如何提高氣相色譜儀分析試驗(yàn)檢測器靈敏度?所用氣相色譜儀特點(diǎn)不同,提高檢測器靈敏度的有效手段不同。目前,對提高氣相色譜儀檢測靈敏度的研究主要集中在樣品的柱前處理上,如,冷柱頭進(jìn)樣技術(shù)、吹掃捕集、萃取、熱脫附進(jìn)樣技術(shù)等。
氣相色譜儀主要是使用溶劑濃縮的方法,溶劑濃縮的目的是不使用分流進(jìn)樣仍然可以得到尖銳的峰形,惟有如此,才能獲得更好的靈敏度以及更好的分離度。溶劑濃縮由兩種方法產(chǎn)生:
diyi種是當(dāng)不分流進(jìn)樣時(shí),液體的樣品揮發(fā)后,在較冷的色譜柱上冷卻凝結(jié),載氣的體積比液體大很多,所以,當(dāng)樣品冷凝結(jié)時(shí),樣品就濃縮在色譜柱的一個(gè)小范圍內(nèi)。
第二種是在不分流進(jìn)樣和直接進(jìn)樣時(shí)使用:這種方法需要調(diào)節(jié)柱溫箱,與前者不同的地方是溶劑和分析化合物必須同時(shí)在進(jìn)樣時(shí)在較冷的色譜柱上冷卻凝結(jié);這些凝結(jié)的樣品在色譜柱表面形成“樣品泛濫帶”;當(dāng)溶劑逐漸揮發(fā)時(shí),樣品泛濫帶的面積就逐漸縮小,“樣品泛濫帶”分析物的濃度就漸漸增加。等到溶劑完全揮發(fā)后,分析物就在很小的柱表面范圍上凝結(jié)。所以說不論哪種方法,分析物或是溶劑和分析物必須在柱子的小面積上凝結(jié)。

單位物質(zhì)量通過氣相色譜儀檢測器時(shí),產(chǎn)生的電信號大小稱為檢測器對該物質(zhì)的靈敏度。以響應(yīng)信號(R)為縱坐標(biāo),進(jìn)樣量(Q)為橫坐標(biāo)作圖,可得到通過原點(diǎn)的直線,該直線的斜率就是檢測器的靈敏度,以S表示:S=△R/△Q。靈敏度可以反映一臺氣相色譜儀對待測組分響應(yīng)值的大小,與信噪比或檢測限結(jié)合可評價(jià)一臺氣相色譜儀的綜合性能指標(biāo)。在相同檢測限下,儀器的靈敏度越高,儀器性能越好。
影響FID靈敏度的因素:
可以分為FID內(nèi)因(硬件方面)與外因(操作方面);FID硬件方面的因素包括噴嘴孔徑的大小、收集極與極化極間的位置、極化極與噴嘴的相互位置等;操作方面的影響因素包括氮?dú)?氫氣(N2/H2)流量比、放大器輸入電阻的大小及輸出電路衰減值、進(jìn)樣口、色譜柱、氣路和FID噴嘴的清潔度等;
解決方案:
因?yàn)镕ID硬件方面對靈敏度的影響,在氣相色譜儀出廠時(shí)已經(jīng)基本確定,對于操作者而言,已經(jīng)不能改變。下面主要從操作方面介紹如何提高FID的靈敏度:
?、俚?dú)?氫氣(N2/H2)流量比N2/H2流量比會(huì)明顯影響靈敏度:
氣相色譜儀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不同,N2/H2比Z佳值也不同,可用實(shí)驗(yàn)來確定,一般情況下,N2流量比H2流量大些,一般N2:H2是(1:1.5)~(1:1)范圍為宜。若噴嘴孔徑為φ0.4mm,載氣流量可在20~30mL/min;若噴嘴孔徑為φ6mm以上,流量可在40~50mL/min左右為佳。其中,毛細(xì)管色譜的尾吹氣,除了減少組分的柱后擴(kuò)散效應(yīng)外,另一個(gè)主要作用是保證Z佳N2/H2比,用來保證Z佳靈敏度。
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氣相色譜儀空氣流量小于200mL/min時(shí),流量大小對靈敏度有一定影響,一般大于250mL/min條件下,空氣流量對檢測器靈敏度有很大的影響。
?、鄯糯笃鬏斎腚娮枧c輸出電路衰減值放大器輸入電阻與輸出電路衰減:
氣相色譜儀放大器輸入電阻的大小決定放大器的電流放大倍數(shù),影響FID靈敏度,輸入電阻大,靈敏度高,但噪聲會(huì)增大,在調(diào)節(jié)放大器輸入電阻大小時(shí),要兼顧氣相色譜儀的信噪比。放大器的輸出電路衰減值,有1/10、1/25、1/50,各生產(chǎn)廠家不同,內(nèi)衰減比例也不同,改變或調(diào)節(jié)內(nèi)衰減,也可改變FID靈敏度。
?、苓M(jìn)樣口、色譜柱、氣路和FID噴嘴的清潔度:
氣相色譜儀進(jìn)樣口、氣路或FID噴嘴污染,都會(huì)導(dǎo)致FID的靈敏度下降,因此在使用過程中需要保持進(jìn)樣口、色譜柱、FID噴嘴和氣路的清潔,定期更換進(jìn)樣墊、襯管和石英棉,同時(shí)對FID進(jìn)行清洗。

氣相色譜儀出廠后它的靈敏度基本上是固定了,我們所能做到的是Zda程度地發(fā)揮出它固有的性能:
1、優(yōu)化H2和Air的比例,使樣品充分離子化;
2、優(yōu)化尾吹氣流量(25~35mL/min),在改善分辨率的同時(shí),使峰變窄變高,也相當(dāng)于改善了靈敏度;
3、保持氣相色譜儀進(jìn)樣口,F(xiàn)ID 噴嘴和氣路的清潔,定期更換進(jìn)樣墊、襯管和石英棉;
4、用高純度的氣(載氣、H2、Air和尾吹氣),也能使噪音變小,靈敏度也就增加了;
5、用Low Bleeding的毛細(xì)柱,也能使噪音變小,氣相色譜儀靈敏度也就相應(yīng)增加了。
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