-氮磷檢測器(NPD)是氣相色譜分析中常用的檢測器之一,計(jì)量檢定規(guī)程《JJG 700-2016 氣相色譜儀》規(guī)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(xiàng)
 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(qǐng)區(qū)別于方法檢測限。
靈敏度是指通過檢測器物質(zhì)的量發(fā)生變化時(shí),該物質(zhì)響應(yīng)值的變化率。但是在實(shí)際應(yīng)用中,我們可以通過調(diào)節(jié)儀器的放大電路使之變得足夠大,簡單地說,如果測定時(shí)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(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(chǎn)生兩倍噪聲信號(hào)時(shí),單位體積的載氣或者單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入檢測器的組分量稱之為檢測限。以下為計(jì)量檢定規(guī)程《JJG 700-2016 氣相色譜儀》中給出的氮磷檢測器(NPD)計(jì)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(huì)認(rèn)為計(jì)算出來的氮磷檢測器(NPD)的檢測限是一個(gè)濃度值,然而在實(shí)際中并不能通過配置一個(gè)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(chǎn)生兩倍噪聲信號(hào)時(shí),單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入檢測器的組分量(質(zhì)量)——而這個(gè)單位時(shí)間內(nèi)組分的質(zhì)量,還要通過峰寬(半峰寬,時(shí)間參數(shù))等換算成一定時(shí)間內(nèi)通過檢測器的質(zhì)量,再計(jì)算為濃度,才是產(chǎn)生兩倍信號(hào)噪聲時(shí)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(jù),通常不能用于真實(shí)分析。

計(jì)量檢定規(guī)程對(duì)檢測限的規(guī)定
在計(jì)量檢定規(guī)程《JJG 700-2016 氣相色譜儀》中,對(duì)NPD檢測器的檢測限及其他相關(guān)指標(biāo)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(chǎn)品中,國內(nèi)外廠家氮磷檢測器(NPD)的檢測限均可以達(dá)到較低的水平,氮/磷低于1×10-12g/s,甚至可以達(dá)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(yàn)條件
 儀器設(shè)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?dú)猓?0ml/min;
(4)調(diào)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(zhǔn)備和開啟儀器
在開啟儀器之前對(duì)儀器做常規(guī)的檢查和維護(hù),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開啟鋼瓶,觀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(nèi);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(hù)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(xì)內(nèi)容:開啟儀器之前的準(zhǔn)備。連接好色譜工作站,按照廠家推薦的條件設(shè)定儀器條件,并等待儀器穩(wěn)定;
觀察和記錄基線噪聲
記錄儀器穩(wěn)定后的30min基線,計(jì)算得基線噪聲為0.15pA(說明:皮安,電流單位);最新的檢定規(guī)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(biāo)為mV(說明:毫伏,電流單位),請(qǐng)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(guān)系;實(shí)際上,單純計(jì)算檢測限則不需要進(jìn)行換算,因?yàn)橛?jì)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,了解檢測器基線噪聲測量和計(jì)算的詳細(xì)內(nèi)容:氣相色譜儀的計(jì)量檢定2:基線漂移和基線噪聲。
 重復(fù)進(jìn)樣和記錄峰面積
按照計(jì)量檢定規(guī)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(xù)進(jìn)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(xù)七次進(jìn)樣(說明:可以連續(xù)10次或者更多,選擇其中連續(xù)的七次,不建議進(jìn)行數(shù)據(jù)挑選),并要求七次進(jìn)樣的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于3%。此處計(jì)算七次進(jìn)樣的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差可以直接用于后續(xù)的定量重復(fù)性的計(jì)算。
 氮磷檢測器(NPD)檢測限計(jì)算的討論
在實(shí)際計(jì)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(jìn)行計(jì)算,一些廠家基線噪聲縱坐標(biāo)的單位為毫伏(mV)或者微伏(μV),峰面積是以橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的乘積作為量度(mV·s或者μV·s),在計(jì)算檢測限時(shí)候,分子分母會(huì)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(jì)算。
但是對(duì)于基線噪聲,在計(jì)量檢定規(guī)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(shí)請(qǐng)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(guān)系。