不(bù)同種類的氣(qì)相色(sè)譜檢測(cè)器各自(zì)的優(yōu)缺(quē)點分析

   發(fā)布(bù)時(shí)間(jiān)：2017/11/18

我們知(zhī)道對於一(yī)台GC的(dí)製(zhì)造(zào)，檢測器是心(xīn)髒
。因(yīn)為GC配置何種檢測器決定(dìng)了：①儀(yí)器整體(tǐ)結(jié)構;②氣(qì)路(lù)係(xì)統(tǒng)的配(pèi)置(如：氣(qì)體過濾係(xì)統，進(jìn)樣係統(tǒng)，安(ān)裝何(hé)種色(sè)譜柱(zhù)，氣密性和(hé)死體積(jī)要(yào)求等(děng));③電氣配置(zhì)(電源(yuán)，信(xìn)號放(fàng)大，溫度(dù)控製精度，抗幹(gān)擾(rǎo)措施等)
。現就各種(zhǒng)檢測器性能，特點和缺點(diǎn)等不同(tóng)做(zuò)以下(xià)介紹：

　　⑴氫(qīng)火焰(yàn)離子化檢測(cè)器(qì)(FID)：

　　應用範圍：特別(bié)適(shì)用(yòng)於(yú)有(yǒu)機化合(hé)物(wù)常(cháng)量到痕量分(fēn)析
。是(shì)環(huán)境(jìng)領(lǐng)域空氣和(hé)水中(zhōng)痕量有(yǒu)機(jī)化(huà)合物(wù)的檢(jiǎn)測手段
。是(shì)所有(yǒu)常規檢(jiǎn)測(cè)器(qì)中*可進水(shuǐ)樣(yàng)的(dí)檢(jiǎn)測器(qì)，FID是目前GC*的(dí)檢(jiǎn)測(cè)器之(zhī)一
。

　　類(lèi)型(xíng)：質量(liáng)型 通用型(xíng)(80%的(dí)分(fēn)析(xī)項目);

　　檢測(cè)限(xiàn)：D≤2 X10-12g/s; zui小檢(jiǎn)測量：m小≤1x10-10g(參(cān)考(kǎo)); zui小(xiǎo)檢(jiǎn)測(cè)濃(nóng)度(dù)：C小：10-8∽10-9(參考)

　　綫(xiàn)性範(fàn)圍(wéi)：107

　　響應時間：~1ms(直(zhí)接進(jìn)樣用於毛細(xì)管(guǎn)色譜分析);

　　操(cāo)作特點：a)屬(shǔ)質(zhì)量(liáng)型(xíng)，峰麵積不隨載(zǎi)氣(qì)流速改變;b)穩定(dìng)性(xìng)好：S和(hé)D對(duì)氣流和檢測器(qì)溫(wēn)度波動(dòng)不(bù)敏感(gǎn);c)定量簡(jiǎn)單：對(duì)有(yǒu)機物中(zhōng)同係(xì)物相(xiāng)對S值(zhí)幾(jī)乎(hū)相(xiāng)同;d)近(jìn)似理想的檢測(cè)器(qì)，結(jié)構簡(jiǎn)單(dān)，壽(shòu)命長，幾乎不需(xū)維護;e)*可進水樣的(dí)常規(guī)檢測(cè)器;

　　不(bù)足：a)操作中一(yī)般(bān)需用(yòng)N2，H2和空(kōng)氣等三種氣(qì)源;b)氣(qì)路相對雜質，操作中的(dí)點火或獲得*性能要反(fǎn)復調(tiáo)節(jié)氣流比(bǐ)，這點與(yǔ)其它檢(jiǎn)測器(qì)相比顯(xiǎn)得(dé)麻煩(fán)
。

