色谱定量的四大方法

张明 0 2024-05-14

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外标法归一化法内标法

实验室常用的色谱是如何定量？依据和方法有什么?今天小析姐就和大家讨论一下色谱的定量依据和定量方法。

色谱定量依据

以气相色谱为例，气相色谱是用峰面积或者峰高来定量的。依据如下：

1、最重要的第一条，就是检测器的线性响应关系。

在所有的色谱检测器中，除了FPD之外，所有的检测器都遵从线性响应，也就是说m=KS。这里m指单位时间内到达检测器的待测物质的量（包括质量或物质的量），K表示线性响应系数，S表示检测器响应信号的值。也就是说，检测器响应信号的大小与单位时间到达检测器的被测物质的总量成正比。当然我们也知道，这个关系是有范围的，量太大或者太小，都会脱离线性。

2、其次就是第二条，就是塔板理论。

塔板理论充分阐述了峰高与进样量之间的关系，或者说他们之间是成正比的。这个可以参考对塔板理论的说明。

根据这两条，可以肯定的说待测物质的峰高与待测物的进样总量成正比。或者利用微积分可以推断出待测物质的峰面积和待测物的进样总量成正比。既然峰高和峰面积都与进样总量成正比，为什么我们喜欢用峰面积，而不是更简单的峰高呢？这个问题也很简单，因为塔板理论不完全正确，峰形经常不完全满足正态分布，所以峰高的代表性不足。

什么时候峰高能够有良好的代表性？很明显，峰形良好而且对称，成良好的正态分布曲线形状的时候，或者说峰形尖锐且对称的时候。

色谱峰经常拖尾，所以用峰面积定量就可以了，峰面积绝大多数情形下都具有很好的代表性。但是在检测器超载，或模数转换器超载，或峰面积积分不准，或进样代表性不足，以及一些其他特殊情形下，用峰面积也不能得到正确结果。但无论如何，用峰面积定量已经是我们可实行的最准确方法了。

色谱定量方法

色谱定量方法共四种：外标法、归一化法、内标法、内加法（标准加入法）。

再细分归一化法还可以分为百分比法，带校正因子的归一化法，部分归一化法等。在这些定量方法中，百分比法和外标法最简单，内加法最麻烦。下面讲解这些方法各自适合的情况。

1、归一化法

把所有出峰的组分含量之和按100%计的定量方法，称为归一化法。

各成分校正因子一致时可用该法，该法简便、准确，特别是进样量不容易准确控制时，进样浓度及进样量的变化的影响很小。

其他操作条件，如流速、柱温等变化对定量结果的影响也很小，GC广泛应用于HPLC。

2、外标法（标准曲线法、直接比较法）

首先用欲测组分的标准样品绘制标准工作曲线。

具体作法是：用标准样品配制成不同浓度的标准系列，在与欲测组分相同的色谱条件下，等体积准确量进样，测量各峰的峰面积或峰高，用峰面积或峰高对样品浓度绘制标准工作曲线，此标准工作曲线应是通过原点的直线。若标准工作曲线不通过原点，说明测定方法存在系统误差。标准工作曲线的斜率即为绝对校正因子。

当欲测组分含量变化不大，并已知这一组分的大概含量时，也可以不必绘制标准工作曲线，而用单点校正法，即直接比较法定量。单点校正法实际上是利用原点作为标准工作曲线上的另一个点。因此，当方法存在系统误差时（即标准工作曲线不通过原点），单点校正法的误差较大。因此规定，y=ax+b，b的绝对值应不大于100%响应值是y的2%。

标准曲线法的优点：绘制好标准工作曲线后测定工作就很简单了，计算时可直接从标准工作曲线上读出含量，这对大量样品分析十分合适。特别是标准工作曲线绘制后可以使用一段时间，在此段时间内可经常用一个标准样品对标准工作曲线进行单点校正，以确定该标准工作曲线是否还可使用。

标准曲线法的缺点：每次样品分析的色谱条件（检测器的响应性能，柱温度，流动相流速及组成，进样量，柱效等）很难完全相同，因此容易出现较大误差。另外，标准工作曲线绘制时，一般使用欲测组分的标准样品（或已知准确含量的样品），因此对样品前处理过程中欲测组分的变化无法进行补偿。

3、内标法

选择适宜的物质作为欲测组分的参比物，定量加到样品中去，依据欲测组分和参比物在检测器上的响应值（峰面积或峰高）之比和参比物加入的量进行定量分析的方法称为内标法。

内标法的关键是选择合适的内标物。内标物应是原样品中不存在的纯物质，该物质的性质应尽可能与欲测组分相近，不与被测样品起化学反应，同时要能完全溶于被测样品中。内标物的峰应尽可能接近欲测组分的峰，或位于几个欲测组分的峰中间，但必须与样品中的所有峰不重叠，即完全分开。

内标法的优点：进样量的变化，色谱条件的微小变化对内标法定量结果的影响不大，特别是在样品前处理（如浓缩、萃取，衍生化等）前加入内标物，然后再进行前处理时，可部分补偿欲测组分在样品前处理时的损失。若要获得很高精度的结果时，可以加入数种内标物，以提高定量分析的精度。

内标法的缺点：选择合适的内标物比较困难，内标物的称量要准确，操作较麻烦。使用内标法定量时要测量欲测组分和内标物的两个峰的峰面积（或峰高），根据误差叠加原理，内标法定量的误差中，由于峰面积测量引起的误差是由于进样量的变化和色谱条件变化引起的误差，内标法比标准曲线法要小很多，所以总的来说，内标法定量比标准曲线法定量的准确度和精密度都要好。

4、标准加入法

标准加入法实质上是一种特殊的内标法，是在选择不到合适的内标物时，以欲测组分的纯物质为内标物，加入到待测样品中，然后在相同的色谱条件下，测定加入欲测组分纯物质前后欲测组分的峰面积（或峰高），从而计算欲测组分在样品中的含量的方法。

标准加入法的优点：不需要另外的标准物质作内标物，只需欲测组分的纯物质，进样量不必十分准确，操作简单。若在样品的前处理之前就加入已知准确量的欲测组分，则可以完全补偿欲测组分在前处理过程中的损失，是色谱分析中较常用的定量分析方法。

标准加入法的缺点：要求加入欲测组分前后两次色谱测定的色谱条件完全相同，以保证两次测定时的校正因子完全相等，否则将引起分析测定的误差。

简单来说，当我们能精确进样的时候，也就是能够保证每一次进样总的进样体积都一样的时候，我们总是倾向于选择外标法，当然有些时候也选择归一化法。当我们无法精确进样的时候，我们总是倾向于归一化法。当我们无法精确进样，又无法使用归一化法的时候，我们总是倾向于选择内标法。当我们用内标法也无法解决的时候，我们会选用内加法或者标准加入法这个复杂的方式来定量。

内容来源：化学分析计量网络

责任编辑：展源

审　　核：何发

色谱定量的四大方法

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