氣相色譜

　　分類

　　氣相色譜可分為氣固色譜和氣液色譜。氣固色譜指流動(dòng)相是氣體，固定相是固體物質(zhì)的色譜分離方法。例如活性炭、硅膠等作固定相。氣液色譜指流動(dòng)相是氣體，固定相是液體的色譜分離方法。例如在惰性材料硅藻土涂上一層角鯊?fù)?，可以分離、測(cè)定純乙烯中的微量甲烷、乙炔、丙烯、丙烷等雜質(zhì)。

　　發(fā)展

　　GC色譜的發(fā)展與下面兩個(gè)方面的發(fā)展是密不可分的。一是氣相色譜分離技術(shù)的發(fā)展，二是其他學(xué)科和技術(shù)的發(fā)展。

　　1952年James和Martin提出氣液相色譜法，同時(shí)也發(fā)明了第一個(gè)氣相色譜檢測(cè)器。這是一個(gè)接在填充柱出口的滴定裝置，用來檢測(cè)脂肪酸的分離。用滴定溶液體積對(duì)時(shí)間做圖，得到積分色譜圖。以后，他們又發(fā)明了氣體密度天平。1954年Ray提出熱導(dǎo)計(jì)，開創(chuàng)了現(xiàn)代氣相色譜檢測(cè)器的時(shí)代。此后至1957年，是填充柱、TCD年代。

　　1958年Gloay首次提出毛細(xì)管，同年，Mcwillian和Harley同時(shí)發(fā)明了FID，Lovelock發(fā)明了氬電離檢測(cè)器（AID）使檢測(cè)方法的靈敏度提高了2～3個(gè)數(shù)量級(jí)。

　　20世紀(jì)60和70年代，由于氣相色譜技術(shù)的發(fā)展，柱效大為提高，環(huán)境科學(xué)等學(xué)科的發(fā)展，提出了痕量分析的要求，又陸續(xù)出現(xiàn)了一些高靈敏度、高選擇性的檢測(cè)器。如1960年Lovelock提出電子俘獲檢測(cè)器（ECD）；1966年Brody等發(fā)明了FPD；1974年Kolb和Bischoff提出了電加熱的NPD；1976年美國HNU公司推出了實(shí)用的窗式光電離檢測(cè)器（PID）等。同時(shí)，由于電子技術(shù)的發(fā)展，原有的檢測(cè)器在結(jié)構(gòu)和電路上又作了重大的改進(jìn)。如TCD出現(xiàn)了衡電流、橫熱絲溫度及衡熱絲溫度檢測(cè)電路；ECD出現(xiàn)衡頻率變電流、衡電流脈沖調(diào)制檢測(cè)電路等，從而使性能又有所提高。

　　20世紀(jì)80年代，由于彈性石英毛細(xì)管柱的快速廣泛應(yīng)用，對(duì)檢測(cè)器提出了體積小、響應(yīng)快、靈敏度高、選擇性好的要求，特別是計(jì)算機(jī)和軟件的發(fā)展，使TCD、FID、ECD、和NPD的靈敏度和穩(wěn)定性均有很大提高，TCD和ECD的池體積大大縮小。

　　進(jìn)入20世紀(jì)90年代，由于電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)和軟件的飛速發(fā)展使MSD生產(chǎn)成本和復(fù)雜性下降，以及穩(wěn)定性和耐用性增加，從而成為最通用的氣相色譜檢測(cè)器之一。其間出現(xiàn)了非放射性的脈沖放電電子俘獲檢測(cè)器（PDECD）、脈沖放電氦電離檢測(cè)器（PDHID）和脈沖放電光電離檢測(cè)器（PDECD）以及集次三者為一體的脈沖放電檢測(cè)器（PDD），4年后，美國Varian公司推出了商品儀器，它比通常FPD靈敏度高100倍。另外，快速GC和全二維GC等快速分離技術(shù)的迅猛發(fā)展，促使快速GC檢測(cè)方法逐漸成熟。

　　特點(diǎn)

　　氣相色譜法是指用氣體作為流動(dòng)相的色譜法。由于樣品在氣相中傳遞速度快，因此樣品組分在流動(dòng)相和固定相之間可以瞬間地達(dá)到平衡。另外加上可選作固定相的物質(zhì)很多，因此氣相色譜法是一個(gè)分析速度快和分離效率高的分離分析方法。近年來采用高靈敏選擇性檢測(cè)器，使得它又具有分析靈敏度高、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。