　　⑵電子捕(bǔ)獲檢(jiǎn)測(cè)器(qì)(ECD)：

　　應(yīng)用範(fàn)圍(wéi)：用於分(fēn)析(xī)痕量電負性(xìng)有(yǒu)機化合物(wù)zui有(yǒu)效
。常見電負(fù)性化合(hé)物(wù)如：鹵(lǔ)代(dài)烴(tīng)，含磷，硫，鹵素化合物(wù)，金屬有(yǒu)機(jī)化合物，羥(qiǎng)基，硝基以(yǐ)及共軛雙(shuāng)鍵(jiàn)化合物(wù)等
。另(lìng)外，有時也(yě)用(yòng)10-6*氣(qì)的痕量氧分(fēn)析(xī)，或經轉化(huà)無(wú)極性(xìng)樣品的(dí)分(fēn)析(xī)
。目前ECD已(yǐ)廣泛用於(yú)：生物(wù)化(huà)學(xué)，醫學，藥學，農(nóng)藥殘(cán)毒，環(huán)境以及氣(qì)象示(shì)蹤(zōng)等領(lǐng)域的(dí)痕量分析(xī)
。

　　類型(xíng)：濃度型 高(gāo)選擇(zé)性(xìng)如(rú)：四氯(lǜ)化碳和(hé)正己烷靈(líng)敏度(dù)之(zhī)比(bǐ)可大於(yú)108以(yǐ)上;

　　檢測限(xiàn)： D ： 10-12~10-14g/ml; zui小檢(jiǎn)測量：m小(xiǎo)∽10-13g(參考); zui小(xiǎo)檢(jiǎn)測(cè)濃(nóng)度(dù)：≤1x10-11g/ml (參考(kǎo))

　　綫性範圍：102∽104 (依賴(lài)於(yú)工作(zuò)原理和(hé)工(gōng)作條件(jiàn));

　　響(xiǎng)應時(shí)間：幾百(bǎi)毫秒 ∽ 1秒(miǎo)(主要(yào)決(jué)定池容(róng)，若配毛細(xì)管分析，應(yīng)盡量選用(yòng)響(xiǎng)應時間(jiān)小的(dí)ECD);

　　操作(zuò)特(tè)點：a)常規(guī)檢(jiǎn)測器(qì)中(zhōng)靈敏(mǐn)度(dù)zui高，*檢(jiǎn)測(cè)器之(zhī)一(yī);b)濃(nóng)度(dù)型：峰麵積隨(suí)載氣流(liú)量而變(biàn);c)穩(wěn)定(dìng)型：穩(wěn)定型比(bǐ)FID差，S或D對(duì)載氣和溫(wēn)度(dù)波(bō)動特別(bié)敏感(gǎn);d)僅(jǐn)用(yòng)一(yī)種氣體，日常(cháng)操作在(zài)所(suǒ)有(yǒu)的檢(jiǎn)測器中zui簡(jiǎn)單(誤(wù)操作除外);

　　主(zhǔ)要不(bù)足：a)zui容(róng)易引(yǐn)起誤會(huì)的一個檢測器，在(zài)日常操作(zuò)中需要注(zhù)意事項(xiàng)特(tè)別多，若不(bù)注意，立刻會引起穩定(dìng)性變(biàn)壞，S大幅度下降，綫性(xìng)變(biàn)窄(恢復正(zhèng)常(cháng)工(gōng)作(zuò)狀(zhuàng)態(tài)需時間(jiān)長)，因(yīn)此(cǐ)，常誤認為(wéi)是(shì)一個(gè)zui不好(hǎo)操(cāo)作的(dí)檢(jiǎn)測器
。 b)建立色(sè)譜(pǔ)分(fēn)析(xī)方(fāng)法(fǎ)比較困難和(hé)費(fèi)時，如(rú)：樣(yàng)品的(dí)予(yú)處理(lǐ)，色(sè)譜柱製(zhì)備(bèi)老(lǎo)化(huà)，係(xì)統(tǒng)的幹(gān)淨程度(dù)，使(shǐ)用(yòng)的(dí)溶(róng)劑器皿(mǐn)等都要有(yǒu)特別必(bì)要的(dí)要(yào)求(qiú);

　　⑶火焰光度(dù)檢(jiǎn)測(cè)器(FPD)

