氣相色譜定量方法及加標(biāo)回收率的計算

本節(jié)的主要內(nèi)容色譜的定量方法加標(biāo)回收率的計算色譜的定量依據(jù)幾種常見的定量方法計算公式適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)過程計算公式加標(biāo)回收的意義第一頁，共三十四頁。色譜的定量依據(jù)峰高（Height）適用條件：峰高定性要求色譜柱效較高的條件下，半峰寬小于一定值或所有峰半峰寬均相等時。峰面積（Area）適用條件：峰面積一般不會隨著外在條件的改變而改變，所以用峰面積定量在任何條件下都適用。第二頁，共三十四頁。常見的幾種定量方法峰面積百分比法（PERCENT）校正歸一化法（NORM%）外標(biāo)法（ESTD）內(nèi)標(biāo)法（ISTD）外標(biāo)百分比法（ESTD%）內(nèi)標(biāo)百分比法（ISTD%）第三頁，共三十四頁。峰面積百分比法（PERCENT）峰面積百分比法，是指通過計算某一組分峰面積在所有組分峰面積總和中所占的比重（比例），來計算這個組分含量的方法。計算公式如下：Ai……組分峰面積；w水……樣品中水的含量，%。A1=600A2=400A3=800A4=200w1=30%w2=20%w3=40%w3=10%第四頁，共三十四頁。峰面積百分比法的適用范圍