　　原理

　　GC主要是利用物質(zhì)的沸點(diǎn)、極性及吸附性質(zhì)的差異來實(shí)現(xiàn)混合物的分離，其過程如圖氣相分析流程圖所示。

　　待分析樣品在汽化室汽化后被惰性氣體（即載氣，也叫流動(dòng)相）帶入色譜柱，柱內(nèi)含有液體或固體固定相，由于樣品中各組分的沸點(diǎn)、極性或吸附性能不同，每種組分都傾向于在流動(dòng)相和固定相之間形成分配或吸附平衡。但由于載氣是流動(dòng)的，這種平衡實(shí)際上很難建立起來。也正是由于載氣的流動(dòng)，使樣品組分在運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行反復(fù)多次的分配或吸附/解吸附，結(jié)果是在載氣中濃度大的組分先流出色譜柱，而在固定相中分配濃度大的組分后流出。當(dāng)組分流出色譜柱后，立即進(jìn)入檢測(cè)器。檢測(cè)器能夠?qū)悠方M分轉(zhuǎn)變?yōu)?span id="96nkmdq" class='hrefStyle'>電信號(hào)，而電信號(hào)的大小與被測(cè)組分的量或濃度成正比。當(dāng)將這些信號(hào)放大并記錄下來時(shí)，就是氣相色譜圖了。

　　組成

　　氣相色譜儀由以下五大系統(tǒng)組成：氣路系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、檢測(cè)記錄系統(tǒng)。

　　組分能否分開，關(guān)鍵在于色譜柱；分離后組分能否鑒定出來則在于檢測(cè)器，所以分離系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)是儀器的核心。

　　應(yīng)用

　　在石油化學(xué)工業(yè)中大部分的原料和產(chǎn)品都可采用氣相色譜法來分析；在電力部門中可用來檢查變壓器的潛伏性故障；在環(huán)境保護(hù)工作中可用來監(jiān)測(cè)城市大氣和水的質(zhì)量；在農(nóng)業(yè)上可用來監(jiān)測(cè)農(nóng)作物中殘留的農(nóng)藥；在商業(yè)部門可用來檢驗(yàn)及鑒定食品質(zhì)量的好壞；在醫(yī)學(xué)上可用來研究人體新陳代謝、生理機(jī)能；在臨床上用于鑒別藥物中毒或疾病類型；在宇宙艙中可用來自動(dòng)監(jiān)測(cè)飛船密封倉內(nèi)的氣體等等。

　　色譜實(shí)際上是俄國植物學(xué)家茨維特（M.S.Tswett）在1901年首先發(fā)現(xiàn)的。1903 年3月，茨維特在華沙大學(xué)的一次學(xué)術(shù)會(huì)議上所作的報(bào)告中正式提出“chromatography”(即色譜)一詞，標(biāo)志著色譜的誕生。他因此被提名為1917年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的候選人。當(dāng)時(shí)茨維特研究的是液相色譜（LC）的分離技術(shù)，氣相色譜出現(xiàn)在20世紀(jì)40年代，英國人馬?。ˋ.J.P.Martin）和辛格(R.L.M.Synge)在研究分配色譜理論的過程中，證實(shí)了氣體作為色譜流動(dòng)的可能性，并預(yù)言了GC的誕生。與此巧合的是，這兩位科學(xué)家獲得了當(dāng)年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。盡管獲獎(jiǎng)成果是他們對(duì)分配色譜理論的貢獻(xiàn)，但也有后人認(rèn)為他們是因?yàn)镚C而得獎(jiǎng)的。這也從另一個(gè)方面說明了GC技術(shù)對(duì)整個(gè)化學(xué)發(fā)展的重要性。

