-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》規定了測定其基線噪聲、基線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,下篇介紹測定過程中的一些問題和注意事項
 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。
靈敏度是指通過檢測器物質的量發生變化時,該物質響應值的變化率。但是在實際應用中,我們可以通過調節儀器的放大電路使之變得足夠大,簡單地說,如果測定時候我們通過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。
實際中,在通過電路放大使峰面積增大的過程中,檢測器的基線噪聲也在增大,因此引入檢測限這一概念——將產生兩倍噪聲信號時,單位體積的載氣或者單位時間內進入檢測器的組分量稱之為檢測限。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:
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這里需要說明的是,部分使用人員會認為計算出來的氮磷檢測器(NPD)的檢測限是一個濃度值,然而在實際中并不能通過配置一個DNPD這樣濃度的樣品來測定檢測器的檢測限。DNPD的單位是g/s,其物理意義是將產生兩倍噪聲信號時,單位時間內進入檢測器的組分量(質量)——而這個單位時間內組分的質量,還要通過峰寬(半峰寬,時間參數)等換算成一定時間內通過檢測器的質量,再計算為濃度,才是產生兩倍信號噪聲時的濃度。
簡單的說,儀器的檢測限只能用來表征儀器性能,僅是一種判斷依據,通常不能用于真實分析。

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指標要求如下:

基線噪聲≤1pA,基線漂移≤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品中,國內外廠家氮磷檢測器(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)進樣口:230℃;
(2)柱溫箱:200℃;
(3)檢測器:300℃;
 流量
(1)載氣:N2;
(2)進樣模式:
不分流進樣;
吹掃時間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;(與儀器實際狀態有關)
(5)銣珠電壓:3.055V;(與儀器實際狀態有關)
(6)采樣頻率:50Hz;
 樣品
(1)自動進樣器:10微升進樣針,每次進樣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:
準備和開啟儀器
在開啟儀器之前對儀器做常規的檢查和維護,確保儀器狀態良好,主要包括:①檢查進樣口的進樣墊和襯管、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開啟鋼瓶,觀察鋼瓶壓力是否足夠;⑤如果使用氫氣發生器,檢查氫氣發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(如進樣墊和襯管更換記錄)等。點擊鏈接,了解更多詳細內容:開啟儀器之前的準備。連接好色譜工作站,按照廠家推薦的條件設定儀器條件,并等待儀器穩定;
觀察和記錄基線噪聲
記錄儀器穩定后的30min基線,計算得基線噪聲為0.15pA(說明:皮安,電流單位);最新的檢定規程《JJG700-2016 氣相色譜儀》中,基線噪聲的單位為pA,如果工作站的縱坐標為mV(說明:毫伏,電流單位),請咨詢廠家工程師,確定儀器基線噪聲不同單位mV和pA之間的換算關系;實際上,單純計算檢測限則不需要進行換算,因為計算公式中,分子與分母中的相關單位會抵消。點擊鏈接,了解檢測器基線噪聲測量和計算的詳細內容:氣相色譜儀的計量檢定2:基線漂移和基線噪聲。
 重復進樣和記錄峰面積
按照計量檢定規程的要求,使用微量注射器或者自動進樣器,向儀器中進樣1微升(1μL)偶氮苯(10.4ng/μL)-馬拉硫磷(10.4ng/μL)-異辛烷溶液,連續進樣七次,記錄峰面積,并求峰面積平均值。
測定過程中,要求連續七次進樣(說明:可以連續10次或者更多,選擇其中連續的七次,不建議進行數據挑選),并要求七次進樣的相對標準偏差小于3%。此處計算七次進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
在實際計算氮磷檢測器(NPD)檢測限的過程中,基線噪聲的值需要帶入公式進行計算,一些廠家基線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),在計算檢測限時候,分子分母會約去單位,因此,基線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),此時請咨詢廠家工程師,確定儀器基線噪聲不同單位mV和pA之間的換算關系。