[发明专利]介质阻挡放电离子化检测器和及其调谐方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种介质阻挡放电离子化检测器和用于调谐所述检测器的方法，其中所述介质阻挡放电离子化检测器主要用作气相色谱仪(GC)的检测器。

背景技术

多种类型的检测器被实际用作气相色谱仪的检测器，例如，热传导性检测器(TCD)、电子捕获检测器(ECD)、火焰离子化检测器(FID)、火焰光度检测器(FPD)和火焰热离子检测器(FTD)。在这些检测器中，FID是最普遍使用的，具体地，用于检测有机物质。FID是通过氢火焰来离子化在采样气体中的采样成分并检测所得到的离子电流的设备。FID具有较大的动态范围(采样浓度范围，在该采样浓度范围内检测灵敏度表现出高线性度)，大约达到六到七个数量级。然而，FID具有以下缺点：首先，它的离子化效率较低，因此，它的最小可检测量不能足够低；其次，它对醇(alcohols)、芳香物质(aromatic substances)以及基于氯的物质的离子化效率较低；第三，它需要氢气，氢气是极度危险的物质，因此，必须提供防爆炸装置或类似种类的特殊设备，所述装置或设备令整个系统难以操作。

近几年，将介质阻挡放电(dielectric barrier discharge)离子化检测器(下文中简称为“BID”)实际用作针对气相色谱仪的新类型检测器(例如，参照专利文献1和2以及非专利文献1)，其中介质阻挡放电离子化检测器采用通过介质阻挡放电等离子体来进行的离子化。

在上述文献所述的BID中，将低频的AC高压施加到沿圆周设置在介质石英玻璃管上的放电电极，从而离子化向管道(tube line)提供的预定气体，并形成非平衡气压等离子体。通过从这种等离子体发射的光、激励物等的作用来离子化注射到管道中的采样气体的采样成分。通过收集电极(collector electrode)来收集因此产生的离子，产生与离子量(以及因此采样成分的量)相对应的检测信号。通常，据说对在放电离子化检测器中的采样成分进行离子化的机制是通过从等离子体辐射的高能量真空紫外光引起的光致离子化以及通过由所述等离子体产生的亚稳态氦原子而引起的潘宁电离。对于BID，如非专利文献1所述，实验证实：通过真空紫外光而引起的光致离子化主要对采样成分的离子化起作用。

引用列表

专利文献

专利文献1：JP 2010-60354A

专利文献2：WO 2012/169419

非专利文献

非专利文献1：Shinada等人，“Yuudentai Baria Houden Wo Ouyou-shita Gasu Kuromatogurafu-you Shinki Ionka Kenshutsuki No Kaihatsu(Development of New Ionization Detector for Gas Chromatograph by Applying Dielectric Barrier Discharge)”，Shimadzu Hyouron(Shimadzu Review)，Vol.69，Nos.3/4，2013年3月29日。

发明内容

技术问题

在上述BID中，产生稳定形式的等离子体，此外，由于等离子体的温度较低，所以不对石英玻璃管和形成气体通道的其它元件进行加热。因此，可以减小由于等离子体的时间波动(temporal fluctuation)、对管道的加热和其它因素而引起的多种噪声。因此，相较于FID，可以实现更高等级的S/N比率。BID的特征还在于：能够以较高的灵敏度来检测多种有机和无机复合物，这针对难以用FID获得足够灵敏度的醛、醇、卤素和其它复合物，实现了高灵敏度的定量测定。

也就是说，相较于FID，BID对低浓度采样具有更高等级的检测灵敏度。然而，与FID相比，BID对高浓度采样展示出在检测灵敏度方面的更大降低。因此，如非专利文献1所述，BID的检测动态范围不高于大约五个数量级，并且与动态范围为六到七个数量级的FID相差甚远。由于动态范围的这种狭窄，如果将BID用于定量分析包含具有明显不同浓度的多个采样成分的采样混合物或将其用于使用面积百分比方法(area percentage method)(基于每个峰值面积占色谱仪上的总峰值面积的比率来计算采样浓度的定量测定方法)的定量测定，则可能出现明显错误。