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學習重點 掌握熱傳導偵測器（TCD）的核心：利用氣體熱傳導率差異偵測，屬通用型、非破壞性，線性範圍廣，但靈敏度通常低於 FID。 掌握火焰離子化偵測器（FID）的核心：以氫氣與空氣形成火焰，對多數有機物靈敏，屬破壞性，是最廣泛使用的 GC 偵測器，但不能偵測所有物質。 能依分析物選擇偵測器：水分優先考慮 TCD；含鹵素或硝基等具電子捕捉能力的化合物，考慮 ECD；含硫、磷化合物考慮 FPD。 分清「最廣泛使用」、「適用多數有機物」與「通用型」三者的差別。 認識 GC 可聯用的光譜型偵測器：GC–FTIR 提供結構資訊，GC–MS 可用選擇離子監測（SIM）強化定量。 核心觀念 一、通用型的意義與偵測器選擇 GC 偵測器將管柱流出物的物理或化學性質轉為訊號。通用型偵測器對廣泛種類的分析物產生響應；選擇型偵測器則對特定元素、官能基或性質較敏感。通用型不代表毫無限制，仍須符合偵測原理，且分析物必須能在適當條件下經 GC 分離。 作答時先辨認「要測的是什麼」，再判斷訊號來源。例如水沒有可在 FID 火焰中產生離子的有機碳結構，卻能藉由與載氣的熱傳導率差異被 TCD 偵測。「最常使用」與「偵測範圍最廣（通用）」是不同問題：最常使用是 FID，通用型代表是 TCD。 二、TCD：熱傳導偵測器 TCD 的偵測池中設有通電加熱的熱絲元件，常見材料包括鎢－錸合金絲（亦有鉑、鎢絲）。熱絲的溫度取決於電流加熱與周圍氣體帶走熱量的平衡。當含分析物的載氣流經偵測池，混合氣體的熱傳導率改變，使熱絲散熱程度、溫度及電阻產生變化，再經惠斯同電橋轉為訊號。 因此，「利用分析物流經熱絲時造成的冷卻效應偵測」是可接受的原理描述；更精確的理解是氣體熱傳導率改變，導致熱絲散熱與電阻改變，分析物並未在熱絲上燃燒。載氣常用熱傳導率高的氦氣或氫氣，以擴大與分析物的差異。 選擇性：屬通用型，只要分析物與載氣有足夠的熱傳導率差異，即可產生訊號。 靈敏度：通常低於 FID，但因通用性高，仍被廣泛保留使用。 線性範圍：寬廣。靈敏度低與線性範圍廣並不矛盾。 破壞性：屬非破壞性，分析物通過後仍可收集或串接其他偵測器。 適用對象：有機物、無機氣體（如 O₂、N₂、CO₂）及水分。 若以 GC 定量藥品（如 menotrophin 這類蛋白質激素製劑）中的殘留水分，在 TCD、FID、ECD 與放射化學偵測器之間，應選TCD。此處測量的對象是水，不能因藥品主成分是有機物就選 FID。 三、FID：火焰離子化偵測器 FID 又稱焰火離子偵測器。管柱流出物進入由氫氣與空氣混合燃燒形成的火焰，有機物（含 C–H 結構）在火焰中裂解產生帶電粒子，再由收集電極形成電流訊號。燃燒用的氫氣與空氣，應與負責輸送分析物的載氣概念分開。 FID 對多數有機物具有高靈敏度、線性範圍廣、穩定耐用，因而是最廣泛使用的 GC 偵測器。但它不是能偵測任何物質的通用偵測器：對水、二氧化碳、一氧化碳、氮氣、氧氣、惰性氣體及多數無機物幾乎沒有響應，因此「可用於檢測有機物與無機物」是錯誤敘述。 分析物經火焰燃燒而改變，故 FID 屬破壞性偵測器。 四、ECD、FPD 與放射化學偵測器 電子捕捉偵測器（ECD）利用放射源（常為 63Ni）放出 β 粒子使載氣游離產生電子，形成穩定背景電流。