氣相色譜定量方法及加標(biāo)回收率的計(jì)算

1、氣相色譜的定量方法加標(biāo)回收率的計(jì)算 主講：白明本節(jié)的主要內(nèi)容n色譜的定量方法n加標(biāo)回收率的計(jì)算色譜的定量依據(jù)幾種常見的定量方法計(jì)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(jì)算公式加標(biāo)回收的意義色譜的定量依據(jù)n峰高（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。n峰面積（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。wf HwfA常見的幾種定量方法n峰面積百分比法（PERCENT）n校正歸一化法（NORM%）n外標(biāo)法（ESTD）n內(nèi)標(biāo)法（ISTD）n外標(biāo)百分比法（ ESTD%）n

2、內(nèi)標(biāo)百分比法（ ISTD%）峰面積百分比法（峰面積百分比法（PERCENT）n峰面積百分比法，是指通過計(jì)算某一組分峰面積在所有峰面積百分比法，是指通過計(jì)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(jì)算這個組組分峰面積總和中所占的比重（比例），來計(jì)算這個組分含量的方法。計(jì)算公式如下：分含量的方法。計(jì)算公式如下：Ai組分峰面積；組分峰面積；w水水樣品中水的含量樣品中水的含量，%。(%)(100)iiAwwA水A1=600A2=400A3=800A4=200w1=30%w2=20%w3=40%w3=10%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

3、數(shù)據(jù)，需滿足以下幾點(diǎn)要求：n1.所有組分包括未知組分全部出峰，且全部分離；所有組分包括未知組分全部出峰，且全部分離；n2.雜質(zhì)峰面積遠(yuǎn)小于測定組分峰面積，可以完全雜質(zhì)峰面積遠(yuǎn)小于測定組分峰面積，可以完全忽略；忽略；n3.雜質(zhì)組分物化性質(zhì)與測定組分物化性質(zhì)相似程雜質(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)。度接近，最好是同一類物質(zhì)。峰面積百分比法優(yōu)缺點(diǎn)n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n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 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-戊二醇戊二醇0.04%2-甲基甲基-1,4-丁

4、二醇丁二醇0.01%1,4-丁烯二醇丁烯二醇0.05%3-甲基甲基-1,5-戊二醇戊二醇0.02%1,6-己二醇己二醇未檢出未檢出四氫呋喃四氫呋喃未檢出未檢出-丁內(nèi)酯丁內(nèi)酯未檢出未檢出馬來酸二丁酯馬來酸二丁酯0.01%水分水分0.01%其他未知組分其他未知組分0.06%譜圖處理及結(jié)果計(jì)算)100(%)BDOBDO水wAAwi成品成品BDO純度（純度（%）按下式計(jì)算：）按下式計(jì)算：校正歸一化法（校正歸一化法（NORM）n校正歸一化法，是將所有組分峰面積校正后，按各組校正歸一化法，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。此定量方法分在整體中所占的比例進(jìn)行定量的結(jié)果。此定

5、量方法比峰面積百分比法較為精確，計(jì)算公式為：比峰面積百分比法較為精確，計(jì)算公式為：)100(%)iiiii水wAfAfwfi組分校正因子；組分校正因子；Ai組分峰面積；組分峰面積；w水水樣品中水的含量，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：n1.所有組分包括未知組分全部出峰，且全部分離；所有組分包括未知組分全部出峰，且全部分離；n2.在實(shí)際測定時各個組分的含量變化范圍不能太在實(shí)際測定時各

6、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；大，以免影響整體測定結(jié)果；n3.未知組分峰面積遠(yuǎn)小于已知組分峰面積，可以未知組分峰面積遠(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完全忽略，若有未知組分的峰面積過大則不推薦使用。使用。校正歸一化法優(yōu)缺點(diǎn)n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。n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。實(shí)例：粗DMO典型色譜圖結(jié)果計(jì)算n粗粗DMO中各組分含量中各組分含量wi(%)用下式計(jì)算：用下式計(jì)算：)100(%)iiiii水wAfAfwfi組分校

7、正因子；組分校正因子；Ai組分峰面積；組分峰面積；w水水樣品中水的含量，樣品中水的含量，%。化合物名稱化合物名稱相對校正因子相對校正因子fi峰面積峰面積Ai歸一化結(jié)果歸一化結(jié)果%實(shí)際結(jié)果實(shí)際結(jié)果%ML0.529022.370.1410.141MF1.099229.750.3910.390甲醇甲醇0.5145721.404.4484.443DMC0.899896.601.0411.039DMO1.00007840.6893.97593.879水水-0.102外標(biāo)法（外標(biāo)法（ESTD）n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

8、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(jì)算公式如下：定量方法。計(jì)算公式如下：i,iiii,=wwfAA標(biāo)標(biāo) 即 fi組分校正因子；組分校正因子；Ai組分組分i的峰面積；的峰面積；wi,標(biāo)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)樣品中組分標(biāo)準(zhǔn)樣品中組分i的含量，的含量，%；Ai,標(biāo)標(biāo)組分組分i的峰面積的峰面積。A1,標(biāo)標(biāo)=600A2,標(biāo)標(biāo)=400w1,標(biāo)標(biāo)=30%w2,標(biāo)標(biāo)=16%A1=350A2=450w1=17.5%w2=18%iiiwf A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：n1.要求色譜的穩(wěn)定性必須非常好才行，

