氣相色譜檢測器原理

    檢測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)換成易于測量的電信號，然后記錄并顯示出來?，F(xiàn)已應(yīng)用的檢測器已有三十余種，根據(jù)其機理的物理學(xué)基礎(chǔ)，zui常用的檢測器有：整體性質(zhì)檢測器、離子化檢測器、光學(xué)檢測器。

一、整體性質(zhì)檢測器

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

      其原理是利用被檢組分與載氣的熱導(dǎo)率不同來檢測組分的濃度變化。由于它結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，對無機和有機物都有響應(yīng)，通用性好，而且線性范圍寬，因此應(yīng)用zui廣。

二、離子化檢測器

       基于離子化原理的氣相色譜檢測器靈敏度非常高。因為一般所用載氣在通常溫度下是*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。用各種方法使待測組分離子化是這類檢測器行使功能的基礎(chǔ)，由這些離子形成離子流產(chǎn)生電信號，再經(jīng)放大器放大，然后由記錄器記錄電壓隨時間的變化，從而得出色譜流出曲線。

 1、氫火焰離子檢測器（FID）

       此種檢測器的離子是通過有機化合物在氫氣-空氣的擴散火焰中燃燒產(chǎn)生的。其特點是只對含碳有機物有明顯的響應(yīng)，而對非烴類、惰性氣體或在火焰中難電離或不電離的物質(zhì)，則訊號較低或無信號，如一些氮的氧化物（NO、N2O等）、一些無機氣體（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。

      在FID中產(chǎn)生具體離子的機理是復(fù)雜的，一般認(rèn)為有兩個步驟是重要的：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)致的有機物自由基的離子化。

 2、氮磷檢測器（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，含N、P的化合物便會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。

      這個堿金屬陶珠是作為電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)的催化劑來起作用的。由于其對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)等多個領(lǐng)域。

 3、光離子化檢測器（PID）

這是一種非破壞性的檢測器，通過光子的激發(fā)使載氣中的樣品分子電離而產(chǎn)生信號。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個碳數(shù)的烴類、甲醇、乙腈和各種氯代甲烷。

 4、電子捕獲檢測器（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，在所施電場的影響下，電子向正極移動，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）進入時，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)生檢測信號；生成的負(fù)離子與載氣正離子復(fù)合成中性化合物。

       此種檢測器被廣泛應(yīng)用于測定殺蟲劑、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)性有機物的變化。

三、光學(xué)檢測器

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

 1火焰光度檢測器（FPD）

    火焰光度檢測器利用氫擴散火焰，首先通過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，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)射光通過通帶中心在392nm(對于硫)或526nm(對于磷)處的濾光片，用光電倍增管測定其強度。