Các detector thường dùng trong GC !

[F91]

Hệ thống detector trong máy GC (gas chromatography) phát hiện khí thông qua tính chất vật lý hoặc hóa học đặc trưng của khí. Hiện nay trong máy GC sử dụng rất nhiều loại detector khác nhau về cấu tạo và nguyên tắc phát hiện. Tùy vào mục đích mà người ta sẽ xem xét, lựa chọn detector thích hợp nhất. Ở đây chúng ta chỉ sẽ điểm qua một số loại detector thông dụng nhất dùng trong GC: TCD (Thermal Conductivity Detector), FID (Flame Ionization Detector), ECD (Electron-Capture Detector) và PID (PhotoIonization Detector). Đầu tiên, cần xem xét các đặc điểm chính của detector.

1. Các đặc trưng chính của detector

• Độ nhạy
Để tiện lợi, detector được chia ra hai loại: detector truyền khối (mass flow detector) và detector nồng độ (concentration-sensitive detector). Detector truyền khối phát hiện khí theo lưu lượng khí đến detector (thể tích khí đến detector trong một đơn vị thời gian – ng/s), trong khi đó detector nồng độ cho kết quả xuất ra tỉ lệ thuận với nồng độ khí trong pha động (ví dụ ng/ml).
Độ nhạy của một detector được định nghĩa là sự thay đổi của tín hiệu detector ứng với sự thay đổi của khối lượng hoặc nồng độ khí ra. Như vậy độ nhạy chính là hệ số góc của đồ thị biểu diễn tín hiệu xuất ra của đầu dò theo khối lượng hoặc thể tích khí phân tích.

• Dynamic range và Linear range
Dynamic range là khoảng mà trong giới hạn đó, detector vẫn còn cho tín hiệu thay đổi đáng kể khi thay đổi khối lượng hoặc nồng độ của khí. Giới hạn phát hiện LoD chính là giới hạn dưới của dynamic range. Trong dynamic range, người ta lưu ý đến linear range, đây là khoảng mà trong đó tín hiệu xuất ra của đầu dò tỉ lệ thuận với khối lượng hoặc nồng độ khí phân tích. Linear range phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ cột sắc ký, nhiệt độ detector và lưu lượng dòng khí.


Dynamic range và linear range

• Độ chọn lọc
Căn cứ theo độ chọn lọc, có thể chia detector trong GC thành hai loại: detector phổ biến (universal) và detector chọn lọc (selective). Detector phổ biến có thể nhận biết được tất cả các loại khí khác nhau thoát ra từ cột sắc ký, còn loại detector chọn lọc chỉ có thể cho phản ứng với một loại nguyên tố cụ thể nào đó có trong mẫu phân tích (ví dụ N, P…).
Có thể ví dụ FID thường dùng để phân tích thành phần dầu lửa vì nó có thể cho tín hiệu các hydrocacbon ở nồng độ rất thấp, do vậy FID là detector chọn lọc đối với các hydrocacbon. Trong khi phân tích khí tự nhiên, nhiều khí (N2, CO…) không cho hoặc cho tín hiệu rất nhỏ khi dùng FID. Trong trường hợp này TCD thích hợp hơn vì nó có thể cho tín hiệu với tất cả các khí khác nhau. Do vậy TCD là một loại detector phổ biến.


Các detector thường gặp trong GC

(to be continued ...)