此定量方法在很多時候都較為粗略，若要獲得較為準(zhǔn)確的分析數(shù)據(jù)，需滿足以下幾點(diǎn)要求：1.所有組分包括未知組分全部出峰，且全部分離；2.雜質(zhì)峰面積遠(yuǎn)小于測定組分峰面積，可以完全忽略；3.雜質(zhì)組分物化性質(zhì)與測定組分物化性質(zhì)相似程度接近，最好是同一類物質(zhì)。第五頁，共三十四頁。峰面積百分比法優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：對進(jìn)樣量無要求無需校準(zhǔn)，可根據(jù)峰面積直接定量缺點(diǎn)所有物質(zhì)都要流出且被檢測到定量結(jié)果較為粗略峰面積必須準(zhǔn)確第六頁，共三十四頁。本廠成品BDO純度達(dá)99.8%，其中中含有的雜質(zhì)組分如下：1,4-戊二醇0.04%2-甲基-1,4-丁二醇0.01%1,4-丁烯二醇0.05%3-甲基-1,5-戊二醇0.02%1,6-己二醇未檢出四氫呋喃未檢出γ-丁內(nèi)酯未檢出馬來酸二丁酯0.01%水分0.01%其他未知組分0.06%第七頁，共三十四頁。譜圖處理及結(jié)果計算成品BDO純度（%）按下式計算：第八頁，共三十四頁。校正歸一化法（NORM）校正歸一化法，是將所有組分峰面積校正后，按各組分在整體中所占的比例進(jìn)行定量的結(jié)果。此定量方法比峰面積百分比法較為精確，計算公式為：fi……組分校正因子；Ai……組分峰面積；w水……樣品中水的含量，%。w1=22.8%w2=19.6%w3=43.5%w3=14.1%A1=600f1’=0.7A2=400f1’=0.9A3=800f1’=1.0A4=200f1’=1.3第九頁，共三十四頁。校正歸一化法的適用范圍要進(jìn)行校正歸一化法進(jìn)行分析，必須滿足以下條件：1.所有組分包括未知組分全部出峰，且全部分離；2.在實(shí)際測定時各個組分的含量變化范圍不能太大，以免影響整體測定結(jié)果；3.未知組分峰面積遠(yuǎn)小于已知組分峰面積，可以完全忽略，若有未知組分的峰面積過大則不推薦使用。第十頁，共三十四頁。校正歸一化法優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：對進(jìn)樣量要求不嚴(yán)格相比峰面積百分比法，可較準(zhǔn)確地進(jìn)行定量。缺點(diǎn)所有物質(zhì)都要流出且被檢測到必須校正所有的峰對靈敏度差異比較大的組分，可能在實(shí)際測定中會產(chǎn)生較大誤差。第十一頁，共三十四頁。實(shí)例：粗DMO典型色譜圖第十二頁，共三十四頁。結(jié)果計算粗DMO中各組分含量wi(%)用下式計算：f’i……組分校正因子；Ai……組分峰面積；w水……樣品中水的含量，%。化合物名稱相對校正因子fi’峰面積Ai歸一化結(jié)果%實(shí)際結(jié)果%ML0.529022.370.1410.141MF1.099229.750.3910.390甲醇0.5145721.404.4484.443DMC0.899896.601.0411.039DMO1.00007840.6893.97593.879水------0.102第十三頁，共三十四頁。外標(biāo)法（ESTD）外標(biāo)法，是把已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣品和未知濃度的實(shí)際樣品在相同的條件下單獨(dú)進(jìn)樣，把得到的峰面積進(jìn)行比較以求得待測組分含量的定量方法。計算公式如下：fi……組分校正因子；Ai……組分i的峰面積；wi,標(biāo)……標(biāo)準(zhǔn)樣品中組分i的含量，%；Ai,標(biāo)……組分i的峰面積。A1,標(biāo)=600A2,標(biāo)=400w1,標(biāo)=30%w2,標(biāo)=16%A1=350A2=450w1=17.5%w2=18%第十四頁，共三十四頁。外標(biāo)法適用范圍要用外標(biāo)法進(jìn)行定量分析，則需滿足以下條件：1.要求色譜的穩(wěn)定性必須非常好才行，否則會對測定直接產(chǎn)生影響；2.由于外標(biāo)法的結(jié)果與進(jìn)樣量的大小是直接相關(guān)的，所以只適用于測定較低含量的樣品；3.計算是按質(zhì)量計算的，而進(jìn)樣是按體積進(jìn)樣的，所以有時得考慮密度的影響，尤其是溶劑與組分密度的差異比較大的時候。第十五頁，共三十四頁。外標(biāo)法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：只對欲分析的組分峰做校正即可無需所有組分均流出缺點(diǎn)：進(jìn)樣量必須準(zhǔn)確須定期對峰進(jìn)行重新校正第十六頁，共三十四頁。內(nèi)標(biāo)法（ISTD）內(nèi)標(biāo)法是將一定重量的純物質(zhì)作為內(nèi)標(biāo)物加到一定量的被分析樣品混合物中，然后對含有內(nèi)標(biāo)物的樣品進(jìn)行色譜分析，分別測定內(nèi)標(biāo)物和待測組分的峰面積及相對校正因子，按公式和方法即可求出被測組分在樣品中的百分含量。計算公式如下：第十七頁，共三十四頁。內(nèi)標(biāo)法使用要求當(dāng)配制校正因子測定用的對照溶液和含有內(nèi)標(biāo)物質(zhì)的待測組分溶液使用同一份內(nèi)標(biāo)物質(zhì)溶液時，則配制內(nèi)標(biāo)物質(zhì)溶液不必精密稱（量）取。采用內(nèi)標(biāo)法定量時，內(nèi)標(biāo)物的選擇是一項(xiàng)十分重要的工作。理想地說，內(nèi)標(biāo)物應(yīng)當(dāng)是一個能得到純樣的已知化合物，這樣它能以準(zhǔn)確、已知的量加到樣品中去，它應(yīng)當(dāng)和被分析的樣品組分有基本相同或盡可能一致的物理化學(xué)性質(zhì)(如化學(xué)結(jié)構(gòu)、極性、揮發(fā)度及在溶劑中的溶解度等)、色譜行為和響應(yīng)特征，最好是被分析物質(zhì)的一個同系物。當(dāng)然，在色譜分析條件下，內(nèi)標(biāo)物必須能與樣品中各組分充分分離。第十八頁，共三十四頁。內(nèi)標(biāo)物的選擇標(biāo)準(zhǔn)樣品中不存在該物質(zhì)物理化學(xué)性質(zhì)與待測組分相似，最好為同系物與待測組分的相應(yīng)靈敏度接近不會與樣品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，且與樣品能完全互溶在待測組分附近流出，不得干擾到測定峰的出峰，且不能與測定峰的保留時間相差太遠(yuǎn)可得到良好的、干凈利落的色譜峰其色譜性質(zhì)穩(wěn)定第十九頁，共三十四頁。內(nèi)標(biāo)法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：進(jìn)樣量要求不嚴(yán)格只對欲分析的組分峰進(jìn)行校正即可因?yàn)閮?nèi)標(biāo)峰與樣品峰是同時流出的，所以比外標(biāo)法更加準(zhǔn)確，且受儀器穩(wěn)定性影響小缺點(diǎn)：每次分析都必須加入內(nèi)標(biāo)物到樣品中分析和計算過程比較復(fù)雜，不容易掌握第二十頁，共三十四頁。外標(biāo)百分比法（ISTD%）和內(nèi)標(biāo)百分比法（ESTD%）外標(biāo)百分比法和內(nèi)標(biāo)百分比法是在外標(biāo)法和內(nèi)標(biāo)法的基礎(chǔ)上，由所得化合物的含量除以樣品的總含量，得到該化合物的百分含量。計算公式如下：注意：由于外標(biāo)百分比法和內(nèi)標(biāo)百分比法沒有校正未知組分峰，所以這兩種定量方法只適用于全部由已知化合物組成的樣品的定量，若樣品中存在未知物，則該定量方法是不可靠的。外標(biāo)百分比：內(nèi)標(biāo)百分比：第二十一頁，共三十四頁。第二部分

