改善NPD系統的效率

前言

　　氮磷檢測器(NPD)是在環境保護、毒物分析和食品安全領域廣泛使用的氣相色譜(GC)檢測器，對含氮和含磷有機物有很高的靈敏度和選擇性。

　　NPD和火焰離子化檢測器(FID)的總體設計相似，其最大的不同是把FID的氫/空氣火焰換成加熱的陶瓷銣珠，當有這種熱離子源(銣珠)存在時，含有機氮和有機磷的化合物可以得到高效離解，然后將這些離子收集和檢測。NPD銣珠要根據使用情況定期更換，因為銣的損失會降低銣珠性能，從而導致檢測器的性能下降。

討論

　　因為NPD檢測器十分靈敏，所以在使用時會產生一些化學問題。為了保證分析系統有效工作，保持檢測器的清潔、惰性并且不被污染是十分重要的。如果您在實驗中感覺到靈敏度下降或其它性能上的問題，請檢查一下進樣口襯管和色譜柱，清洗一下收集極，這種常規的維護方法有助于提高檢測器的靈敏度而避免頻繁地更換銣珠。

　　分析農藥的不分流進樣，使用去活性的襯管是很重要的。GC用戶常常忽略對進樣口的日常維護，對已污染的襯管要定期更換。超過時間，隔墊的碎屑和樣品殘留會在襯管和進樣口中積累，這樣會使被分析物吸附或分解，導致響應值降低，甚至于峰的丟失。這一問題在農藥殘留分析中猶為重要，因為檢測有機氮和有機含磷化合物的水平在ppb濃度級，而且農藥中的活性基團很容易表現出吸附或分解的問題，另外，被污染或帶有活性的襯管會吸附痕量的化合物，從而使靈敏度變差。有時，一些GC用戶為了提高檢測器已損失的靈敏度，就通過提高銣珠的電壓來保持NPD有足夠的靈敏度。這樣一來雖然解決了靈敏度的問題，但是提高銣珠電壓的設定值會加速銣珠的損耗，而導致其壽命的縮短。

　　除進樣口外，定期地檢查和清洗檢測器系統也是很重要的。NPD與FID不同要完全燃燒有機化學品，NPD使用冷火焰(使用3 mL/min的氫氣)，在分析了大量樣品以后，因為樣品的不完全燃燒收集極很有可能被污染，樣品殘留物也會積累在收集極上。這樣會增加NPD檢測器的背景信號，導致信噪比的下降。同樣地如果為了增加響應值而提高銣珠的電壓會降低其壽命。但是清洗檢測器系統會有助于成功地恢復其響應能力，另外保持檢測器的操作溫度在320℃～350℃有利于他的操作，因為第一，在高溫下能使上面的陶瓷密封件保持清潔，第二，檢測器在較高溫下可以通過使用較低的電壓來激活銣珠，從而可以延長銣珠的壽命。

　　對功能性檢測器使用低流失色譜柱也是至關重要的。這種檢測器對色譜柱的流失帶來的污染十分敏感，會提高基線，增加背景信號，導致使用較高的銣珠電壓，最后因為信噪比的減小影響了靈敏度和分析方法的最小檢測限(MDL)。如果系統的基線過高，將導致信噪比變小，因而最小檢測限變差。使用具有適當惰性的低流失色譜柱會改善痕量農藥分析。

用戶案例#1

　　用戶是中國食品安全檢驗的一個重要單位，用戶單位抱怨NPD檢測器因為靈敏度低而需要頻繁地更換銣珠，每年要檢測5000-6000個樣品，詳細情況見表1。

案例1的總結報告

　　在進行了一些維護并將國產流失色譜柱更換為Agilent HP-5低流失色譜柱之后，使用用戶廢棄的銣珠測定實際樣品考核其系統，其性能得以改善。分別注射1 ppm有機氮化合物和有機磷化合物進行測試。從圖3 和圖4的色譜圖可以看出得到很好的分離和滿意的靈敏度。

圖5是在用戶污染的系統和進行維護后系統之間的比較，色譜圖顯示0.1 ppm級和1 ppm級殺蟲脒，在維護后的系統上性能大有改善。在分析用戶的實際樣品(蜂蜜)以后，計算其標準加入法回收率為86%。

圖6是使用用戶的系統在維護系統前后分析西維因的比較。很明顯，被污染的系統，甚至在105 ppm濃度時靈敏度也很差。而在干凈的系統上進行測試，性能有明顯的提高，對0.1 ppm到100 ppm濃度的樣品靈敏度很好，背景信號很低。

通過對現場進行故障排除和維護，用戶表示對定期清洗和維護有很好的理解。用戶現在對使用安捷倫儀器進行痕量農藥的分析有充足的信心。

用戶案例#2

　　用戶是中國農產品檢測中心的一個單位，負責城市農藥的檢測和農產品的控制。

　　他們發現需要每月甚至更頻繁地更換銣珠。他們抱怨Agilent NPD質量不好，而且更換銣珠費用高，因而勉強使用NPD進行日常檢查工作。

　　經過現場檢查以后，我們發現這一用戶對6890 GC的進樣口維護很好，而銣珠壽命短的根本原因是收集極被污染。通過清潔檢測器系統，把收集極進行了磨光和超聲清洗后。使用廢棄的銣珠，此系統依然可以工作并能達到用戶的要求。這一用戶現在計劃在以后的工作中還使用“失效”的銣珠。

　　保持NPD良好性能的關鍵要素
　　? 針對您的應用安裝正確的襯管。
　　? 保持檢測器溫度在320℃以上。
　　? 定期檢查和清洗檢測器系統。
　　? 使用低流失色譜柱。
　　? 把氣體流速設定在建議的范圍內。