一、  概述

氮磷檢測器(NPD)又稱熱離子化檢側器(TID)，是分析含氮和磷化合物高靈敏度、高選擇性和寬線性范圍的檢測器。1961年Cremer等最初研制的火焰熱離子化檢測器是在FID檢側器的噴口上方加熱堿源。由于采用的堿源為揮發(fā)性堿金屬，壽命短、檢測器靈敏度不穩(wěn)，無推廣價值；1974年Kolb采用不易揮發(fā)性硅酸銣珠，克服了銣珠壽命短的缺點，由于銣珠在冷氫焰中通電流加熱。因此檢測器信號穩(wěn)定性明顯改善、靈敏度顯著提高，背景基流從10^-9A降至10^-13A，與FID的噪聲相當，線性范圍可達10⁴ ～ 10⁵ ，壽命也可長達上千小時，對氮、磷的檢測限分別為0.5 x 10^-12g/s和 0.5 x 10^-13g/s,對烴類選擇性為 4 x 10⁴ 和 7 x 10⁴, 這樣高的靈敏度和選擇性從而使NPD一越為氣相色譜儀中裝配的檢測器之一，成為檢側痕量含氮和含磷化合物的氣相色譜專一檢側器，廣泛應用于環(huán)保、醫(yī)藥、臨床、生物化學、食品中麻醉品、、氨基酸衍生物、含氮的

代謝物及農(nóng)藥在食品、水質、空氣、土壤中的微量和痕量的分析。另外在測磷時，它比常用的FPD和PFPD靈敏度高出兩個數(shù)量級，設備相對簡單，因此NPD仍是含磷樣品中痕量分析的優(yōu)選檢測器之一，對含氮化合物的靈敏度高于電導檢測器（ELCD），也是目前高選擇性和高靈敏度檢測含氮化合物的選擇性檢測器。

作為NPD最重要的核心部件-堿源銣珠，其性能和壽命決定了NPD的性能。由于銣珠制備工藝復雜，長期以來，我國國產(chǎn)NPD的銣珠主要依靠進口，限制了NPD這種高靈敏度專屬性檢測器的推廣和使用。京魯偉業(yè)科學儀器公司研制出了高性能陶瓷基質銣珠和檢測器結構，提高了氮磷檢測器性能，所研制銣珠的技術指標達到或超過國外同類產(chǎn)品的性能可以代替進口產(chǎn)品。

氮磷檢測器（NPD）為電離型檢測器之一，對氮磷化合物靈敏度高，專一性好，專用于痕量氮、磷化合物的檢測。GC-7800氣相色譜儀氮磷檢測器結構見附圖

NPD按加熱方式，氫氣流量和噴嘴極性不同可分為三種操作模式：火焰電離型、磷型和氮磷型，以氮磷型應用最多。GC—7800色相色譜儀采用氮磷型。其對N、P均有的靈敏度和專一性，這時，電離源和噴嘴均為負電位，收集極為正電位，調節(jié)氫氣流量8ml/min左右，如此小的氫氣流量在噴嘴處還不足以形成正常燃燒的氫火焰。低濃度的氫氣只能在電離源表面附近形成一層化學活性很高的“氫焰”，電離源表面溫度600~800度。當?shù)⒘谆衔镞M入“冷氫焰”區(qū)發(fā)生熱化學分解，產(chǎn)生CN和PO、PO₂等電負性基團。這些基團從電離源表面或其周圍的氣相中得到電子、變成負離子，在高壓電場作用下，產(chǎn)生信號。烴類在“冷氫焰”中不發(fā)生電離，因而產(chǎn)生對氮、磷化合物的專一性檢測。

關于電離機理，主要有氣相電離和表面電離理論，具體可參見有關材料。

二、 氮磷檢測器的安裝

1、  將檢測器保溫盒上蓋取下，將檢測器安裝在柱室上方右邊檢測器加熱塊上。連接氣路管至儀器主機右內(nèi)側的氫氣及空氣接口上（檢測器下方管路為H₂，上方為空氣）。銣珠在噴嘴上方約1~1.5mm左右。

