氣相色譜檢測(cè)器原理

    檢測(cè)器是氣相色譜儀的重要部件，其作用是將色譜柱分離后各組分在在載氣中濃度或量的變化轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量的電信號(hào)，然后記錄并顯示出來(lái)?，F(xiàn)已應(yīng)用的檢測(cè)器已有三十余種，根據(jù)其機(jī)理的物理學(xué)基礎(chǔ)，zui常用的檢測(cè)器有：整體性質(zhì)檢測(cè)器、離子化檢測(cè)器、光學(xué)檢測(cè)器。

一、整體性質(zhì)檢測(cè)器

      zui重要的整體性檢測(cè)器(bulk physical property detectors)，也是zui早為氣相色譜發(fā)展起來(lái)的常規(guī)檢測(cè)器，是熱導(dǎo)檢測(cè)器（TCD），又叫熱絲檢測(cè)器（HWD），是一種非破壞性的濃度型檢測(cè)器。

      其原理是利用被檢組分與載氣的熱導(dǎo)率不同來(lái)檢測(cè)組分的濃度變化。由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，對(duì)無(wú)機(jī)和有機(jī)物都有響應(yīng)，通用性好，而且線性范圍寬，因此應(yīng)用zui廣。

二、離子化檢測(cè)器

       基于離子化原理的氣相色譜檢測(cè)器靈敏度非常高。因?yàn)橐话闼幂d氣在通常溫度下是*的絕緣體，自己不導(dǎo)電，非常少的帶電離子造成的電導(dǎo)的增加就能被觀察得到。用各種方法使待測(cè)組分離子化是這類檢測(cè)器行使功能的基礎(chǔ)，由這些離子形成離子流產(chǎn)生電信號(hào)，再經(jīng)放大器放大，然后由記錄器記錄電壓隨時(shí)間的變化，從而得出色譜流出曲線。

 1、氫火焰離子檢測(cè)器（FID）

       此種檢測(cè)器的離子是通過(guò)有機(jī)化合物在氫氣-空氣的擴(kuò)散火焰中燃燒產(chǎn)生的。其特點(diǎn)是只對(duì)含碳有機(jī)物有明顯的響應(yīng)，而對(duì)非烴類、惰性氣體或在火焰中難電離或不電離的物質(zhì)，則訊號(hào)較低或無(wú)信號(hào)，如一些氮的氧化物（NO、N2O等）、一些無(wú)機(jī)氣體（SO2、NH3等）、CO2、CS2和H2O等，甲酸因氧化態(tài)較高不易在火焰中形成離子也不產(chǎn)生顯著的信號(hào)。

      在FID中產(chǎn)生具體離子的機(jī)理是復(fù)雜的，一般認(rèn)為有兩個(gè)步驟是重要的：首先是缺氧條件下的自由基的形成；然后是激發(fā)的原子或分子態(tài)的氧所導(dǎo)致的有機(jī)物自由基的離子化。

 2、氮磷檢測(cè)器（NPD）

    它具有與FID相似的結(jié)構(gòu)，只是將一種涂有堿金屬鹽（如硅酸鈉或硅酸銣）的陶瓷珠放置在燃燒的氫火焰和收集氣之間，當(dāng)試樣蒸汽和氫氣流經(jīng)堿金屬鹽表面時(shí)，含N、P的化合物便會(huì)從被氫氣還原的堿金屬蒸汽上獲得電子而離子化；失去電子的堿金屬則形成鹽再沉積到陶瓷珠表面上。

      這個(gè)堿金屬陶珠是作為電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)的催化劑來(lái)起作用的。由于其對(duì)N、P的化合物有較高的響應(yīng)，已廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥、食品、香料及臨床醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。

 3、光離子化檢測(cè)器（PID）

這是一種非破壞性的檢測(cè)器，通過(guò)光子的激發(fā)使載氣中的樣品分子電離而產(chǎn)生信號(hào)。10.2eV的光源使用得zui廣，它能使大多數(shù)分子電離。例外的情況有*氣體、低于5個(gè)碳數(shù)的烴類、甲醇、乙腈和各種氯代甲烷。

 4、電子捕獲檢測(cè)器（ECD）

    它是利用放射性同位素作為放射源轟擊載氣生成正離子和自由電子，在所施電場(chǎng)的影響下，電子向正極移動(dòng)，形成了一定的離子流，稱為基流。

      當(dāng)載氣帶著微量的電負(fù)性組分（含鹵素、硫、磷、氰基等的化合物）進(jìn)入時(shí)，這些親電子的組分將捕獲電子形成負(fù)離子而使基流下降，從而產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)；生成的負(fù)離子與載氣正離子復(fù)合成中性化合物。

       此種檢測(cè)器被廣泛應(yīng)用于測(cè)定殺蟲(chóng)劑、除草劑、環(huán)境中的工業(yè)化學(xué)品、生物液體中的藥品和其他具有生物活性的化合物及上層大氣中揮發(fā)性有機(jī)物的變化。

三、光學(xué)檢測(cè)器

     光學(xué)檢測(cè)器（optical detectors）是利用火焰作為原子發(fā)射源，以進(jìn)行元素的分光光度測(cè)定的技術(shù)。

 1火焰光度檢測(cè)器（FPD）

    火焰光度檢測(cè)器利用氫擴(kuò)散火焰，首先通過(guò)燃燒分解從色譜柱中流出的含P和S的化合物分子，使之稱為碎片，然后把這些碎片激發(fā)到高能級(jí)，這些激發(fā)態(tài)的分子隨后回到基態(tài)，發(fā)射出特征的帶狀光譜。這些發(fā)射光通過(guò)通帶中心在392nm(對(duì)于硫)或526nm(對(duì)于磷)處的濾光片，用光電倍增管測(cè)定其強(qiáng)度。