　　雖然GC的出現(xiàn)較LC晚了50年，但其在此后20多年的發(fā)展卻是LC所望塵莫及的。從1955年第一臺(tái)商品GC儀器的推出，到1958年毛細(xì)管GC柱的問世；從毛細(xì)管GC理論的研究，到各種檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，GC很快從實(shí)驗(yàn)室的研究技術(shù)變成了常規(guī)分析手段，幾乎形成了色譜領(lǐng)域GC獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷的局面。1970年以來，電子技術(shù)，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使得GC色譜技術(shù)如虎添翼，1979年彈性石英毛細(xì)管柱的出現(xiàn)更使GC上了一個(gè)新臺(tái)階。這些既是高科技發(fā)展的結(jié)果，又是現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求使然。反過來，色譜技術(shù)又大大促進(jìn)了現(xiàn)代物質(zhì)文明的發(fā)展。在現(xiàn)代社會(huì)的方方面面，色譜技術(shù)均發(fā)揮著重要作用。從天上的航天飛機(jī)，到水里游的航空母艦，都用GC來監(jiān)測(cè)船艙中的氣體質(zhì)量；從日常生活中的食品和化妝品，到各種化工生產(chǎn)的工藝控制和產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)，從司法檢驗(yàn)中的物質(zhì)鑒定，到地質(zhì)勘探中的油氣田尋找，從疾病診斷、醫(yī)藥分析、到考古發(fā)掘、環(huán)境保護(hù)，GC技術(shù)的應(yīng)用極為廣泛。

　　在石化分析中

　　在石油和石油化工分析中，GC是非常重要的。從油田的勘探開發(fā)到油品質(zhì)量的控制，都離不開GC這種分析成本低、速度快、分離度和靈敏度高的方法。美國材料與分析協(xié)會(huì)(ASTM)已開發(fā)了、并繼續(xù)開發(fā)各種用于石化分析的GC標(biāo)準(zhǔn)方法。GC在石化分析中的應(yīng)用主要涉及以下幾個(gè)方面：

　　1．油氣田勘探中的地球化學(xué)分析；

　　2．原油分析；

　　3．煉廠氣分析；

　　4．模擬蒸餾；

　　5．油品分析；

　　6．單質(zhì)烴分析；

　　7．含硫和含氮化合物分析；

　　8．汽油添加劑分析；

　　9．脂肪烴分析；

　　10．芳烴分析；

　　11．工藝過程色譜分析。

　　在環(huán)境分析中

　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類文明在飛速進(jìn)步。另一方面，也對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了越來越嚴(yán)重的破壞，環(huán)境污染問題已經(jīng)成為人類所面臨的最大挑戰(zhàn)之一。世界各國都在努力控制和治理各種環(huán)境污染，比如美國環(huán)保署（EPA）和中國環(huán)保局已經(jīng)頒布了大量的標(biāo)準(zhǔn)分析方法。GC在環(huán)境分析中的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面：

　　1． 大氣污染分析（有毒有害氣體，氣體硫化物，氮氧化物等）；

　　2． 飲用水分析（多環(huán)芳烴、農(nóng)藥殘留、有機(jī)溶劑等）；

　　3． 水資源（包括淡水、海水和廢水中的有機(jī)污染物）；

　　4． 土壤分析（有機(jī)污染物）；

　　5． 固體廢棄物分析。

　　在食品分析中

　　1．脂肪酸甲酯分析；

　　2．農(nóng)藥殘留分析；

　　3．香精香料分析；

　　4．食品添加劑分析；

　　5．食品包裝材料中揮發(fā)物的分析。

　　在醫(yī)藥分析中

　　1．雌三醇測(cè)定；

　　2．尿中孕二醇和孕三醇測(cè)定；

　　3．尿中膽甾醇測(cè)定；

　　4．兒茶酚胺代謝產(chǎn)物的分析；

　　5．血液中乙醇、麻醉劑以及氨基酸衍生物的分析；

　　6．血液中睪丸激素的分析；

　　7．某些揮發(fā)性藥物的分析。

　　物理化學(xué)研究中

　　1．比表面和吸附性能研究；

　　2．溶液熱力學(xué)研究；

　　3．蒸氣壓的測(cè)定；

　　4．絡(luò)合常數(shù)測(cè)定；

　　5．反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究；

　　6．維里系數(shù)測(cè)定。

　　聚合物分析方面

　　1．單體分析；

　　2．添加劑分析；

　　3．共聚物組成分析；

　　4．聚合物結(jié)構(gòu)表征；

　　5．聚合物中的雜質(zhì)分析；

　　6．熱穩(wěn)定性研究。

　　方法

　　頂空進(jìn)樣法是氣相色譜特有的一種進(jìn)樣方法。適用于揮發(fā)性大的組分分析。測(cè)定時(shí)，精密稱取標(biāo)準(zhǔn)溶液和供試品溶液各3-5 ml分別置于容積為8 ml的頂空取樣瓶中。將各瓶在60攝氏度的水浴中加熱30-40 min，使殘留溶劑揮發(fā)達(dá)到飽和，再用在同一水浴中的空試管中加熱的注射器抽取頂空氣適量（通常為1 ml）。進(jìn)樣，重復(fù)進(jìn)樣3次，按溶劑直接進(jìn)樣法進(jìn)行計(jì)算與處理。