　　①應(yīng)用範圍(wéi)：是(shì)一(yī)個(gè)高靈敏(mǐn)度，高(gāo)選(xuǎn)擇(zé)性檢(jiǎn)測(cè)器(qì)，針對(duì)含磷(lín)，硫有(yǒu)機化(huà)合物和氣體(tǐ)中(zhōng)的(dí)硫化物(wù)進行(háng)痕量分(fēn)析(xī)，如(rú)：石油(yóu)精餾(liù)中硫醇(chún)，COS，H2S，CS2，SO2;水(shuǐ)質(zhì)汙染(rǎn)中的(dí)硫醇(chún);空氣(qì)中(zhōng)的H2S，SO2，CS2;;農(nóng)藥殘毒(dú)，天然氣中的硫化物(wù)等(děng)氣(qì)體分(fēn)析
。FPD對(duì)含(hán)硫(liú)化物靈敏度的次(cì)序為：硫化(huà)物(wù)>二(èr)硫化(huà)碳>二(èr)氧(yǎng)化硫(liú)
。FPD測磷(lín)時(shí)不如(rú)NPD高，在單(dān)為檢(jiǎn)測磷(lín)痕量(liáng)分析時(shí)，從多(duō)方(fāng)麵分(fēn)析比(bǐ)較，選購NPD更(gēng)優於(yú)FPD
。

　　1) 類型：測磷時(shí)為(wéi)質(zhì)量(liáng)型，測硫時S正比於樣品濃度的(dí)1.5 ∽ 2次(cì)方(fāng)(依(yī)賴於(yú)檢(jiǎn)測(cè)器(qì)結構(gòu)或操作

　　2) 條件);高(gāo)選(xuǎn)擇性(xìng),對非敏(mǐn)感(gǎn)性組分(fēn)選擇性(xìng)大(dà)於(yú)104 ∽105;

　　3) 檢測限(xiàn): DP≤ 1×10-12g/s DS≤ 1×10-11g/s zui小檢(jiǎn)測量(參考): m小(P) ≤10-10g，

　　4) m小(S)≤10-8 g zui小檢測濃度(參考): C小(P)≤10-6∽10-8 C小(S)≤ 10-5 ∽ 10-7;

　　5) 綫性範圍: 測磷:>103 測硫(liú)≥102 (依賴(lài)於(yú)檢測(cè)器結構);

　　6) 響應時間: ≤0.1秒 (一般(bān)可直配毛(máo)細管(guǎn)柱(zhù)分析);

　　7) 操作(zuò)特點(diǎn)和不足(zú):

　　a)在(zài)氣(qì)相色譜法中(zhōng),用FPD測(cè)痕量硫比(bǐ)其(qí)他方(fāng)法(fǎ)具(jù)有靈敏度(dù)高,選(xuǎn)擇性(xìng)大,儀器操(cāo)縱方(fāng)便(biàn)穩定
。但是zui小檢測(cè)濃度(≤10-7),需選購脈(mài)衝火(huǒ)焰(yàn)光(guāng)度檢測器(qì)(國(guó)內(nèi)未見(jiàn)生(shēng)產(chǎn)),價格偏高,推(tuī)廣(guǎng)還有(yǒu)一定(dìng)困難(nán);

　　b)依(yī)據FPD測硫工作原理,雙火(huǒ)焰與(yǔ)單(dān)火焰相(xiāng)比，測硫靈敏度低，但綫性寬(kuān)有利(lì)準確(què)定(dìng)量
。在選購(gòu)時視要求而(ér)定(dìng);

　　c)由(yóu)於(yú)硫(liú)化物(wù)化學特性(xìng),進(jìn)樣係統，色譜柱，檢(jiǎn)測係統與其它(tā)檢測器(qì)相(xiāng)比(bǐ),使用(yòng)材料惰(duò)性(xìng)要求高，操(cāo)作中(zhōng)要(yào)注意(yì)上(shàng)述(shù)問(wèn)題(tí)的(dí)不良響(xiǎng)應(yīng);

