峰高峰面積的計(jì)算方法10頁

1、峰面積和峰高的計(jì)算方法峰面積和峰高是色譜圖上最基本數(shù)據(jù)，它們的測量精度將直接影響定量分析的精度。在色譜峰是對稱峰，且與其他峰完全分離的情況下，準(zhǔn)確地測出峰高和峰面積是不困難的。但是當(dāng)色譜峰不對稱、沒有完全分離開以及基線發(fā)生較明顯的漂移時(shí)，準(zhǔn)確地測量色譜峰的峰面積和峰高就會(huì)發(fā)生一些困難。這時(shí)就要利用一些特定的方法，減少峰面積和峰高測量的誤差。 峰高是峰尖至峰底（或基線）的距離，峰面積是色譜峰與峰底（或基線）所圍成的面積。因此要準(zhǔn)確地測量峰高和峰面積，關(guān)鍵在于峰底（或基線）的確定。 峰底是從峰的起點(diǎn)與峰的終點(diǎn)之間的一條連接直線。一個(gè)完全分離的峰，峰底與基線（在正常操作條件下，僅有流動(dòng)相通過檢測器時(shí)

2、所產(chǎn)生的響應(yīng)信號曲線稱為基線，穩(wěn)定的基線應(yīng)是一條水平直線）是相重合的。 在使用積分儀和色譜工作站測量峰高和峰面積時(shí)，儀器可根據(jù)人們設(shè)定的積分參數(shù)（半峰寬，峰高和最小峰面積等）和基線的設(shè)定來計(jì)算每個(gè)色譜峰的峰高和峰面積，然后直接打印出峰高和峰面積的結(jié)果，以供定量計(jì)算使用。積分儀和色譜工作站的工作原理及使用方法將在相關(guān)內(nèi)容中作介紹。 當(dāng)使用記錄儀記錄色譜峰時(shí)，則需要用手工測量的方法對色譜峰的峰高和峰面積進(jìn)行測量。在計(jì)算機(jī)技術(shù)充分普及的今天，絕大部分色譜儀器都配備了積分儀（色譜數(shù)據(jù)處理機(jī)）或色譜工作站，很少有人使用原始的手工測量法去測量色譜峰的峰高和峰面積。但是了解手工測量色譜峰峰高和峰面積的方法，

3、對理解積分儀和色譜工作站的工作原理（計(jì)算原理）及各種積分參數(shù)的設(shè)定是有幫助的。所以，在這里還是要對手工測量色譜峰的峰高和峰面積的方法作一較詳細(xì)的介紹。1. 對稱峰的峰高和峰面積的測量 2. 不對稱峰峰高和峰面積的測量 （1）峰高乘峰寬的平均值法峰高（h）即為峰頂至峰底線的垂直距離，可用直尺或卡尺直接測量。峰寬的平均值為峰高0.15處和峰高0.85 處峰寬（b0.15和b0.15)）的算術(shù)平均值，可用直尺或卡尺直接測量。 3. 大峰上的小峰峰面積的測量 進(jìn)行痕量分析時(shí)經(jīng)常遇到主峰還未回到基線時(shí)雜質(zhì)就開始出峰了或在主峰前沿上出現(xiàn)一個(gè)雜質(zhì)小峰，此時(shí)測量附在主峰上的雜質(zhì)小峰峰面積的關(guān)鍵在于峰高的確定。

4、附在主峰上的雜質(zhì)小峰有如圖2-3-5 所示的三種情況。 （1）如圖2-3-5（a）所示的峰形，可沿主峰劃出雜質(zhì)峰的峰底，然后由峰頂A作主峰基線的垂直線AD，交雜質(zhì)峰的峰底于%，則AE為雜質(zhì)峰的峰高，可用直尺或卡尺準(zhǔn)確測量。峰高乘以峰高一半處之峰寬（ b）（可用直尺或卡尺準(zhǔn)確測量），可認(rèn)為是此雜質(zhì)小峰的峰面積，即A=AE*b。 （2)如圖2-3-5（b）所示的峰形，可從小峰起點(diǎn)A和終點(diǎn)B之間連線，從小峰頂點(diǎn)C作AB的垂直線交AB 于E，則CE即為小峰之峰高（h），可用直尺或卡尺準(zhǔn)確測量。從CE一半處作AB平行線，可得峰高一半處之峰寬（b）（可用直尺或卡尺準(zhǔn)確測量），可以認(rèn)為此雜質(zhì)小峰的峰面積為h