9、否則會對要求色譜的穩(wěn)定性必須非常好才行，否則會對測定直接產(chǎn)生影響；測定直接產(chǎn)生影響；n2.由于外標(biāo)法的結(jié)果與進(jìn)樣量的大小是直接相關(guān)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；的，所以只適用于測定較低含量的樣品；n3.計(jì)算是按質(zhì)量計(jì)算的，而進(jìn)樣是按體積進(jìn)樣的，計(jì)算是按質(zhì)量計(jì)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。密度的差異比較大的時候。外標(biāo)法的優(yōu)缺點(diǎn)n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n缺點(diǎn)：進(jìn)樣量必須準(zhǔn)確須定期對峰進(jìn)行重新校正內(nèi)標(biāo)法（內(nèi)標(biāo)法（ISTD

10、） 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(jì)算公式如下：量。計(jì)算公式如下：,(/)(/)=(/)(/)= iiiiiiiiiwwwwfAAAAAwwAfwAA對照樣品內(nèi)標(biāo)內(nèi)標(biāo)對照樣品內(nèi)標(biāo)內(nèi)標(biāo)對照樣品樣品樣品內(nèi)標(biāo)對照內(nèi)標(biāo) 即 內(nèi)標(biāo)法使用要求n當(dāng)

11、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。液不必精密稱（量）取。n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。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，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)析的

12、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、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)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。分分離。內(nèi)標(biāo)物的選擇標(biāo)準(zhǔn)n樣品中不存在該物質(zhì)樣品中不存在該物質(zhì)n物理化學(xué)性質(zhì)與待測組分相似，最好為同系物物理化學(xué)性質(zhì)與待測組分相似，最好為同系物n與待測組分的相應(yīng)靈敏度接近與待測組分的相應(yīng)靈敏度接近n不會與樣品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，且與樣品能完全互溶不會與

13、樣品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，且與樣品能完全互溶n在待測組分附近流出，不得干擾到測定峰的出峰，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)且不能與測定峰的保留時間相差太遠(yuǎn)n可得到良好的、干凈利落的色譜峰可得到良好的、干凈利落的色譜峰n其色譜性質(zhì)穩(wěn)定其色譜性質(zhì)穩(wěn)定內(nèi)標(biāo)法的優(yōu)缺點(diǎn)n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n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(jì)算過程比較復(fù)雜，不容易掌握外標(biāo)百分比法（外標(biāo)百分比法（ISTD%）和內(nèi)標(biāo)百分比法（）和內(nèi)標(biāo)百分比法（ESTD%）n外標(biāo)百分比法和

14、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(jì)算公式如下：n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，物組成的樣品的定量，若樣品中存在未知物，則該定量若樣品中存在未知物，則該定量方法是不可靠的方法是不可靠的。,(%)100iiiif Awf A樣品樣品iiiii(%)100f Awf A外標(biāo)百分比：內(nèi)標(biāo)百分比：第二部分加標(biāo)回收率的計(jì)算加標(biāo)回收率簡介n回收率回收率（Reco

15、very rate）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)空白加標(biāo)回收率回收率和樣品加標(biāo)回收率樣品加標(biāo)回收率兩種。n（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。 n（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

16、品加標(biāo)回收率。n 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?？刂频哪康?。加標(biāo)回收的意義n反映一個方法定量關(guān)系的可靠程度n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n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n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(jì)算、物質(zhì)的量加標(biāo)計(jì)算、吸光度加標(biāo)計(jì)算等多種計(jì)算方法，對于加標(biāo)濃度的計(jì)算方法給定了一個理論公式：0(%)100ccPc式中：P 加標(biāo)回收率，%； c 加標(biāo)后測定值，%； c0 原始測定值，%； c

17、加標(biāo)濃度，%。加標(biāo)回收率的實(shí)驗(yàn)過程n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；n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(jì)算出加標(biāo)濃度c ；n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；n用理論公式進(jìn)行計(jì)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。加標(biāo)濃度c的計(jì)算n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c按下式計(jì)算：0000m cmwccmm n由于加標(biāo)質(zhì)量m非常小

18、（僅為樣品1%），所以可完全忽略不計(jì)，所以上式化簡后近似寫成：0mwcm 最終計(jì)算公式 把c的計(jì)算公式代入理論公式中，得到加標(biāo)回收率的計(jì)算公式為：00()(%)m ccPmw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 。計(jì)算公式使用的條件n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）；n各類子樣的測定過程必須按相同的操作步驟進(jìn)行；n加標(biāo)量不可太大，一般為待測物含量的0.52倍，且加標(biāo)后的總含量不得超出分析方法的測定上限；n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。實(shí)例：甲醇樣品加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn) 某一液體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？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