　　d)相(xiāng)對(duì)FID而言，FPD操縱時*氣流(liú)比(bǐ)，檢(jiǎn)測器溫(wēn)度不但在測(cè)磷或(huò)硫時不同(tóng)，而(ér)且(qiě)與(yǔ)某(mǒu)一具體(tǐ)組分(fēn)的(dí)化學(xué)性質有關(guān)，若(ruò)選擇(zé)不(bù)當，靈(líng)敏(mǐn)度(dù)，選(xuǎn)擇性，綫性(xìng)範圍均受(shòu)到(dào)影響，這給操(cāo)作帶(dài)來很大不便(biàn);

　　e)NPD檢測磷(lín)比(bǐ)FPDzui小檢測(cè)濃(nóng)度(dù)要低1∽2個(gè)數量(liáng)級(jí)，雖(suī)然兩個(gè)檢測(cè)器成本相近(jìn)，但NPD操作相(xiāng)對(duì)方便(biàn)簡單，僅(jǐn)做(zuò)含磷痕量分(fēn)析時可(kě)考(kǎo)慮選購(gòu)NPD;

　　⑷熱離子化(huà)氮(dàn)，磷(lín)檢(jiǎn)測器(TID，NPD，TSD，AFID)：

　　適應範(fàn)圍：NPD屬(shǔ)於高靈敏度(dù)，高選擇性檢測器，特(tè)別適用(yòng)於對(duì)含(hán)氮(dàn)和磷的(dí)有機(jī)化合物(wù)做(zuò)痕量分(fēn)析
。如(rú)前所述測(cè)磷時和FPD相比(bǐ)應(yīng)優(yōu)先(xiān)選(xuǎn)用
。目前NPD廣泛應用(yòng)於(yú)：環保，食(shí)品(農殘)，藥物(wù)(麻醉品，毒(dú)pin，氨(ān)基酸的(dí)派生(shēng)物(wù)等(děng))，生(shēng)化(huà)(含氮代(dài)謝(xiè)物(wù))，法(fǎ)醫，香料(liào)等領域
。但(dàn)應指(zhǐ)出：由(yóu)於(yú)國(guó)內硬件欠(qiàn)缺(quē)或認(rèn)識不(bù)足(zú)，今後有(yǒu)待提(tí)昌普及
。

　　類型：濃度(dù)型(xíng)還是(shì)質(zhì)量型響(xiǎng)應(yīng)特性，依賴於操作條件(jiàn)，實際(jì)工作時應選(xuǎn)擇(zé)在質量型下工作為好(hǎo)
。高(gāo)選擇(zé)性對(duì)非敏感(gǎn)性(xìng)組分的(dí)選擇性均大(dà)於(yú)105以上
。

　　檢測(cè)限：DN≤ 1×10-13 g/s， DP≤5×10-14 g/s;zui小(xiǎo)檢測量(參(cān)考(kǎo))：m小≤ 1×10-12g;

　　zui小(xiǎo)檢測濃度(參考(kǎo))：1×10-11∽ 10-12;

　　響應時(shí)間：< 1秒(決定檢測(cè)結(jié)構和(hé)操作條(tiáo)件(jiàn));

　　操(cāo)作特點和(hé)不足：

　　a)結構(gòu)簡單(dān)，成(chéng)本(běn)較低(dī)，基(jī)本同(tóng)於FID，GC*的檢測器(qì)之一;b)用三種氣源，除H2流(liú)量(liáng)需細調以外(wài)，切(qiē)同於(yú)FID，因(yīn)此可(kě)以和FID公(gōng)用一(yī)個(gè)氣(qì)路(lù)係(xì)統;c)主要不(bù)足：ⅰ)新鹼(jiǎn)珠需(xū)老化穩定一段時(shí)間(jiān);ⅱ)尋找*氣(qì)流(liú)比(bǐ)比(bǐ)FID略(lüè)為困(kùn)難(nán);ⅲ)鹼金屬珠(zhū)有一定壽(shòu)命(決(jué)定操作(zuò)條件(jiàn)的應用(yòng))，因(yīn)此運行成本較(jiào)高

