检定/校准气相色谱仪检测器的常见问题及解决办法

王蔚

（新疆维吾尔自治区计量测试研究院，新疆 乌鲁木齐 830011）

气相色谱仪是一种对可气化的混合物进行分离、鉴定的常见仪器，广泛应用于食品检验、卫生检疫、环境监测、化工产品质量控制、油品分析、烟酒成份分析、司法检验等领域。实际检定过程中，其主要的检定内容是测试各种检测器的性能。《JJG700-1999气相色谱仪检定规程》给出了检定TCD、FID、FPD、ECD、NPD五种常见检测器性能的测试条件一览表。

一、氢火焰离子化检测器（FID）——广泛应用的通用型气相色谱检测器

检定中常见问题如：a.点火失败。可先开氢气及尾吹气，关闭空气，待用点火枪或打火机点燃后再逐渐将空气调至正常流量。若还不能点着，可能为喷嘴堵塞，需按仪器使用说明书要求进行清洗。常见判断火焰是否点着的方法为用金属件靠近FID检测器顶端出口处，观察金属件上是否有水蒸汽。此方法有时失灵，有一趣例：新疆某地空气干燥，“点火、观察金属件”试了许多次，仍未见水蒸汽，后进一样品出信号，从而证明检测器已点着。b.检测限超差的误判。北分瑞利公司某机型仪器进行常量气体分析，量程设置为“10”，检测限高出合格限。将量程由“10”调至最灵敏档“12”，检测限合格。东西电子公司的FID检测器也存在同样的问题，需要将高阻档设置为最灵敏档“10”，才能得到合格的检出限。c.另一常见问题为用正十六烷在多种国产仪器上出峰峰面积值很大，但测试安捷伦某机型仪器时却发现峰面积只有几十到一百多，实际上为计量单位不同所致。国产仪器峰面积大多为uV·s，而后者单位为pA·s，且其噪声同样特别小，只有零点零几个皮安，经计算检测限合格。

二、热导池检测器（TCD）——一种通用型的检测器

常见问题有：a.噪声超差。有一例为：岛津公司某机型仪器基线噪声非常大，经检查仪器的接线后发现为仪器搬动到新位置后未接地线所至。良好接地后，噪声水平恢复正常。b.灵敏度超差。北分瑞利某型号气相色谱仪TCD灵敏度超差。检定人员与仪器操作人员沟通后得知，此仪器用于分析常量气体组分，因而将灵敏度设置在了较低档，将量程由原“0.5”档调到“0.05”档后再经测试，灵敏度合格。

三、火焰光度检测器（FPD）亦称硫磷检测器，是检测含硫、磷化合物的选择性检测器

需注意一般用户常使用此检测器检测含磷类农药，如果测含硫化合物须更换相应的滤光片，某些机型还配有测Sn滤光片。火焰光度检测器实际上是用光电倍增光检测化合物燃烧后发出的光中某波长的发光强度，因而同其他分光光度仪器、滤光检测仪器类似，不应有强光直接照射在该检测器上，否则会产生较大的静态噪声，缩短其使用寿命。此种检测器除需清洗火焰喷嘴部分外，还应注意清洗光路部分。过高的检测器温度会缩短光电倍增管的使用寿命。

以下为某次检定岛津公司GC-2010型仪器的FPD检测器的测试条件：进样口250℃，柱箱210℃，检测器280℃，此次检定获得了较满意的结果。

四、电子俘获检测器（ECD）

此种检测器主要特点为怕水、怕氧气，需高纯度（99.999%）的载气，而且常需设定至较高的温度（300～320℃），老化两小时以上待基流稳定后使用。色谱柱及检测器如果常期未使用，需要老化一天左右时间，然后再加电流使用。否则色谱柱上解吸的重组分会将检测器污染，使测量重复性变差，而载气中的微量氧会减少其使用寿命。待输出信号降至较低水平时，才能测得较好的结果。

以下为某次检定岛津公司GC-2010型色谱仪的ECD检测器的测试条件：进样口230℃，柱箱210℃，检测器320℃，电流设为1.00nA（2.00nA 的灵敏度太高），此次检定获得了较满意的结果。另有一例：东西电子公司某型号气相色谱仪的ECD检测器长期未使用，老化一天之后，检测器才出现基流，进样品出峰。

另外需注意氧气、水会对高温下的ECD检测器造成损坏，仪器应配备不间断电源，防止突然断电后，造成空气扩散进检测器中，使检测器损坏。

五、氮磷检测器（NPD），亦称热离子检测器（TID），岛津公司称为FTD

此检测器用于含N和P的化合物的专属性高灵敏度的检测，含有铷珠，不是非常稳定，较难调试。铷珠位置固定后，不要轻易动。工作电流越大，铷珠使用寿命越短，但其灵敏度越高。应试进样品，算出检测限看是否符合要求，再决定工作电流的大小。开机后须按仪器说明书要求，逐步加大电流。电流加得速度越快，铷珠使用寿命越短，应让其慢慢地增加到工作电流。待稳定较长时间后，才能得到较好的测量重复性。

以下为某次检定岛津公司GC-2010型仪器的FTD检测器的测试条件：进样口230℃，柱箱210℃，检测器320℃，电流2.00pA，此次检定获得了较满意的结果。

各种检测器最常见的问题为检测器被污染、衬管脏及色谱柱吸附的重组分缓慢解吸，这时需要按仪器说明书要求进行维护甚至更换配件。获得一个令人满意的检测限及定量重复性，除了检测器本身存在的问题之外，还经常与其他一些因素有关。例如：某次测试ECD发现，定量重复性特别差，相邻两次测量的峰面积甚至相差一个数量级。后发现检测器端毛细管柱长度不符合要求，但更改至指定长度后测试结果仍然较差。从仪器接线、气体流路一步步排查，最终发现是由于衬管过脏所至，更换新的衬管及石英棉后，检定结果合格。

[1]《JJG700-1999气相色谱仪检定规程》.北京：中国计量出版社.

[2]艾明泽，肖哲.计量检测人员培训教材-12分册-化学计量[M].北京：中国计量出版社，2007.

[3]孙凤霞.仪器分析[M].北京：化学工业出版社，2004，241.

[4]吴方迪，张庆合.色谱仪器维护与故障排除[M].2008，第二版，274～275.