-氮磷檢測器(NPD)是氣相色譜分析中常用的檢測器之一,計量檢定規程《JJG 700-2016 氣相色譜儀》規定了測定其基線(xiàn)噪聲、基線(xiàn)漂移和檢測限的具體方法。本文介紹氣相色譜儀NPD檢測限的測定,其中上篇介紹測定的方法和步驟,下篇介紹測定過(guò)程中的一些問(wèn)題和注意事項
 氮磷檢測器(NPD)的檢測限
檢測限的定義,文所指檢測限為儀器檢測限,請區別于方法檢測限。
靈敏度是指通過(guò)檢測器物質(zhì)的量發(fā)生變化時(shí),該物質(zhì)響應值的變化率。但是在實(shí)際應用中,我們可以通過(guò)調節儀器的放大電路使之變得足夠大,簡(jiǎn)單地說(shuō),如果測定時(shí)候我們通過(guò)電路放大使峰面積增大十倍而其他條件保持不變,那么測得的靈敏度也會(huì )增大十倍,因此在一定情況下靈敏度不能正確的描述儀器的性能。
實(shí)際中,在通過(guò)電路放大使峰面積增大的過(guò)程中,檢測器的基線(xiàn)噪聲也在增大,因此引入檢測限這一概念——將產(chǎn)生兩倍噪聲信號時(shí),單位體積的載氣或者單位時(shí)間內進(jìn)入檢測器的組分量稱(chēng)之為檢測限。以下為計量檢定規程《JJG 700-2016 氣相色譜儀》中給出的氮磷檢測器(NPD)計算檢測限的公式:
氣相色譜儀的計量檢定合集之:NPD檢測限的測定-氣相色譜儀廠(chǎng)家_國產(chǎn)氣相色譜儀_白酒分析氣相色譜儀-山東譜析科學(xué)儀器有限公司
這里需要說(shuō)明的是,部分使用人員會(huì )認為計算出來(lái)的氮磷檢測器(NPD)的檢測限是一個(gè)濃度值,然而在實(shí)際中并不能通過(guò)配置一個(gè)DNPD這樣濃度的樣品來(lái)測定檢測器的檢測限。DNPD的單位是g/s,其物理意義是將產(chǎn)生兩倍噪聲信號時(shí),單位時(shí)間內進(jìn)入檢測器的組分量(質(zhì)量)——而這個(gè)單位時(shí)間內組分的質(zhì)量,還要通過(guò)峰寬(半峰寬,時(shí)間參數)等換算成一定時(shí)間內通過(guò)檢測器的質(zhì)量,再計算為濃度,才是產(chǎn)生兩倍信號噪聲時(shí)的濃度。
簡(jiǎn)單的說(shuō),儀器的檢測限只能用來(lái)表征儀器性能,僅是一種判斷依據,通常不能用于真實(shí)分析。

計量檢定規程對檢測限的規定
在計量檢定規程《JJG 700-2016 氣相色譜儀》中,對NPD檢測器的檢測限及其他相關(guān)指標要求如下:

基線(xiàn)噪聲≤1pA,基線(xiàn)漂移≤5pA ,氮檢測限≤5pg/s(5×10-12g/s),磷檢測限≤10pg/s(10×10-12g/s)。

在市面上的諸多氣相色譜產(chǎn)品中,國內外廠(chǎng)家氮磷檢測器(NPD)的檢測限均可以達到較低的水平,氮/磷低于1×10-12g/s,甚至可以達到10-13g/s或者10-14g/s。

氮磷檢測器(NPD)檢測限的測定

 檢測限測定的典型實(shí)驗條件
 儀器設備

譜析GC-17氣相色譜儀-NPD檢測器
 色譜條件
 溫度
(1)進(jìn)樣口:230℃;
(2)柱溫箱:200℃;
(3)檢測器:300℃;
 流量
(1)載氣:N2;
(2)進(jìn)樣模式:
不分流進(jìn)樣;
吹掃時(shí)間0.75min;吹掃流量30ml/min;
(3)柱流量:4ml/min(恒定流量,200℃柱前壓168.09kPa);
(4)隔墊吹掃流量:3ml/min;
色譜柱
 KB-5 30m×0.32×0.5
 檢測器/氮磷檢測器
(1)空氣流量:60ml/min;
(2)氫氣流量:3ml/min;
(3)尾吹氣(氮氣):10ml/min;
(4)調整偏移量:30pA;(與儀器實(shí)際狀態(tài)有關(guān))
(5)銣珠電壓:3.055V;(與儀器實(shí)際狀態(tài)有關(guān))
(6)采樣頻率:50Hz;
 樣品
(1)自動(dòng)進(jìn)樣器:10微升進(jìn)樣針,每次進(jìn)樣1微升;
(2)偶氮苯(10.4ng/μL)-馬拉硫磷(10.4ng/μL)-異辛烷溶液;

