) диапазон. Однако практическое решение этой задачи
затруднено из-за сложности создания преобразователя малого объема со
свободно падающими каплями ртути. Одновременно приходится решать проблему
компенсации гигантских емкостных токов, возникающих в результате различий