2、  裝上信號收集線。

3、  用信號線將收集系統(tǒng)和控制器相連（和FID共用一個控制器）。

4、  銣珠的加熱連線與銣珠加熱器連接。

三、 氮磷檢測器的使用

1、  氮磷型檢測器的使用原理：

氮磷型操作是氮磷檢測器的主要操作方式，它對氮磷化合物都有響應，此操作銣珠中白金絲加負電壓，由于氫氣和空氣的流量較小，火焰不足以把銣珠加熱發(fā)紅，氫氣圍繞銣珠形成冷焰，氮磷化合物在此發(fā)生裂解和激發(fā)響應，形成對氮磷的選擇性檢測。

（1）                                                                                       操作要求：

色譜柱：5%  OV—101   玻璃柱1.5米

溫度：柱室：200℃

檢測室：280℃

汽化室：250℃

流量：載氣N₂：30—60ml/min

燃氣H₂：2—6ml/min

助燃氣AIR：50—200ml/min

控制器靈敏度檔位：設為3

供電電流：2.5—3.5A

樣品：10ng/μl偶氮苯，10ng/μl乙基1605

進樣量：1μl

氮磷檢測器敏感度敏感度計算：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

其中：

 

 

對偶氫苯n=0.15

 

 

 

 

 

 

 

 

其中：

 

 

 

對P=0.115

2、  磷型測磷操作（僅供參考，非常規(guī)配備）

（1）                                                                                       原理：

金屬噴嘴金屬接地，銣珠加熱電源足以把銣珠加熱至發(fā)紅狀態(tài)，烴類化合物所產(chǎn)生的信號被傳到大地，而有機磷被銣珠激發(fā)，形成對磷的選擇性檢測。

（2）                                                                                       操作要求：

將加熱電源插頭連線接到銣珠加熱器的插口內(nèi)，信號插頭插入放大器插口內(nèi)，銣珠加熱器不加熱。

流速：N₂：30—60ml/min

H₂：2-6ml/min

AIR：50-200ml/min

溫度：柱溫   200℃

檢測  280℃汽化   250℃

其它同上。

（3）    敏感度及穩(wěn)定性檢測同氮磷型操作要求。

四、 氮磷檢測器使用注意事項

1、  銣珠加熱電源接地接線柱必須和儀器接地接線柱連接。

2、  銣珠易反潮，儲存須放在干燥器中。

3、  在安裝操作中，不得用手觸摸銣珠，以防污染。

4、  調整銣珠位置時，不得從根部擴張，彎曲鉑金絲，以防破碎。

5、  新銣珠應先老化后使用，老化時間一般在4~8小時。

6、  銣珠供電電流應緩緩供電，當聽到爆鳴聲后再將電流略為降低，銣珠以暗紅色為佳。在達到靈敏度條件下，盡量使用小電流，以延長銣珠壽命。

7、  應避免使用鹵素有機物作為溶劑，以保證銣珠壽命和重復性。

8、  銣珠聯(lián)線要與外殼絕緣，以免短路損壞儀器。

9、  流速配比直接影響靈敏度，要細心選配。NPD為質量型檢測器，基流和響應值隨載氣流速增加面增大，但載氣還起著冷卻電離源表面溫度的作用。因此，流速越大，降溫越大，基流和響應值降低，因此應選擇值。氫氣，空氣流速對電離源周圍氣體成分影響極大，特別是氫氣，一般N₂作載氣時，H₂流速從3~10ml/min，NPD表現(xiàn)出高度和專一性響應，當H₂流速大于著火點以后，氮磷化合物靈敏度和專一性消失，NPD成了FID。空氣流速影響有兩方面：一是維持氫的“冷氫焰”具有一定活性；二是降低電離源表面溫度。總的影響結果與載氣相似。隨空氣流速增加，基流明顯下降，故通常選擇在60~200ml/min。