GC-MS, GC-FID, GC-ECD: so sánh detector sắc ký khí

So sánh chi tiết các detector GC phổ biến (FID, ECD, TCD, MS, NPD) – nguyên lý, độ nhạy, ứng dụng phân tích VOC, dư lượng thuốc BVTV, khí công nghiệp.

Detector quyết định độ nhạy và tính chọn lọc của hệ sắc ký khí (GC). Tùy mục tiêu phân tích – hydrocarbon, halogen, lưu huỳnh, nitơ, hay định danh khối phổ – kỹ sư cần chọn đúng loại detector. Bài viết tổng hợp 5 detector phổ biến: FID, ECD, TCD, MS, NPD với so sánh độ nhạy, dải tuyến tính và ứng dụng thực tế.

1. FID – Flame Ionization Detector

FID đốt mẫu trong ngọn lửa H₂/không khí, ion hóa hợp chất hữu cơ chứa C-H. Là detector phổ thông nhất cho hydrocarbon, dung môi, ester, alcohol.

• Độ nhạy: 10^-12 g C/s (pg-level).
• Dải tuyến tính: 10⁷.
• Ứng dụng: xăng dầu (ASTM D3328), dung môi tồn dư USP <467>.

2. ECD – Electron Capture Detector

ECD dùng nguồn phóng xạ ⁶³Ni phát electron, đặc hiệu cho hợp chất chứa halogen (Cl, Br, F), nitro, peroxide. Cực nhạy với thuốc trừ sâu organochlorine (OCP), PCB.

• Độ nhạy: 0.1 pg cho lindane.
• Hãng: Agilent 7890B/8890, Shimadzu GC-2030.

3. TCD – Thermal Conductivity Detector

TCD đo chênh lệch dẫn nhiệt giữa khí mang và mẫu, không phá hủy mẫu. Dùng cho khí cố định: H₂, N₂, O₂, CO, CO₂, He.

• Độ nhạy thấp hơn FID 1000 lần (~ng).
• Phân tích biogas, khí công nghiệp, refinery gas.

4. MS – Mass Spectrometer (single quad / triple quad)

GC-MS như Agilent 5977B, Shimadzu GCMS-QP2020, Thermo ISQ 7610 cho phép định danh phổ EI/CI và định lượng SIM/MRM. Triple quad (GC-MS/MS) đạt LOD ppt cho dư lượng thuốc BVTV theo SANTE 11312/2021.

5. NPD và FPD – chọn lọc N, P, S

NPD (nitrogen-phosphorus) chọn lọc cao cho amine, alkaloid, organophosphate. FPD dùng cho hợp chất S (mercaptan, sulfide trong khí thiên nhiên).

6. Bảng tổng hợp lựa chọn

HTVLAB tư vấn cấu hình GC + detector phù hợp lab dược, môi trường, dầu khí. Xem thêm hiệu chuẩn GC và bảo trì detector, hoặc giải pháp QC dược.