5、*h。 （3）如圖2-3-5（c）所示的峰形，可從小峰起點(diǎn)A和終點(diǎn)B之間連線，從小峰頂點(diǎn)C作AB的垂直線交BA延長線于E，CE為小峰的峰高（ h），可用直尺或卡尺準(zhǔn)確測量。過CE中點(diǎn)，作AB的平行線，截取峰兩邊的線段為半高峰寬（b），也可以用直尺或卡尺準(zhǔn)確測量。這時(shí)可認(rèn)為此雜質(zhì)小峰的峰面積為A=h*h。 4. 基線漂移時(shí)色譜峰面積的測量 （1）不改變靈敏度時(shí)色譜峰面積的測量當(dāng)基線的漂移程度不大、色譜峰比較窄時(shí)（圖2-3-6），可先劃出漂移基線AB，過峰頂點(diǎn)E作時(shí)間坐標(biāo)（t）的垂直線，交AB于F，EF 即為峰高（ h），可用直尺或卡尺準(zhǔn)確測量。過EF中點(diǎn)作時(shí)間坐標(biāo)（t）的平行線，截取峰兩邊的線段

6、為半高峰寬（b），也可以用直尺或卡尺準(zhǔn)確測量。這時(shí)可認(rèn)為該色譜峰的峰面積為A=h*b。 當(dāng)基線漂移較大、色譜峰較寬時(shí)，用上述方法測量色譜峰峰面積時(shí)，誤差較大，宜用下述測量方法測量這類色譜峰的峰面積。 如圖2-3-7所示，基線AB漂移較大、色譜峰較寬，此時(shí)由峰頂點(diǎn)E作AB的垂直線（不是作時(shí)間坐標(biāo)的垂直線），與AB相交于G，EG 為峰高（h），可用直尺或卡尺準(zhǔn)確測量。過EG中點(diǎn)作漂移基線的平行線，截取峰兩邊的線段FH為半高峰競（b），也可用直尺或卡尺準(zhǔn)確測量。這時(shí)可認(rèn)為該色譜峰的峰面積為A=h*b。 如圖2-3-8所示，基線AB漂移較大、色譜峰較寬，此時(shí)由峰頂點(diǎn)E作時(shí)間坐標(biāo)（t）的垂直線，交AB于

7、G，則EG為峰高（h），可由直尺或卡尺準(zhǔn)確測量。取EG中點(diǎn)，作AB的平行線，與色譜峰兩邊相交于F和H，由F和H兩點(diǎn)作時(shí)間坐標(biāo)（t）的垂直線，交時(shí)間坐標(biāo)（t）于K，L 兩點(diǎn)，此時(shí)KL為半高峰寬（b），也可以用直尺和卡尺準(zhǔn)確測量。這時(shí)可認(rèn)為該色譜峰的峰面積為A=h*b=EG*KL。（2）在出峰過程中靈敏度改變時(shí)峰面積的測量如圖2-3-9(a)和（b）所示， 2#峰測量時(shí)用的靈敏度與1#峰和3#峰不同，若變換靈敏度時(shí)不影響2#峰的起點(diǎn)和終點(diǎn)的記錄，則基線位置可按前面所述方法確定?；€確定后峰高和峰面積的測量也可按前面所述方法進(jìn)行。若變換靈敏度時(shí)，2#峰的起點(diǎn)和終點(diǎn)位置不能明確確認(rèn)時(shí)，可按下述方法確定

8、峰高。先作1#峰和3#峰所用靈敏度檔的漂移基線，再由2#峰頂點(diǎn)M或N）作時(shí)間坐標(biāo)的垂線，交漂移基線于A（或D），交時(shí)間坐標(biāo)軸于O。將OA（或OD）的距離乘（或除）以換檔的倍數(shù)，即可確定換檔后基線與2#峰高相交的位置B（或C）。連接原點(diǎn)和B（或C），可得變檔基線（虛線所示），此時(shí)2# 峰的峰高（h）即為MB（或NC）。峰高確定后（可用直尺或卡尺準(zhǔn)確測量），可在峰高（M B或NC）的1/2 處作變檔基線的平行線，截取色譜峰兩邊的線段即為半高峰寬（b）。這時(shí)2#峰的面積為A=h*h。 5. 重疊峰峰面積的測量 兩個(gè)色譜峰重疊，當(dāng)重疊峰的交點(diǎn)位于小峰的半峰高之下時(shí)（如圖2-3-10所示），可用前面所述