　　頂空進(jìn)樣法使待測(cè)物揮發(fā)后進(jìn)樣，可免去樣品萃取、濃集等步驟，還可避免供試品種非揮發(fā)組分對(duì)柱色譜的污染，但要求待測(cè)物具有足夠的揮發(fā)性。

　　頂空分析是通過樣品基質(zhì)上方的氣體成分來測(cè)定這些組分在原樣品中的含量。其基本理論依據(jù)是在一定條件下氣相和凝聚相（液相和固相）之間存在著分配平衡。所以，氣相的組成能反映凝聚相的組成?？梢园秧斂辗治隹醋魇且环N氣相萃取方法，即用氣體做“溶劑”來萃取樣品中的揮發(fā)性成分，因而，頂空分析就是一種理想的樣品凈化方法。傳統(tǒng)的液液萃取以及SPE都是將樣品溶在液體里，不可避免地會(huì)有一些共萃取物的干擾分析。況且溶劑本身的純度也是一個(gè)問題，這在痕量分析中尤為重要。而其做溶劑可避免不必要的干擾，因?yàn)楦呒兌葰怏w很容易得到，且成本較低。這也是頂空氣相被廣泛采用的一個(gè)原因。

　　作為一種分析方法，頂空分析首先簡單，它只取氣體部分進(jìn)行分析，大大減少了樣品本身可能對(duì)分析的干擾或污染。作為GC分析的樣品處理方法，頂空是最為簡便的。其次，是可以使氣化后進(jìn)樣，頂空分析有不同模式，可以通過優(yōu)化操作參數(shù)而適合于各種樣品。第三，頂空分析的靈敏度能夠滿足法規(guī)的要求。第四，頂空進(jìn)樣可相對(duì)的減少用于溶解樣品的沸點(diǎn)較高的溶劑的進(jìn)樣量，縮短分析時(shí)間，但對(duì)溶劑的純度要求較高，尤其不能含有低沸點(diǎn)的雜質(zhì)，否則會(huì)嚴(yán)重干擾測(cè)定。最后，與GC的定量分析能力相結(jié)合，頂空GC完全能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的定量分析。

　　過程

　　頂空GC通常包括三個(gè)過程，一是取樣，二是進(jìn)樣，三是GC分析。

　　類別

　　根據(jù)取樣和進(jìn)樣方式的不同，頂空分析有動(dòng)態(tài)和靜態(tài)之分。所謂靜態(tài)頂空就是將樣品密封在一個(gè)容器中，在一定溫度下放置一段時(shí)間使氣液兩相達(dá)到平衡。然后取氣相部分帶入GC分析。所以靜態(tài)頂空GC又稱為平衡頂空GC，或叫做一次氣相萃取。如果再取第二次樣，結(jié)果就會(huì)不同于第一次取樣的分析結(jié)果，因?yàn)榈谝淮稳雍髽悠方M分已經(jīng)發(fā)生了變化。與此不同的是連續(xù)氣相萃取，即多次取樣，直到樣品中揮發(fā)性組分完全萃取出來。這就是所謂的動(dòng)態(tài)頂空GC。常用的方法是在樣品中連續(xù)通入惰性氣體，如氦氣，揮發(fā)性成分即隨該萃取氣體從樣品中逸出，然后通過一個(gè)吸附裝置（捕集器）將樣品濃縮，最后再將樣品解析進(jìn)入GC進(jìn)行分析。這種方法通常被稱為吹掃-捕集分析方法。

　　專業(yè)知識(shí)

