改善NPD系统的效率

前言

　　氮磷检测器(NPD)是在环境保护、毒物分析和食品安全领域广泛使用的气相色谱(GC)检测器，对含氮和含磷有机物有很高的灵敏度和选择性。

　　NPD和火焰离子化检测器(FID)的总体设计相似，其最大的不同是把FID的氢/空气火焰换成加热的陶瓷铷珠，当有这种热离子源(铷珠)存在时，含有机氮和有机磷的化合物可以得到高效离解，然后将这些离子收集和检测。NPD铷珠要根据使用情况定期更换，因为铷的损失会降低铷珠性能，从而导致检测器的性能下降。

讨论

　　因为NPD检测器十分灵敏，所以在使用时会产生一些化学问题。为了保证分析系统有效工作，保持检测器的清洁、惰性并且不被污染是十分重要的。如果您在实验中感觉到灵敏度下降或其它性能上的问题，请检查一下进样口衬管和色谱柱，清洗一下收集极，这种常规的维护方法有助于提高检测器的灵敏度而避免频繁地更换铷珠。

　　分析农药的不分流进样，使用去活性的衬管是很重要的。GC用户常常忽略对进样口的日常维护，对已污染的衬管要定期更换。超过时间，隔垫的碎屑和样品残留会在衬管和进样口中积累，这样会使被分析物吸附或分解，导致响应值降低，甚至于峰的丢失。这一问题在农药残留分析中犹为重要，因为检测有机氮和有机含磷化合物的水平在ppb浓度级，而且农药中的活性基团很容易表现出吸附或分解的问题，另外，被污染或带有活性的衬管会吸附痕量的化合物，从而使灵敏度变差。有时，一些GC用户为了提高检测器已损失的灵敏度，就通过提高铷珠的电压来保持NPD有足够的灵敏度。这样一来虽然解决了灵敏度的问题，但是提高铷珠电压的设定值会加速铷珠的损耗，而导致其寿命的缩短。

　　除进样口外，定期地检查和清洗检测器系统也是很重要的。NPD与FID不同要完全燃烧有机化学品，NPD使用冷火焰(使用3 mL/min的氢气)，在分析了大量样品以后，因为样品的不完全燃烧收集极很有可能被污染，样品残留物也会积累在收集极上。这样会增加NPD检测器的背景信号，导致信噪比的下降。同样地如果为了增加响应值而提高铷珠的电压会降低其寿命。但是清洗检测器系统会有助于成功地恢复其响应能力，另外保持检测器的操作温度在320℃～350℃有利于他的操作，因为第一，在高温下能使上面的陶瓷密封件保持清洁，第二，检测器在较高温下可以通过使用较低的电压来激活铷珠，从而可以延长铷珠的寿命。

　　对功能性检测器使用低流失色谱柱也是至关重要的。这种检测器对色谱柱的流失带来的污染十分敏感，会提高基线，增加背景信号，导致使用较高的铷珠电压，最后因为信噪比的减小影响了灵敏度和分析方法的最小检测限(MDL)。如果系统的基线过高，将导致信噪比变小，因而最小检测限变差。使用具有适当惰性的低流失色谱柱会改善痕量农药分析。

用户案例#1

　　用户是中国食品安全检验的一个重要单位，用户单位抱怨NPD检测器因为灵敏度低而需要频繁地更换铷珠，每年要检测5000-6000个样品，详细情况见表1。

案例1的总结报告

　　在进行了一些维护并将国产流失色谱柱更换为Agilent HP-5低流失色谱柱之后，使用用户废弃的铷珠测定实际样品考核其系统，其性能得以改善。分别注射1 ppm有机氮化合物和有机磷化合物进行测试。从图3 和图4的色谱图可以看出得到很好的分离和满意的灵敏度。

图5是在用户污染的系统和进行维护后系统之间的比较，色谱图显示0.1 ppm级和1 ppm级杀虫脒，在维护后的系统上性能大有改善。在分析用户的实际样品(蜂蜜)以后，计算其标准加入法回收率为86%。

图6是使用用户的系统在维护系统前后分析西维因的比较。很明显，被污染的系统，甚至在105 ppm浓度时灵敏度也很差。而在干净的系统上进行测试，性能有明显的提高，对0.1 ppm到100 ppm浓度的样品灵敏度很好，背景信号很低。

通过对现场进行故障排除和维护，用户表示对定期清洗和维护有很好的理解。用户现在对使用安捷伦仪器进行痕量农药的分析有充足的信心。

用户案例#2

　　用户是中国农产品检测中心的一个单位，负责城市农药的检测和农产品的控制。

　　他们发现需要每月甚至更频繁地更换铷珠。他们抱怨Agilent NPD质量不好，而且更换铷珠费用高，因而勉强使用NPD进行日常检查工作。

　　经过现场检查以后，我们发现这一用户对6890 GC的进样口维护很好，而铷珠寿命短的根本原因是收集极被污染。通过清洁检测器系统，把收集极进行了磨光和超声清洗后。使用废弃的铷珠，此系统依然可以工作并能达到用户的要求。这一用户现在计划在以后的工作中还使用“失效”的铷珠。

　　保持NPD良好性能的关键要素
　　• 针对您的应用安装正确的衬管。
　　• 保持检测器温度在320℃以上。
　　• 定期检查和清洗检测器系统。
　　• 使用低流失色谱柱。
　　• 把气体流速设定在建议的范围内。