氣相色譜儀氫火焰離子化檢測器概述（二）

四、檢測條件：

1、毛細管柱插入噴嘴的深度：

毛細管柱插入噴嘴的深度對改善峰形十分重要。通常毛細管柱插入噴嘴口平面下1～3mm處。若太低，組分與噴嘴表面接觸會產生催化吸附，使峰形拖尾。若插入太深，會產生很大噪聲，靈敏度下降。

  2、氣體種類：

（1）載氣：

載氣不但將組分帶入FID，同時又是氫火焰的稀釋劑。N₂、Ar、He和H₂等均可作FID的載氣。N₂和Ar作載氣，靈敏度高，線性范圍寬。由于N₂價廉易得，響應值大，是一種常用的載氣。

FID是質量型檢測器，峰高與載氣流量成正比，而且在一定的流量范圍內，峰面積不變。作峰高定量，又希望降低檢測下限時，可適當加大載氣流量。

（2）H₂：

H₂是保證氫火焰燃燒的氣體，N₂稀釋氫火焰的靈敏度高于純氫火焰。H₂與N₂的流量比影響FID的靈敏度和線性范圍。

當N₂流量固定時，隨著H₂流量增大，響應值逐漸增大，增至一定的值后又逐漸降低。當N₂流量不同時，zui優的H₂流量也不同，即H₂與N₂的流量有一個zui優比值。當H₂與N₂的流量比zui優時，不但響應值大，而且流量有微小變化時對信號的影響zui小。

（3）空氣：

空氣作為助燃氣體，并為離子化過程提供氧氣，同進起著吹掃離子室的作用。空氣流量也影響靈敏度，隨著空氣流量增加，靈敏度漸趨穩定。

3、氣體純度：

作常量分析時，載氣、H₂和空氣純度在99.9%以上即可。但作痕量分析時，一般要求在99.999%以上，空氣中的總烴含量小于0.1μL/L。氣源中的雜質會產生噪聲、基線漂移、假峰、柱流失和縮短柱壽命。

通常超純氮氣發生器產生的N₂純度可達99.9995%，氫氣發生器產生的H₂純度可達99.99999%。這些氣源用于FID痕量分析，基線穩定性好。

4、載氣、H₂與空氣的流量比：

幾乎所有能氣化的有機物在FID上都有響應，正確控制載氣、H₂與空氣的流量是完成分析工作的必要條件。

（1）載氣流量：

載氣流量通常根據柱分離要求進行調節。對于FID而言，適當增大載氣流量會降低檢測下限，從zui優線性和線性范圍考慮，載氣流量低些為宜。

（2）氮氫比：

實驗表明，N₂稀釋氫火焰的靈敏度高于純氫火焰。在要求高靈敏度如痕量分析時，調節氮氫比在1∶1左右往往能得到響應值的zui大值。如果是常量組分的質量檢驗，增大H₂流量，使氮氫比下降至0.43～0.72，雖然減小了靈敏度，但可使線性和線性范圍得到大的改善和提高。

（3）空氣流量：

空氣是氫火焰的助燃氣，為火焰化學反應和電離反應提供必要的氧氣，同時起著吹掃CO₂和H₂O等燃燒產物的作用。通常空氣流量約為H₂流量的10倍。流量過小，供氧量不足，響應值低。流量過大，易使火焰不穩，噪聲增大。

一般在選定H₂和N₂流量后，逐漸增大空氣流量到基流不再增大，再過量50 mL/min即可。空氣流量通常為300～500mL/min。

一般比較合適的流量比為載氣：H₂：空氣=（1～1.5）：1：（10～20）。

5、溫度：

FID為質量型檢測器，對溫度變化不敏感。但在程序升溫分析時，要特別注意基線漂移，可用雙柱進行補償，或自動補償裝置進行校準和補償。

在FID中，由于H₂燃燒，產生大量水蒸汽。若檢測器溫度低于80℃，水蒸汽不能以蒸汽狀態從檢測器排出，冷凝成水，使高阻值的收集極電阻值大幅度下降，靈敏減小度，噪聲增加。若有氯代溶劑或氯代樣品時，易造成腐蝕。因此，FID溫度必須在120℃以上。

氣化室溫度變化時對FID性能既無直接影響也無間接影響，只要能保證樣品氣化而不分解即可。

6、極化電壓：

極化電壓的大小影響檢測器的靈敏度。當極化電壓較低時，離子化信號隨極化電壓的增加而迅速增大。當電壓超過一定的值時，增加電壓對離子化電流的增大沒有明顯影響。

正常操作時，極化電壓一般為150～300V。

7、電極形狀和電極距離：

有機物在氫火焰中的離子化效率很低，要求收集極的表面積必須足夠大，以收集更多的正離子，提高收集效率。

收集極的形狀有網狀、片狀和圓筒狀等，圓筒狀電極的收集效率最高。兩極之間距離為5～7mm時，往往可獲得較高靈敏度。圓筒狀電極的內徑一般為0.2～0.6mm。

噴嘴內徑小，氣體流量大，有利于組分的電離，檢測器靈敏度高。

8、尾吹氣影響：

（1）加尾吹氣可減小峰加寬，提高柱效，調節靈敏度。

（2）尾吹氣大，樣品從毛細管柱到檢測器速度加快，靈敏度提高，峰形窄，但點火困難。尾吹氣太大，靈敏度下降。

（3）尾吹氣小，峰拖尾，峰形展寬，靈敏度降低，但點火較容易。

五、使用注意事項：

1、盡量采用高純氣源，空氣必須經過分子篩充分的凈化。

2、在最優的N₂/H₂比和最優空氣流量的條件下使用。

3、色譜柱必須經過嚴格的老化處理。

4、離子室要注意外界干擾，保證其處于屏蔽、干燥和清潔的環境中。

5、檢測器的清洗：

（1）當檢測器玷污不嚴重時：

清洗方法是將色譜柱取下，用一根管子將進樣口與檢測器連接起來，然后通載氣，將檢測器恒溫箱升至120℃以上，再從進樣口注入約20μL蒸餾水，接著用幾十微升丙酮或氟里昂溶劑進行清洗，并在此溫度下保持1～2h，檢查基線是否平穩。若基線不理想，則再洗一次或卸下清洗（注意更換色譜柱，必須先切斷氫氣源）。

（2）當檢測器玷污比較嚴重時：

必須卸下FID進行清洗。方法是先卸下收集極、極化極和噴嘴等。若噴嘴是石英材料制成的，則先將其放在水中浸泡12h左右。若噴嘴是不銹鋼等材料制成的，可將噴嘴和電極等一起先小心用300～400號細砂紙磨光，然后用適當溶液（如1∶1甲醇苯）浸泡，再用超聲波清洗，最后用甲醇清洗后置于烘箱中烘干。注意切勿用鹵素類溶劑（如氯仿和二氯甲烷等）浸泡，以免與卸下零件中的聚四氟乙烯材料作用，導致噪聲增加。洗凈后的各個部件要用鑷子取出，勿用手摸。各部件烘干后，在裝配時要小心，否則會再度玷污。部件裝入儀器后要先通載氣30min，再點火升高檢測室的溫度。實際工作中，最好先在120℃下保持數小時后，再升至工作溫度。