加標(biāo)回收率的計算第二十二頁，共三十四頁。加標(biāo)回收率簡介回收率（Recoveryrate）是反映待測物在樣品分析過程中損失程度的指標(biāo)，損失越少，回收率越高，它與真實(shí)成分和分析的準(zhǔn)確度有密切的關(guān)系。加標(biāo)回收率的測定是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)經(jīng)常用以自控的一種質(zhì)量控制技術(shù)。它分為空白加標(biāo)回收率和樣品加標(biāo)回收率兩種。（1）空白加標(biāo)回收率。在沒有被測物質(zhì)的空白樣品基質(zhì)中加入定量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，按樣品的處理步驟分析，得到的結(jié)果與理論值的比值即為空白加標(biāo)回收率。（2）樣品加標(biāo)回收率。相同的樣品取兩份，即兩個子樣，其中一個加入定量的待測成分標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)；兩個子樣同時按相同的分析步驟分析，加標(biāo)的一個所得結(jié)果減去未加標(biāo)一個所得結(jié)果，其差值同加入標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的理論值之比即為樣品加標(biāo)回收率。

目前在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)經(jīng)常用樣品加標(biāo)回收來達(dá)到準(zhǔn)確度質(zhì)量控制的目的。第二十三頁，共三十四頁。加標(biāo)回收的意義反映一個方法定量關(guān)系的可靠程度從側(cè)面反映出分析過程的嚴(yán)密程度，即誤差（或準(zhǔn)確度）的大小通過進(jìn)行多次加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，可以確定一個分析方法的檢測范圍通過加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)外部條件的變化對測定的影響第二十四頁，共三十四頁。加標(biāo)回收率的理論公式樣品加標(biāo)回收率一般有濃度加標(biāo)計算、物質(zhì)的量加標(biāo)計算、吸光度加標(biāo)計算等多種計算方法，對于加標(biāo)濃度的計算方法給定了一個理論公式：式中：P——加標(biāo)回收率，%；