9、方法測量峰高（h）和半高峰寬（b），然后由峰高乘半高峰寬（h*b）來計(jì)算峰面積，誤差不大。 兩個(gè)色譜峰重疊，當(dāng)重疊峰的交點(diǎn)位于小峰的半峰高之上時(shí)（如圖2-3-11），通常是由交點(diǎn)Y作基線的垂直線，交基線于X，然后可用面積儀或用剪紙稱重法測量由YX 分開的兩個(gè)峰的峰面積。自動(dòng)積分儀也是采用此分割法進(jìn)行峰面積積分計(jì)算的。應(yīng)當(dāng)注意的是，只有在兩峰等高（或等面積）時(shí)，這種測量色譜峰峰面積的方法所產(chǎn)生的誤差較小。當(dāng)峰高（或峰面積）不等時(shí)，小峰面積測量的相對誤差將隨大峰與小峰的峰高（或峰面積）比值的增大而顯著增大（表2-3-1）。表2-3-1 不同峰高比（）時(shí)總分離效能指標(biāo)（K）和測量誤差（P e/%）的

10、關(guān)系(要對峰面積測量進(jìn)行校正，才能達(dá)到要求的誤差。表2-3-2和表2-3-3給出了測量重疊色譜峰峰面積時(shí)重疊峰中小峰面積和大峰面積的校正因子。表2-3-2 重疊峰中小峰面積A1的校正系數(shù)（f1）（表2-3-3 重疊峰中大峰面積（A 2）的校正系數(shù)(f)（表2-3-2 和表2-3-3 中的數(shù)據(jù)僅在下列條件中適用：（1）重疊峰的單個(gè)峰形應(yīng)呈高斯分布，表中的數(shù)據(jù)對非高斯峰會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，但大峰稍有不對稱時(shí)，產(chǎn)生的誤差并不嚴(yán)重；（2）兩重疊峰必須非?？拷?，兩峰的半高峰寬應(yīng)相等；（3）兩峰之間必須存在最低點(diǎn)，否則不適用； （4）重疊峰中小峰在大峰前洗脫時(shí)，校正結(jié)果也滿意。6. 曲線擬合法測量峰面積 對

11、于重疊嚴(yán)重，無谷點(diǎn)存在的混合峰的峰面積測量，可以采用模擬色譜流出曲線技術(shù)進(jìn)行。此時(shí)需一臺(tái)與色譜儀聯(lián)結(jié)起來的微型計(jì)算機(jī)，配備適當(dāng)?shù)能浖涂梢赃\(yùn)用曲線擬合法測量重疊峰的峰面積，這類軟件已實(shí)現(xiàn)商品化。 曲線擬合法測量重疊峰峰面積的原理如下。 單個(gè)組分的色譜流出曲線可表示為： 對于重疊峰峰面積的測量，曲線擬合法要比從重疊峰谷底引垂線分割兩個(gè)峰的中切法準(zhǔn)確度高，表2-3-4和表2-3-5 給出了這兩種方法測量正壬烷與鄰二甲苯混合物峰面積時(shí)的誤差。 由表2-3-4和表2-3-5 數(shù)據(jù)可見，對于未完全分離峰的定量，曲線擬合法產(chǎn)生的誤差比常規(guī)采用的中切法要小，特別是對小峰面積的測量，曲線擬合法用于色譜定量具有更高的準(zhǔn)確度。 7. 測量峰面積時(shí)需要注意的幾個(gè)問題表2-3-4 正壬烷峰面積與相對誤差（表2-3-5 鄰二甲苯峰面積與相對誤差（ （1）測量峰高和峰寬時(shí)，色譜圖應(yīng)放在平整的桌面上，再用直尺或卡尺測量，不宜在記錄儀上直接測量。 （2）要正確作出基線和峰的底線，以便正確確定峰高和半高峰寬。! 第三章色譜定量分析&/- （3）要提高峰面積測量的精度，就要在分析過程中注意調(diào)節(jié)靈敏