摘要：氢火焰离子化检测器（FID）一致性不佳，引起的响应值差异较大故障排查分析……

日前，在使用双通道顶空进样器_{（使用十通阀，配备两个定量环进样）}-气相色谱法_（_使用机械_阀控制_流量，_配置双毛_细柱进样_口+_{双毛细管色谱柱+}_双F_ID检测器_）测定血液中酒精含量，调试仪器时发现，气相色谱仪的两个通道（分析流路）响应值相差较大，怀疑仪器存在故障，下图：

双通道顶空进样器-气相色谱法测定血液中酒精含量的仪器配置框架如下：

调试过程中使用20ppm的乙醇样品进行测试，两个分析流路的响应值有较大差异；排除仪器两个分析流路之间的误差，例如双通道顶空进样器中十通阀两个定量环之间的误差、气相色谱控制流量的机械阀之间的偏差、色谱柱的不同等，两个分析流路之间的响应值应当比较接近，不至于有数十倍的偏差_{（即峰面积4}_{736和峰面积}₁₃₄₅₆₀_）。

在实验条件相同的情况，如果两个检测器响应值有较大差异，一般考虑以下原因：

1）仪器分析条件是否完全一致；

2）仪器分析流路漏气；

3）检测器一致性；

按照以上分析进行排查：

1）仪器双分析流路分析条件排查

仪器的双分析流路使用相同规格的毛细管色谱柱；检查仪器条件设置，包括进样口柱前压、分流流量和隔垫吹扫流量；氢火焰离子化检测器（FID）的氢气、空气和尾吹气流量，根据流量阀的刻度盘来看，两个分析流路的设置完全一致，下图：

为了进一步确认仪器各流量控制阀的流量，使用皂膜流量计在各出口测定了实际流量，基本一致，下图：

2）仪器分析流路漏气；

检查仪器流路接头，未发现漏气现象。

3）检测器一致性

除了上述问题，更多影响检测器响应值的原因，可能与检测器本身有关。

对于FID检测器而言，其工作原理是：空气（助燃气）和氢气（燃气）在喷嘴（喷咀）处形成富氧性火焰，将载气中的分析组分燃烧。组分燃烧会形成碳正离子，被收集极收集形成电流。电流经过微电流放大器放大后，转化为色谱数据处理信号，完成对样品的分析。

为了提高电流收集效率，一般会在喷嘴（喷咀）和收集筒之间施加电压形成电场，常见的做法是将极化电压施加于喷嘴（喷咀）顶部，喷嘴（喷咀）下部则使用陶瓷、石英玻璃等与检测器壳体绝缘。另外，如果FID检测器使用毛细管色谱柱进行分析，一般会添加尾吹气，用以调节检测器灵敏度及减小峰宽提高柱效。

根绝FID检测器工作原理，其正常工作的条件主要包括一下几点：（1）检测器结构完整、参数设置正常；（2）氮气（尾吹气）、空气和氢气的流量；（3）喷嘴（喷咀）的安装和使用；（4）用以在喷嘴（喷咀）和收集极之间形成电场来收集碳正离子形成电流，而通过极化极加在喷嘴（喷咀）上的极化电压；（5）用以连接收集筒和信号放大电路的收集极和信号线；（6）信号放大电路。

按照以上关键点依次排查，认为两个氢火焰离子化检测器响应值的差异并非由于故障，因此从影响检测器响应值（性能）的参数因素上重新考虑。氢火焰离子化检测器（FID）的性能决定于电离效率和收集效率；电离效率主要与毛细管柱插入喷嘴（喷咀）深度，空气、氢气和尾吹气的比例，尾吹气种类和载气流速，检测器温度和柱后压力等有关；收集效率与FID的结构，如喷嘴内径、收集极、极化极的形状和位置、极化电压等以及样品浓度有关。_（_气_{相色谱检测器方法，}_吴烈钧_）

根据常规经验，调整检测器响应值（灵敏度）从调整氢空比开始；增大响应值较小的分析流路氢火焰离子化检测器（FID）的空气流量，可以明显观察到检测器基线上升；测试后，两个分析流路的响应值接近，下图：

小结

该仪器使用双通道顶空进样器_{（使用十通阀，配备两个定量环进样）}-气相色谱法_（_使用机械_阀控制_流量，_配置双毛_细柱进样_口+_{双毛细管色谱柱+}_双F_ID检测器_）测定血液中酒精含量，配置的两个氢火焰离子化检测器理论上而言，在相同的参数条件下应当具有接近的响应；实际情况上可能由于检测器的一致性不佳，两个检测器达到相同的响应值需要不同的参数条件（如氢气、空气和尾吹气流量与比例等），或者说，相同的参数条件下两个检测器的响应值不一致。

更多的探索……

本次使用的为30m×0.32mm的色谱柱，在后期进行其他样品测试时使用了30m×0.25mm的色谱柱，发现上述响应值较小的氢火焰离子化检测器（FID）的喷嘴（喷咀）中可以穿出30m×0.25mm的色谱柱，下图：