c——加標(biāo)后測定值，%；

c0——原始測定值，%；

Δc——加標(biāo)濃度，%。第二十五頁，共三十四頁。加標(biāo)回收率的實(shí)驗(yàn)過程用選定分析方法對原始樣品的含量進(jìn)行測定，得出其初始含量c0；量取一定體積（或稱取一定質(zhì)量）的原始樣品，向其中加入一定量（一般為質(zhì)量）的待測組分純物質(zhì)或含有該組分的物質(zhì)，計算出加標(biāo)濃度Δc；對加標(biāo)后的樣品用同樣的分析方法進(jìn)行測定，得出加標(biāo)后的含量c；用理論公式進(jìn)行計算，對一般加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)而言，如果方法和操作都沒有問題，加標(biāo)回收率應(yīng)在98%～102%之間。第二十六頁，共三十四頁。加標(biāo)濃度Δc的計算已知原始樣品中待測物質(zhì)的初始濃度為c0，稱取子樣品的質(zhì)量為m0，加入樣品中待測純物質(zhì)的質(zhì)量為m，純物質(zhì)的純度為w，則加標(biāo)濃度Δc按下式計算：由于加標(biāo)質(zhì)量m非常?。▋H為樣品1%），所以可完全忽略不計，所以上式化簡后近似寫成：第二十七頁，共三十四頁。最終計算公式把Δc的計算公式代入理論公式中，得到加標(biāo)回收率的計算公式為：式中：P——加標(biāo)回收率，%；

c——加標(biāo)后測定值，%；

c0——原始測定值，%；

m——加標(biāo)質(zhì)量，g；

m0

——稱取子樣品質(zhì)量，g；

w——加標(biāo)物質(zhì)的純度。第二十八頁，共三十四頁。計算公式使用的條件同一樣品的子樣取樣體積必須相等（若是稱取質(zhì)量，則要保證多次稱量盡可能接近）；各類子樣的測定過程必須按相同的操作步驟進(jìn)行；加標(biāo)量不可太大，一般為待測物含量的0.5～2倍，且加標(biāo)后的總含量不得超出分析方法的測定上限；加標(biāo)物濃度宜較高（純物質(zhì)最好），子樣取樣體積宜較大，加標(biāo)物的體積應(yīng)很小，一般以不超過原始試樣體積的1%為好。第二十九頁，共三十四頁。實(shí)例：甲醇樣品加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)?zāi)骋灰后w樣品用氣相色譜法分析得出其中甲醇含量為5.32%（m/m），現(xiàn)提供色譜純甲醇（純度0.999），要對甲醇進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，該如何進(jìn)行？第三十頁，共三十四頁。甲醇加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)過程分別稱取m0/g(約10g)樣品于5個20mL小玻璃瓶中，按下表的量分別向5個小瓶中用微量進(jìn)樣器或移液器加入色譜純甲醇（純度0.999）m/g，混勻后用同樣的色譜方法進(jìn)樣，得出加標(biāo)后測定值為c，代入計算公式中即可算出加標(biāo)回收率P(%)。瓶號樣品量m0/g加標(biāo)量mw/g加標(biāo)測定值c/%加標(biāo)回收率P/%1#2#3#4#5#10.004510.00329.997810.000210.00930.0248×0.9990.0575×0.9990.0867×0.9990.1204×0.9990.1599×0.9995.57045.88316.18296.51976.9144101.1198.0599.6099.7499.90第三十一頁，共三十四頁。加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)影響因素原始樣品和加標(biāo)樣品不在同一條件下進(jìn)行分析；加標(biāo)物質(zhì)中的雜質(zhì)干擾分析測定；待測物質(zhì)穩(wěn)定性差，如易揮發(fā)、吸附、水解、熱解、光解等；人為操作問題，如稱量誤差、移液誤差等；在做吸光度加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)時，加標(biāo)量太大造成體積誤差，此時應(yīng)該采用定容的方式消除加標(biāo)