　　1 氣相色譜

　　氣相色譜是一種以氣體為流動(dòng)相的柱色譜法，根據(jù)所用固定相狀態(tài)的不同可分為氣-固色譜(GSC)和氣-液色譜(GLC)。

　　2 氣相色譜原理

　　氣相色譜的流動(dòng)相為惰性氣體，氣-固色譜法中以表面積大且具有一定活性的吸附劑作為固定相。當(dāng)多組分的混合樣品進(jìn)入色譜柱后，由于吸附劑對(duì)每個(gè)組分的吸附力不同，經(jīng)過一定時(shí)間后，各組分在色譜柱中的運(yùn)行速度也就不同。吸附力弱的組分容易被解吸下來，最先離開色譜柱進(jìn)入檢測(cè)器，而吸附力最強(qiáng)的組分最不容易被解吸下來，因此最后離開色譜柱。如此，各組分得以在色譜柱中彼此分離，順序進(jìn)入檢測(cè)器中被檢測(cè)、記錄下來。

　　3 氣相色譜流程

　　載氣由高壓鋼瓶中流出，經(jīng)減壓閥降壓到所需壓力后，通過凈化干燥管使載氣凈化，再經(jīng)穩(wěn)壓閥和轉(zhuǎn)子流量計(jì)后，以穩(wěn)定的壓力、恒定的速度流經(jīng)氣化室與氣化的樣品混合，將樣品氣體帶入色譜柱中進(jìn)行分離。分離后的各組分隨著載氣先后流入檢測(cè)器，然后載氣放空。檢測(cè)器將物質(zhì)的濃度或質(zhì)量的變化轉(zhuǎn)變?yōu)橐欢ǖ碾娦盘?hào)，經(jīng)放大后在記錄儀上記錄下來，就得到色譜流出曲線。

　　根據(jù)色譜流出曲線上得到的每個(gè)峰的保留時(shí)間，可以進(jìn)行定性分析，根據(jù)峰面積或峰高的大小，可以進(jìn)行定量分析。

　　4 氣相色譜儀

　　由以下五大系統(tǒng)組成：氣路系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、檢測(cè)記錄系統(tǒng)。

　　組分能否分開，關(guān)鍵在于色譜柱；分離后組分能否鑒定出來則在于檢測(cè)器，所以分離系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)是儀器的核心。

　　5 氣相色譜儀幾種常用檢測(cè)器

　　目前有很多種檢測(cè)器，其中常用的檢測(cè)器是：氫火焰離子化檢測(cè)器（FID） 熱導(dǎo)檢測(cè)器（TCD) 氮磷檢測(cè)器 （NPD）火焰光度檢測(cè)器（FPD） 電子捕獲檢測(cè)器（ECD)等類型。

　　氫火焰離子化檢測(cè)器（FID）：（氫）火焰離子化檢測(cè)器是根據(jù)氣體的導(dǎo)電率是與該氣體中所含帶電離子的濃度呈正比這一事實(shí)而設(shè)計(jì)的。一般情況下，組分蒸汽不導(dǎo)電，但在能源作用下，組分蒸汽可被電離生成帶電離子而導(dǎo)電。

　　工作原理：由色譜柱流出的載氣（樣品）流經(jīng)溫度高達(dá)2100℃的氫火焰時(shí)，待測(cè)有機(jī)物組分在火焰中發(fā)生離子化作用，使兩個(gè)電極之間出現(xiàn)一定量的正、負(fù)離子，在電場(chǎng)的作用下，正、負(fù)離子各被相應(yīng)電極所收集。當(dāng)載氣中不含待測(cè)物時(shí)，火焰中離子很少，即基流很小，約10-14A。當(dāng)待測(cè)有機(jī)物通過檢測(cè)器時(shí)，火焰中電離的離子增多，電流增大（但很微弱10-8～10-12A）。需經(jīng)高電阻（108～l011）后得到較大的電壓信號(hào)，再由放大器放大，才能在記錄儀上顯示出足夠大的色譜峰。該電流的大小，在一定范圍內(nèi)與單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入檢測(cè)器的待測(cè)組分的質(zhì)量成正比，所以火焰離子化檢測(cè)器是質(zhì)量型檢測(cè)器。

　　火焰離子化檢測(cè)器對(duì)電離勢(shì)低于H2的有機(jī)物產(chǎn)生響應(yīng)，而對(duì)無機(jī)物、久性氣體和水基本上無響應(yīng)，所以火焰離子化檢測(cè)器只能分析有機(jī)物（含碳化合物），不適于分析惰性氣體、空氣、水、CO、CO2、CS2、NO、SO2及H2S等。

