氣相色譜系列講座之四：氣相色譜檢測器課前回顧毛細管色譜柱條件的選擇一、固定相二、柱內徑三、液膜厚度四、柱長五、載氣流速及載氣種類六、柱溫的選擇七、其它條件的選擇Q&A

固定液與毛細管壁的作用力？毛細管色譜柱的一般制備程序是怎樣的？毛細管色譜柱分類1.填充型

分為填充毛細管柱（先在玻璃管內松散地裝入載體拉成毛細管后再涂固定液）和微型填充柱（徑細，載體顆粒在幾十到幾百微米）。目前填充柱毛細管已使用不多。2.開管型

（1）涂壁開管柱

wallcoatedopentubular,WCOT:

將內壁經預處理再將固定液直接涂敷在毛細管內壁上。柱制作相對簡單，但柱制備的重現性差，壽命短。（2）多孔層開管柱porouslayeropentubular,PLOT:在管壁上涂敷一層多孔性吸附劑固體微粒。氣固色譜。（3）載體涂漬開管柱supportcoatedopentubular,SCOT:為了增大開柱管內固定液的涂漬量，先在毛細管內壁涂一層載體，在此載體上再涂固定液。柱效較WCOT柱高。（4）交聯型開管柱：1.采用交聯引發劑，在高溫處理下，使固定液分子之間結合，交聯成一個網狀的大分子覆蓋在毛細管內表面，成為不可抽提的液膜。2.將固定液用化學鍵合的方法鍵合到涂敷硅膠的柱表面或經表面處理的毛細管內壁上，由于固定液是化合鍵合的，大大提高了熱穩定性。3.使固定液分子既與毛細管內表面形成化學結合，其自身又交聯成網狀大分子。1900－2000℃水熱處理，使石英柱表面充分羥基化（鹽酸）毛細管柱的交聯惰性化處理（硅烷化）氣相色譜檢測器定義：

能檢測色譜柱流出組分及這些組分量的變化的器件，其功能是將經色譜分離的組分的物質信號轉化為易于測量的電信號，故也稱為“換能器”。

優良檢測器應具有如下性能指標：

靈敏度高；檢出限低；死體積小；響應迅速；線性范圍寬；穩定性好。分類：

濃度型檢測器

測量的是載氣中組分濃度的瞬間變化，即檢測器的響應值正比于組分的濃度。如熱導池檢測器（TCD）和電子捕獲檢測器（ECD）。

質量型檢測器

測量的是載氣中所攜帶的樣品進入檢測器的速度變化，即檢測器的響應信號正比于單位時間內組分進入檢測器的質量。如氫焰離子化檢測器（FID）和火焰光度檢測器（FPD）。當一定濃度或一定質量的組分進入檢測器，產生一定的響應信號R。以進樣量C（單位：mg.cm-3或g.s-1）對響應信號（R）作圖得到一條的直線。直線的斜率就是檢測器的靈敏度（S）。靈敏度可定義為信號（R）對進入檢測器的組分量（C）的變化率：S=△R/△C

檢測器性能指標靈敏度

與通用的檢測限表示方法相同，即檢測限不僅決定于靈敏度，而且受限于噪聲，即檢測限是衡量檢測器或儀器性能的綜合指標。

檢測限線性范圍檢測器在線性工作時，被測物質的最大濃度（或質量）與最低濃度（或質量）之比。響應時間響應時間指進入檢測器的某一組分的輸出信號達到其值的63%所需的時間。一般小于1s。類型原理熱導池(TCD)熱導系數差異（通用性）氫火焰離子化(FID)火焰電離（有機物）電子捕獲(ECD)化學電離火焰光度(FPD)分子發射氮磷(NPD)熱表面電離原子發射(AED)原子發射（通用性）紅外(FTIR)分子吸收質譜(MS)電離和質量色散相結合氣相色譜檢測器有多少種？特點和應用范圍：結構簡單，性能穩定，線性范圍寬，對無機、有機物質都有響應，靈敏度適中，有廣泛應用。原理：根據各種物質和載氣的導熱系數的差異，采用熱敏元件進行檢測。通用型檢測器熱導池檢測器（thermal-conductivitydetector,TCD）惠斯登電橋外形5Hz單絲鎢—錸熱絲參比氣和載氣交替通過熱絲溫度保持恒定加上樣品時電流會發生變化電流的差別被測量并記錄下來影響熱導檢測器靈敏度的因素①池體溫度：池體溫度與熱絲溫度相差越大，越有利于熱傳導，檢測器的靈敏度也就越高，但池體溫度不能低于分離柱溫度，以防止試樣組分在檢測器中冷凝。②載氣種類：載氣與試樣的熱導系數相差越大，靈敏度越高。某些氣體與蒸氣的熱導系數(λ)，單位：J/cm·℃·s特點和應用范圍：結構簡單，死體積小，響應快，穩定性好，對有機化合物有很高的靈敏度，是常用的檢測器之一。原理：氫氣和空氣燃燒形成火焰，含碳化合物在火焰中燃燒產生離子，外加的電場作用使離子形成離子流，根據離子流產生的電信號強度，檢測被色譜柱分離出的組分。通用型檢測器氫火焰離子化檢測器(hydrogen-flameionizationdetector,FID)外形和氣路兩個電極：火焰燃燒的噴嘴和收集極（加上100－300V的極化電壓后用來收集火焰中的離子）。機理：化學電離，有機物在火焰中先形成自由基，然后與氧產生正離子，再同水反應生成H30+離子。載氣：氫氣：空氣＝1：(1~1.5）：10特點和應用范圍高靈敏度,高選擇性,線性范圍較窄,只對具有電負性的物質，如含有鹵素、硫、磷、氮的物質有響應，且電負性越強，檢測器靈敏度越高。對大多數烴類沒有響應。