　　⑸熱導檢測(cè)器(TCD)：

　　TCD是(shì)一(yī)種(zhǒng)中等靈敏度，無(wú)選擇(zé)性通(tōng)用檢(jiǎn)測器
。原則(zé)上將(jiāng)不適合做(zuò)痕(hén)量(liáng)分析，但(dàn)由於結構簡(jiǎn)單(dān)通(tōng)用性(xìng)強，不破壞樣(yàng)品(pǐn)，成(chéng)本低和操作簡單等(děng)原(yuán)因(yīn)，人們(mén)不斷(duàn)*它，如(rú)：①采(cǎi)用(yòng)新(xīn)的(dí)供電原(yuán)理(lǐ);②選(xuǎn)用新(xīn)的(dí)熱(rè)絲材料;③減少池容;④改(gǎi)進(jìn)氣(qì)路(lù);⑤加前(qián)置(zhì)放(fàng)大(dà);⑥提(tí)高池體的控溫精(jīng)度等(děng)，極大的提(tí)高(gāo)了(liǎo)信/噪(zào)比(bǐ)，因此在(zài)某(mǒu)些*氣(qì)體或(huò)低(dī)沸點組(zǔ)分分析(xī)中(zhōng)的(dí)痕量組分(fēn)zui小檢測濃度(dù)可達10-6∽10-7
。
。由於(yú)TCD屬於濃(nóng)度(dù)型(xíng)檢(jiǎn)測器(qì)它對(duì)操(cāo)作條(tiáo)件(jiàn)，如：溫(wēn)度(dù)波動(dòng)，壓力流量(liáng)波動十分敏感(gǎn)
。實(shí)踐證明：用它(tā)做痕(hén)量分析(xī)對(duì)操(cāo)作(zuò)條件要求(qiú)十分(fēn)苛(kē)刻
。因此，選購時(shí)要(yào)特別謹慎(shèn)
。

　　⑹惰性氣體(氦，氖(nǎi))離子化檢測(cè)器：

適合於氣-固(gù)色(sè)譜中(zhōng)，做*氣體中痕(hén)量(liáng)組分分析(xī)的檢(jiǎn)測(cè)器還有氦氣或(huò)氬氣作載(zǎi)氣(qì)的(dí)離子化(huà)檢(jiǎn)測器，兩(liǎng)者(zhě)的基本(běn)工作(zuò)原理：氦和氬原子(zǐ)在高能電子轟擊(jī)下被(bèi)激(jī)發為(wéi)亞(yà)穩(wěn)態(tài)，樣(yàng)品組分(fēn)進入檢測(cè)器後與亞(yà)穩態氦或(huò)氬(yà)原子碰撞使樣品(pǐn)分(fēn)子電(diàn)離(lí)，得(dé)到基(jī)流大(dà)幅(fú)度增(zēng)加檢(jiǎn)測(cè)電(diàn)信號
。氦和(hé)氬的亞(yà)穩態能(néng)量(liáng)分(fēn)別(bié)為(wéi)19.8eV和(hé)11.6eV
。目(mù)前(qián)HID主要(yào)用於高(gāo)氦中雜(zá)質檢測，AID用(yòng)於(yú)高(gāo)純(chún)氬(yà)氣生產與(yǔ)使用中(zhōng)的痕(hén)量雜質(zhì)分析(xī)
。由(yóu)於(yú)上(shàng)述兩(liǎng)種檢(jiǎn)測器主要(yào)用於*氣體的(dí)分析(xī)，所以(yǐ)要(yào)求(qiú)載氣(qì)本身(shēn)的純度(dù)特別高，還要預(yù)防周(zhōu)圍(wéi)環(huán)境氣(qì)對工作的幹擾，這給實(shí)際(jì)操(cāo)作帶來(lái)了不少(shǎo)困難
。選購時(shí)要(yào)做好思想準(zhǔn)備
。另外，由(yóu)於(yú)生產(chǎn)批量小(xiǎo)或(huò)需進(jìn)口，價(jià)格(gé)偏(piān)高(gāo)也防礙了普(pǔ)及(jí)與推廣
。