　　熱導(dǎo)檢測(cè)器（TCD)：熱導(dǎo)檢測(cè)器（TCD）又稱熱導(dǎo)池或熱絲檢熱器，是氣相色譜法最常用的一種檢測(cè)器?；诓煌M分與載氣有不同的熱導(dǎo)率的原理而工作的熱傳導(dǎo)檢測(cè)器。

　　工作原理：熱導(dǎo)檢測(cè)器的工作原理是基于不同氣體具有不同的熱導(dǎo)率。熱絲具有電阻隨溫度變化的特性。當(dāng)有一恒定直流電通過熱導(dǎo)池時(shí)，熱絲被加熱。由于載氣的熱傳導(dǎo)作用使熱絲的一部分熱量被載氣帶走，一部分傳給池體。當(dāng)熱絲產(chǎn)生的熱量與散失熱量達(dá)到平衡時(shí)，熱絲溫度就穩(wěn)定在一定數(shù)值。此時(shí)，熱絲阻值也穩(wěn)定在一定數(shù)值。由于參比池和測(cè)量池通入的都是純載氣，同一種載氣有相同的熱導(dǎo)率，因此兩臂的電阻值相同，電橋平衡，無信號(hào)輸出，記錄系統(tǒng)記錄的是一條直線。當(dāng)有試樣進(jìn)入檢測(cè)器時(shí)，純載氣流經(jīng)參比池，載氣攜帶著組分氣流經(jīng)測(cè)量池，由于載氣和待測(cè)量組分二元混合氣體的熱導(dǎo)率和純載氣的熱導(dǎo)率不同，測(cè)量池中散熱情況因而發(fā)生變化，使參比池和測(cè)量池孔中熱絲電阻值之間產(chǎn)生了差異，電橋失去平衡，檢測(cè)器有電壓信號(hào)輸出，記錄儀畫出相應(yīng)組分的色譜峰。載氣中待測(cè)組分的濃度越大，測(cè)量池中氣體熱導(dǎo)率改變就越顯著，溫度和電阻值改變也越顯著，電壓信號(hào)就越強(qiáng)。此時(shí)輸出的電壓信號(hào)與樣品的濃度成正比，這正是熱導(dǎo)檢測(cè)器的定量基礎(chǔ)。

　　熱導(dǎo)池（TCD）檢測(cè)器是一種通用的非破壞性濃度型檢測(cè)器，一直是實(shí)際工作中應(yīng)用最多的氣相色譜檢測(cè)器之一。TCD特別適用于氣體混合物的分析，對(duì)于那些氫火焰離子化檢測(cè)器不能直接檢測(cè)的無機(jī)氣體的分析，TCD更是顯示出獨(dú)到之處。TCD在檢測(cè)過程中不破壞被監(jiān)測(cè)組份，有利于樣品的收集，或與其他儀器聯(lián)用。TCD能滿足工業(yè)分析中峰高定量的要求，很適于工廠的控制分析。

　　氮磷檢測(cè)器 （NPD）：氮磷檢測(cè)器（NPD）是一種質(zhì)量檢測(cè)器，適用于分析氮，磷化合物的高靈敏度、高選擇性檢測(cè)器。它具有與FID相似的結(jié)構(gòu)，只是將一種涂有堿金屬鹽如Na2SiO3,Rb2SiO3類化合物的陶瓷珠，放置在燃燒的氫火焰和收集極之間，當(dāng)試樣蒸氣和氫氣流通過堿金屬鹽表面時(shí)，含氮、磷的化合物便會(huì)從被還原的堿金屬蒸氣上獲得電子，失去電子的堿金屬形成鹽再沉積到陶瓷珠的表面上。

　　工作原理：是在NPD檢測(cè)器的噴口上方， 有一個(gè)被大電流加熱的銣珠， 堿金屬鹽（ 銣珠） 受熱而逸出少量離子， 銣珠上加有-250V 極化電壓， 與圓筒形收集極形成直流電場(chǎng)，逸出的少量離子在直流電場(chǎng)作用下定向移動(dòng)，形成微小電流被收集極收集，即為基流。當(dāng)含氮或磷的有機(jī)化合物從色譜柱流出， 在銣珠的周圍產(chǎn)生熱離子化反應(yīng)， 使堿金屬鹽（ 銣珠） 的電離度大大提高， 產(chǎn)生的離子在直流電場(chǎng)作用下定向移動(dòng)， 形成的微小電流被收