在應用上僅次于熱導池和氫火焰的檢測器經常用來分析食品、農副產品的農藥殘留量，大氣、水中的痕量污染物等。原理電負性有機物捕獲低速自由電子.選擇性檢測器電子捕獲檢測器(electron-capturedetector,ECD)

池腔體積：150μLAgilentμ－ECD63Ni,發射出β射線β射線和載氣分子碰撞產生低能量的自由電子電場作用下，離子和電子發生遷移而形成電流(基流)電負性有機物捕獲已形成的低速自由電子生成負離子并與載氣正離子復合成中性分子基流下降形成“倒峰”毛細管色譜柱載氣：氫，氮或氬－甲烷尾吹氣和陽極氣體：氮氣或氬－甲烷ECD對某些化合物的靈敏度特點和應用范圍：

又稱硫磷檢測器,對含硫、磷的有機化合物具有高選擇性和高靈敏度,對鹵素氣X2、N2、Sn、Cr、Se和Ge等也有響應,

價格比ECD和FID貴。主要用于SO2、H2S、石油精餾物的含硫量、有機硫、有機磷的農藥殘留物分析等。原理：

根據硫、磷化合物在富氫火焰中燃燒時，生成化學發光物質，并能發射出特征頻率的光，記錄這些特征光譜，即可檢測硫、磷化合物。選擇性檢測器火焰光度檢測器（flamephotometricdetector，

FPD）>濾光片放大器記錄儀光電倍增管石英窗H2Air載氣+組分出口火焰噴嘴特點和應用范圍：

也叫熱離子檢測器（Thermionicdetector,TID）對含N、P化合物的具有選擇性：對P的響應是對N的響應的10倍，是對C原子的104-106倍。靈敏度高：氮<1×10-13g.s-1

，磷<1×10-14g.s-1。線性范圍（104）。適合于環保、醫藥、食品領域的痕量含氮含磷化合物的分析。原理：

NPD的結構與FID類似，只是在H2-Air焰中燃燒的低溫熱氣再被一個硅酸銣（不揮發鹽）電離源加熱至600~800oC，含有N或P的化合物（電負性）從電離源表面獲得電子，離子流向收集極形成電流。選擇性檢測器氮磷檢測器（Nitrogenphosphorousdetection，NPD）特點和應用范圍：

高靈敏度（10-12g/s），高選擇性（S/C>105），寬線性范圍（104）多元素響應且響應因子不依化合物的種類而變化，可以獲得對金屬和非金屬元素檢測，可對未知化合物進行元素比測定。價格貴，應用潛力大。原理：利用微波在惰性氣體內產生的電子反應來產生等離子體。等離子體具有約6000K的溫度。從柱上分離的組分進入石英放電管，樣品組分在高能等離子體中吸收能量，發生化學鍵斷裂，生成激發態的原子，當激發態的原子失去能量回到基態時，發出特征波長的譜線，經光柵分光，用光電倍增管或二極管陣列接收信號。通用型檢測器微波誘導等離子體原子發射光譜檢測器（MIP－AED）MicrowaveHe化合物分解-原子化-激發元素特征譜線同時監測15種甚至更多元素譜線一個化合物的掃描光譜圖170~770nm汽油中的含O有機物碳通道：198nm峰太多，