 氮磷檢測器(NPD)檢測限測定步驟
測定氮磷檢測器(NPD)檢測限的具體步驟為步驟:
準備和開(kāi)啟儀器
在開(kāi)啟儀器之前對儀器做常規的檢查和維護,確保儀器狀態(tài)良好,主要包括:①檢查進(jìn)樣口的進(jìn)樣墊和襯管、O型圈是否需要更換;②檢查氣體凈化裝置是否需要更換;③檢查色譜柱是否安裝,是否選用了正確的色譜柱;④開(kāi)啟鋼瓶,觀(guān)察鋼瓶壓力是否足夠;⑤如果使用氫氣發(fā)生器,檢查氫氣發(fā)生器的液位是否在要求之內;⑥做好儀器使用記錄,包括使用人、使用日期、用途,鋼瓶壓力記錄和鋼瓶更換記錄,儀器維護記錄(如進(jìn)樣墊和襯管更換記錄)等。點(diǎn)擊鏈接,了解更多詳細內容:開(kāi)啟儀器之前的準備。連接好色譜工作站,按照廠(chǎng)家推薦的條件設定儀器條件,并等待儀器穩定;
觀(guān)察和記錄基線(xiàn)噪聲
記錄儀器穩定后的30min基線(xiàn),計算得基線(xiàn)噪聲為0.15pA(說(shuō)明:皮安,電流單位);最新的檢定規程《JJG700-2016 氣相色譜儀》中,基線(xiàn)噪聲的單位為pA,如果工作站的縱坐標為mV(說(shuō)明:毫伏,電流單位),請咨詢(xún)廠(chǎng)家工程師,確定儀器基線(xiàn)噪聲不同單位mV和pA之間的換算關(guān)系;實(shí)際上,單純計算檢測限則不需要進(jìn)行換算,因為計算公式中,分子與分母中的相關(guān)單位會(huì )抵消。點(diǎn)擊鏈接,了解檢測器基線(xiàn)噪聲測量和計算的詳細內容:氣相色譜儀的計量檢定2:基線(xiàn)漂移和基線(xiàn)噪聲。
 重復進(jìn)樣和記錄峰面積
按照計量檢定規程的要求,使用微量注射器或者自動(dòng)進(jìn)樣器,向儀器中進(jìn)樣1微升(1μL)偶氮苯(10.4ng/μL)-馬拉硫磷(10.4ng/μL)-異辛烷溶液,連續進(jìn)樣七次,記錄峰面積,并求峰面積平均值。
測定過(guò)程中,要求連續七次進(jìn)樣(說(shuō)明:可以連續10次或者更多,選擇其中連續的七次,不建議進(jìn)行數據挑選),并要求七次進(jìn)樣的相對標準偏差小于3%。此處計算七次進(jìn)樣的相對標準偏差可以直接用于后續的定量重復性的計算。
 氮磷檢測器(NPD)檢測限計算的討論
在實(shí)際計算氮磷檢測器(NPD)檢測限的過(guò)程中,基線(xiàn)噪聲的值需要帶入公式進(jìn)行計算,一些廠(chǎng)家基線(xiàn)噪聲縱坐標的單位為毫伏(mV)或者微伏(μV),峰面積是以橫坐標和縱坐標的乘積作為量度(mV·s或者μV·s),在計算檢測限時(shí)候,分子分母會(huì )約去單位,因此,基線(xiàn)噪聲以何種單位為量度并不影響檢測限的計算。
但是對于基線(xiàn)噪聲,在計量檢定規程中明確要求使用電流值作為量度,因此在測量基線(xiàn)噪聲后,如果測量值為電壓(mV值),需要將其換算為電流值(A或者pA),此時(shí)請咨詢(xún)廠(chǎng)家工程師,確定儀器基線(xiàn)噪聲不同單位mV和pA之間的換算關(guān)系。