　　集極收集， 再經(jīng)微電流放大器將信號(hào)放大， 再由積分儀處理， 實(shí)現(xiàn)定性定量的分析。

　　氮磷檢測(cè)器的使用壽命長、靈敏度極高，可以檢測(cè)到5×10-13g/s偶氮苯類含氮化合物，2.5×10-13g/s的含磷化合物，如馬拉松農(nóng)藥。它對(duì)氮、磷化合物有較高的響應(yīng)。而對(duì)其他化合物有的響應(yīng)值低10000~100000倍。氮磷檢測(cè)器被廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥、石油、食品、藥物、香料及臨床醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。

　　火焰光度檢測(cè)器（FPD）：火焰光度檢測(cè)器是利用在一定外界條件下（即在富氫條件下燃燒）促使一些物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光，通過波長選擇、光信號(hào)接收，經(jīng)放大把物質(zhì)及其含量和特征的信號(hào)聯(lián)系起來的一個(gè)裝置。主要由燃燒室、單色器、光電倍增管、石英片（保護(hù)濾光片）及電源和放大器等組成。

　　工作原理：當(dāng)含S、P化合物進(jìn)入氫焰離子室時(shí)，在富氫焰中燃燒，有機(jī)含硫化合物首先氧化成SO2，被氫還原成S原子后生成激發(fā)態(tài)的S2*分子，當(dāng)其回到基態(tài)時(shí)，發(fā)射出350～430nm的特征分子光譜，最大吸收波長為394nm。通過相應(yīng)的濾光片，由光電倍增管接收，經(jīng)放大后由記錄儀記錄其色譜峰。此檢測(cè)器對(duì)含S化合物不成線性關(guān)系而呈對(duì)數(shù)關(guān)系（與含S化合物濃度的平方根成正比）。

　　當(dāng)含磷化合物氧化成磷的氧化物，被富氫焰中的H還原成HPO裂片，此裂片被激發(fā)后發(fā)射出480～600nm的特征分子光譜，最大吸收波長為526nm。因發(fā)射光的強(qiáng)度（響應(yīng)信號(hào)）正比于HPO濃度。

　　電子捕獲檢測(cè)器（ECD)：早期電子捕獲檢測(cè)器由兩個(gè)平行電極制成?，F(xiàn)多用放射性同軸電極。在檢測(cè)器池體內(nèi)，裝有一個(gè)不銹鋼棒作為正極，一個(gè)圓筒狀-放射源（3H、63Ni）作負(fù)極，兩極間施加流電或脈沖電壓。

　　工作原理：當(dāng)純載氣（通常用高純N2）進(jìn)入檢測(cè)室時(shí)，受射線照射，電離產(chǎn)生正離子（N2+）和電子e-，生成的正離子和電子在電場(chǎng)作用下分別向兩極運(yùn)動(dòng)，形成約10-8A的電流——基流。加入樣品后，若樣品中含有某中電負(fù)性強(qiáng)的元素即易于電子結(jié)合的分子時(shí)，就會(huì)捕獲這些低能電子，產(chǎn)生帶負(fù)電荷陰離子（電子捕獲）這些陰離子和載氣電離生成的正離子結(jié)合生成中性化合物，被載氣帶出檢測(cè)室外，從而使基流降低，產(chǎn)生負(fù)信號(hào)，形成倒峰。倒峰大?。ǜ叩停┡c組分濃度呈正比，因此，電子捕獲檢測(cè)器是濃度型的檢測(cè)器。其最小檢測(cè)濃度可達(dá)10-14g/ml，線性范圍為103左右。

　　電子捕獲檢測(cè)器是一種高選擇性檢測(cè)器。高選擇性是指只對(duì)含有電負(fù)性強(qiáng)的元素的物質(zhì)，如含有鹵素、S、P、N等的化合物等有響應(yīng).物質(zhì)電負(fù)性越強(qiáng)，檢測(cè)靈敏度越高。