具電負度高、能捕捉電子的分析物進入後，背景電流下降而產生訊號，屬選擇型偵測器。 ECD 對含鹵素有機物（如氟氯化合物、有機氯農藥）、硝基化合物、共軛羰基等具高靈敏度；對碳氫化合物、醇類等則響應很差，不能當作通用型。 火焰光度偵測器（FPD）利用分析物在富氫火焰中產生的特徵發光，常用於含硫、含磷化合物，也屬選擇型。放射化學偵測器則是偵測放射性標記分析物的放射活性，與一般水分定量無關。注意 ECD 雖內含放射源，但偵測的是電流變化，並非偵測分析物的放射性。 五、FTIR 與 MSD：由偵測走向鑑定 傅立葉轉換紅外光譜（FTIR）可作為 GC 的偵測器（GC–FTIR）。GC 分離成分後，以紅外吸收光譜提供官能基及化合物結構資訊，屬非破壞性。因此「FTIR 非為 GC 之偵測器」是錯誤敘述。 質譜偵測器（MSD）將分析物離子化，依質荷比取得訊號，可同時鑑定與定量，屬破壞性。選擇離子監測（selected ion monitoring，SIM）只監測預先選定的特徵離子，相較於全掃描（full scan）能提高靈敏度與選擇性，有利於定量；代價是取得的完整質譜資訊較少。 偵測器訊號來源與適用性選擇性／靈敏度破壞性與考試定位 TCD熱傳導率差異；熱絲常為鎢－錸合金；可測水、無機氣體及有機物通用型；靈敏度低於 FID，線性範圍廣非破壞性；測水分首選 FID氫氣＋空氣火焰中的離子電流；適合多數有機物對有機物靈敏；不測水、CO₂ 與多數無機物破壞性；最廣泛使用 ECD放射源產生電子，分析物捕捉電子使電流下降選擇型；對鹵素、硝基化合物極靈敏非破壞性；氟氯化合物、有機氯農藥 FPD火焰中特徵發光選擇型；含硫、含磷化合物破壞性 FTIR紅外吸收提供官能基與結構資訊非破壞性；可與 GC 聯用 MSD離子質荷比可鑑定及定量；SIM 提升靈敏度破壞性；SIM 強化定量 常考陷阱 「FID 是通用型，任何物質都能偵測」或「FID 可檢測有機物與無機物」：錯。FID 只對多數有機物有良好響應，水與多數無機物測不到。 「最廣泛使用的 GC 偵測器是 TCD」：錯，混淆普及程度與通用性。最廣泛使用選 FID；「靈敏度較低但屬通用型仍被使用」選 TCD。 「TCD 是破壞性偵測器」：錯。熱絲只感測散熱變化，不燃燒分析物；TCD 為非破壞性。 「TCD 靈敏度低，所以線性範圍窄」：錯。TCD 靈敏度低於 FID，但線性範圍廣。 「TCD 利用分析物通過熱絲的冷卻效應偵測」、「熱絲常為鎢－錸合金」：皆為正確敘述，不要誤選。 「FID 需要氫氣與空氣混合燃燒」、「FID 為破壞性」：皆正確，不要誤選。 測殘留水分選 FID 或 ECD：錯。選偵測器先看有無響應，水只能選 TCD；放射化學偵測器是測放射性標記物。 「ECD 可偵測氟氯化合物、硝基化合物、含鹵素有機物」：正確；但「ECD 為通用型」則錯。 「FTIR 不是 GC 的偵測器」：錯。GC–FTIR 可得到化合物結構資訊。 「MSD 可用 SIM 模式提升定量功能」：正確敘述，不要誤選。 記憶口訣 「熱通用、測水分、不破壞；火最常、燒有機、水不見；鹵硝抓電子；紅外辨結構、選離子助定量。」 TCD 看熱傳導，通用、非破壞、可測水、線性廣但感度低；FID 最常用，以氫氣空氣火焰測有機物，屬破壞性且測不到水與無機物；ECD 聯想到鹵素與硝基；FTIR 提供結構資訊，MSD 的 SIM 強化目標物定量能力。