气相色谱的7种检测器的基础知识.docx
气相色谱的7种检测器的基础知识被测组分经色谱柱分离后，是以气态分子与载气分子相混状态从柱后流出的，人肉眼不可能识别。因此，必须要有一个装置或方法，将混合气体中组分的真实浓度（mgmL）或质量流量（gs）变成可测量的电信号，且信号的大小与组分的量成正比。此装置称气相色谱检测器，其方法称气相色谱检测法。因此，气相色谱检测器是一种能检测气相色谱流出组分及其变化的器件。检测器通常由两部分组成：传感器和检测电路。传感器是利用被测物质的各种物理性质、化学性质以及物理化学性质与载气的差异，来感应出被测物质的存在及其量的变化。如热导检测器（TCD）就是利用被测物质的热导系数和载气热导系数的差异；火焰电离检测器（FID）、氮磷检测器（NPD）等都是利用被测组分在一定条件下可被电离，而载气不电离；火焰光度检测器（FPD）就是利用被测物质在一定条件下，可发射不同波长的光，而载气氮气却不发光等等。所以，传感器是将被测物质变换成相应信号的装置。它是检测器的核心。检测器性能的好坏，主要取决于传感器检测电路是将传感器产生的各种信号转变成电信号的装置。从传感器送出的信号是多种多样的，有电阻、电流、电压、离子流、频率、光波等。检测电路的作用是测定出这些参数的变化，并将其变成可测量的电信号。如，TCD中热丝阻值的变化，利用惠斯顿电桥变成电信号；各种气相电离产生的离子流，用电场收集、微电流放大器放大后，才显示出它的变化；而FPD不同波长光的强度，即是利用光电倍增管进行光电转换，然后微电流放大得到结果等。°气相色谱仪的几种检测器1 .氢火焰离子化检测器（FID）用于微量有机物分析；2 .热导检测器（TCD）用于常量、半微量分析，有机、无机物均有响应；3 .电子捕获检测器（ECD）用于有机氯农药残留分析；4 .火焰光度检测器（FPD）用于有机磷、硫化物的微量分析；5 .氮磷检测器（NPD）用于有机磷、含氮化合物的微量分析；6 .催化燃烧检测器（CCD）用于对可燃性气体及化合物的微量分析；7 .光离子化检测器（PID）用于对有毒有害物质的痕量分析色谱检测器分类；（1）按原理可分为光学检测器（如，紫外、荧光、示差折光、蒸发光散射）、热学检测器（如，吸附热）、电化学检测器（如，极谱、库仑、安培）、电学检测器（电导、介电常数、压电石英频率）、放射性检测器（闪烁计数、电子捕获、氮离子化）以及氢火焰离子化检测器。（2）按测量性质可分为通用型和专属型（又称选择性）。通用型检测器测量的是一般物质均具有的性质，它对溶剂和溶质组分均有反应，如示差折光、蒸发光散射检测器。通用型的灵敏度一般比专属型的低。专属型检测器只能检测某些组分的某一性质，如紫外、荧光检测器，它们只对有紫外吸收或荧光发射的组分有响应。（3）按检测方式分为浓度型和质量型。浓度型检测器的响应与流动相中组分的浓度有关，质量型检测器的响应与单位时间内通过检测器的组分的量有关。（4）检测器还可分为破坏样品和不破坏样品的两种；气相色谱检测器操作注意事项1、气相色谱检测器尾吹气的使用尾吹气是从色谱柱出口处直接进入检测器的一路气体，又叫补充气或辅助气。填充柱不用尾吹气，而毛细管柱则大都采用尾吹气。这是因为毛细管柱的柱内载气流量太低（常规柱为r3mLmin）,不能满足检测器的最佳操作条件（一般检测器要求20mLmin的载气流量）。在色谱柱后增加一路载气直接进入检测器，就可保证检测器在高灵敏度状态下工作。尾吹气的另一个重要作用是消除检测器死体积的柱外效应。经分离的化合物流出色谱柱后，可能由于管道体积增大而出现体积膨胀，导致流速减缓，从而引起谱带展宽。加入尾吹气后就消除了这一问题。那么，尾吹气流量多少合适呢？这要看所用检测器和色谱柱的尺寸而定。比如，用0.53mm大口径柱时，柱内流量可达15mLmin,这对微型TCD和单丝TCD来说已经够大了，就没必要再加尾吹气了。而对于FID、NPD、FPD则需要至少IOnILmin的尾吹气流量，对于ECD就需要20mLmin的尾吹气(ECD一般需要载气总流量大于25mLmin)o使用常规或微径柱时，尾吹气流量应相应增大。经验参考值为：FID、NPD.FPD需要柱内载气和尾吹气的流量之和为30mLmin左右。ECD则需要4060mLmin0当需要在最高灵敏度状态下工作时，应针对具体样品优化尾吹气流量以及其他气体流量。一般情况下，尾吹气所用气体类型应与载气相同。尾吹气流量是在安装好色谱柱后，在检测器出口处用皂膜流量计测定的。注意，测定尾吹气流量时要关闭其他气体(如，使用FID时要关闭空气和氢气)，用O.32mm以下内径的色谱柱时，可不关闭柱内载气，这时测得的流量为柱内载气和尾吹气流量之和。2、FID使用注意事项(I)FID虽然是准通用型检测器，但有些物质在此检测器上的响应值很小或无响应。这些物质包括水久气体、卤代硅烷、H20、NH3、CO、Co2、CS、CCl4等，所以，检测这些物质时不应使用FIDo(2)FID是用氢气和空气中燃烧所产生的火焰使被测物质离子化的，故应注意安全问题。在未接上色谱柱时，不要打开氢气阀门，以免氢气进入柱箱。测定流量时，一定不能让氢气和空气混合，即，测氢气时，要关闭空气，反之亦然。无论什么原因导致火焰熄灭时，应尽快关闭氢气阀门，直到排除了故障，重新点火时，再打开氢气阀门。高档仪器有自动检测和保护功能，火焰熄灭时可自动关闭氢气。(3)FID的灵敏度与氢气、空气和氮气的比例有直接关系，因此，要注意优化。一般三者的比例应接近或等于1：10:1,如，氢气3040mLmin,空气300400mlmin,氮气3040mlmin0另外，有些仪器设计有不同的喷嘴分别用于填充柱和毛细管柱，使用时应查看说明书。(4)为防止检测器被污染，检测器温度设置不应低于色谱柱实际工作的最高温度。一旦检测器被污染，轻则灵敏度明显下降或噪声增大，重则点不着火。消除污染的办法是清洗，主要是清洗喷嘴表面和气路管道。具体方法是拆F喷嘴，依次用不同极性的溶剂(如丙酮、氯仿和乙醇)浸泡，并在超声波水浴中超声IOmin以上。还可用细不锈钢理穿过喷嘴中间的孔，或用酒精灯烧掉喷嘴内的油状物，以达到彻底清洗的目的。有时使用时间长了，喷嘴表面会积碳(一层黑色沉积物)，这也会影响灵敏度。可用细砂纸轻轻打磨表面而除去。清洗之后将喷嘴烘干，再装在检测器上进行测定。
