氣相色譜儀是一種非常好用的儀器,在試驗中經(jīng)常會(huì )用到,現在它的普及程度非常高,幾乎在每個(gè)實(shí)驗室都能夠看到。
檢測器是氣相色譜儀一種非常重要的零部件,常用的有電子捕獲檢測器(ECD)、氮磷檢測器(NPD)、火焰離子化檢測器(FID)和質(zhì)譜儀(MSD)等,那么它們之間都有哪些同性,不同點(diǎn)都有哪些呢,原理又如何?
一、通性
MSD與ECD、NPD、FID等都可作為GC的檢測器,提供GC分離后的組分相關(guān)信息。樣品經(jīng)色譜柱分離后,各成分按保留時(shí)間不同,順序地隨載氣進(jìn)入檢測器,檢測器按時(shí)間及其濃度(質(zhì)量)的變化,把組分化合物轉化成易于測量的電信號,經(jīng)過(guò)必要的放大傳遞給記錄儀或計算機,zui后得到該樣品的色譜圖及定性和定量信息。
二、區別
ECD、NPD、FID都屬于有一定選擇性的檢測器,僅對某類(lèi)特征化合物有響應,可以排除樣品中其他組分干擾,從而可簡(jiǎn)化復雜樣品的前處理,降低對色譜柱分離能力的要求。而MSD是質(zhì)量型、通用型檢測器,只要化合物能離子化,就能獲得響應,在總離子流色譜圖上表現出來(lái)。對不同的化合物,各種檢測器的適用性和信號響應有所差別。
1、氮磷檢測器(NPD)
氮磷檢測器(NPD)是一種質(zhì)量型檢測器。NPD工作原理是將一種涂有堿金屬鹽如Na2SiO3、Rb2SiO3類(lèi)化合物的陶瓷珠,放置在燃燒的氫火焰和收集極之間,當試樣蒸氣和氫氣流通過(guò)堿金屬鹽表面時(shí),含氮、磷的化合物便會(huì )從被還原的堿金屬蒸氣上獲得電子,失去電子的堿金屬形成鹽再沉積到陶瓷珠的表面上,從而獲得信號響應。NPD對氮、磷化合物有較高的響應,靈敏度*,可以檢測到5×10-13g/s偶氮苯類(lèi)含氮化合物,2.5×10-13g/s的含磷化合物,如有機磷及氨基甲酸酯類(lèi)農藥等。
2、質(zhì)譜檢測器(MSD)
質(zhì)譜檢測器(MSD)是質(zhì)量型、通用型檢測器,對所有適合于GC檢測、能離子化的化合物都能給出響應。MSD不僅能給出色譜圖(即總離子流色譜圖,TIC),且能夠給出每個(gè)色譜峰時(shí)間點(diǎn)的質(zhì)譜圖,利用計算機對標準譜庫的自動(dòng)搜索,可提供化合物分子結構信息,是GC定性分析的有效工具。將色譜的高分離能力與MS的結構鑒定能力結合在一起,采用保留時(shí)間和質(zhì)譜圖雙重定性,靈敏度高。MSD數據處理工作量非常大,一般必須配計算機系統才能有效地工作;根據儀器配置不同,還可以采用EI、CI等電離方式,結合不同掃描方式,提高靈敏度與準確度。
3、火焰離子化檢測器(FID)
火焰離子化檢測器(FID)由Harley和Pretorious發(fā)明,演化自Scott發(fā)明的燃燒熱檢測儀(Heat of Combustion Detector)。FID工作原理是以氫氣作為燃燒氣,和空氣在一個(gè)圓筒狀的電極里的噴嘴處燃燒,燃燒的火焰作為能源,其中氦氣、氮氣等載氣作為洗脫劑,在極化極和收集極之間外加的高電壓電場(chǎng)作用下,利用含碳有機物在火焰中燃燒產(chǎn)生離子,使離子形成離子流,收集起來(lái)產(chǎn)生電流,根據離子流產(chǎn)生的電信號強度,放大并傳送到記錄儀或電腦數據采集系統的A/D轉換器處,從而檢測被色譜柱分離出的組分。
4、電子捕獲檢測器(ECD)
電子捕獲檢測器(ECD)是靈敏度zui高的氣相色譜檢測器之一。ECD工作原理是色譜柱流出載氣及吹掃氣進(jìn)入ECD池,在放射源放出β-射線(xiàn)轟擊下被電離,產(chǎn)生大量電子;在電源、陰極和陽(yáng)極電場(chǎng)作用下,該電子流向陽(yáng)極,得到10-9-10-8A的基流;當電負性組分從柱后進(jìn)入檢測器時(shí),即俘獲池內電子,使基流下降,產(chǎn)生一負峰;通過(guò)放大器放大,在記錄器記錄,即為響應信號。其大小與進(jìn)入池中組分量成正比。負峰不便觀(guān)察和處理,通過(guò)極性轉換即為正峰。ECD僅對那些能俘獲電子的化合物(含電負性元素)有響應,如鹵代烴、含N、O和S等雜原子的化合物,但線(xiàn)性范圍較窄。