GCMS内标定量法

安捷伦GCMS内标法定量简介（以5975为例）

一、内标法基础回顾（包括外标法的概念）

1. 定量响应值

不同的物质，由于其物理性质，化学性质（化学结构）的不同，在气相色谱检测器（FID，TCD，FPD，ECD，MSD等）上的响应会不同。相同量的同种物质对不同检测器响应不同。相同量的不同物质对于同一种检测器响应不同。在质量选择检测器（MSD）上，物质的化学结构不同，电离电位不同，需要的电离能量不同，裂解碎片不同，裂解碎片丰度不同，这样得到的质量离子色谱图的峰面积或峰高也不同（当然总离子色谱图的峰面积也不同）。直接用响应信号定量，必然导致较大误差。故引入响应因子或校正因子。定量响应因子或校正因子对检测器产生的信号加以校正，校正后的峰面积可以定量的代表物质的含量。例如图1中A, B, C 三个化合物的有不同的含量和峰面积。

图 1

响应值S，即为某一物质（组分）在检测器所产生的信号强度（电信号，峰高，峰面积等，本篇均采用峰面积为例，包括下面的校正因子计算，内标法计算等），例如一定质量（m）的某一物质通过检测器在工作站或积分仪上产生峰面积为A，则可用下式表示：

绝对响应值S’ i = A i / m i

(式中：m i -----i组分的量；S’i -----i组分的校正因子；A i----i组分的峰面积)

绝对响应值S就是单位量物质通过检测器时产生的信号强度（电信号，峰高，峰面积等），也成为绝对灵敏度。一个化合物的绝对响应值就是该化合物的含量除分析这个校正混合物时该化合物的峰面积（或峰高）的值。绝对响应值校正了检测器对不同化合物的响应能力。

当校正样和未知样品在同样的条件下分析时，外标法是基本的定量方法。未知样品的结果与校正样的结果相比较从而计算出未知物的含量。

外标法使用绝对响应。响应因子从校正表中得到并可储存。在分析后面的样品时，响应因子被用于计算化合物的含量。使用这种计算方法必须注意一点，即每次运行的进样量必须是一致的。

或者讲每一组分的检测面积除以其已知的含量得到各自的响应值。

例如图1中A化合物的绝对响应值

S’ A=3000(假如单位为pA*sce)/100(假如单位为ng或ppm)=30

B化合物的绝对响应值S’ B=2500/80=31.25

C化合物的绝对响应值S’ C=4000/200=20

组分的面积乘以响应值得到其含量（或浓度）, 即外标法：m i = A i S’ i m i = A i/S’ i

外标法优点是：快速简单, 只要待测组分出峰且完全分离即可。但要求：进样量、色谱质谱分析操作条件严格不变。是属于绝对法。绝对响应值的使用也是要求进样量、色谱质谱分析操作条件严格不变。

所以引入相对响应值，用于内标法的计算（进样量，操作条件没有外标法那样严格要求，是相对测定法，下面会谈到）。

化合物i的绝对响应值为S’ i = A i / m i

化合物s(基准物或内标物)的绝对响应值为S’s = A s / m s

则化合物i对于内标物s的相对响应值：S i/s= S’ i/S’s = A i m s /（A s m i）

(或者讲内标物的相对响应值等于1)

例如图1中，假如化合物B为基准物（或内标物），则相对于B，化合物A的相对响应值是：

S A/s = 3000*80/(2500*100) = 0.96 或 S A/s = 30/31.25 = 0.96

2. 定量校正因子

校正因子是定量计算公式中的比例常数，其物理意义是单位面积所代表的被测组分的量。

可用下式表示：

绝对质量（或重量）校正因子f’i = m i/A i可以导出 m i = f’i A i

式中：m i -----i组分的量；f’i -----i组分的校正因子；A i----i组分的峰面积

例如图1中A化合物的绝对质量校正因子f’A = m A/A A = 100/3000 = 0.033

(与组分性质、仪器灵敏度等有关，例如外标法采用绝对质量校正因子进行计算)

相对质量校正因子 f i/s= f’i/f’s = m i A s/(m s A i)

例如图1中，假如化合物B为基准物（或内标物），则相对于B，化合物A的相对校正因子是：

f A/s = 2500*100/(3000*80) = 1.04

响应值和校正因子的关系是互为倒数：即 S = 1/f 或 f =1//S 或Sf=1。

实际上一般多采用校正因子来进行定量计算。

注：安捷伦的仪器使用绝对响应因子（用RF表示）进行外标法定量，别的仪器是绝对校正因子。实际上安捷伦的RF就是一般的校正因子。3. 内标法

简单的讲，内标法就是在待测的样品中准确加入一定量的内标物，根据被测物和内标物的量及其在（在质谱中是质量色谱图）色谱图相应的峰面积比取出此被测定组分的含量。

样品中加入内标物，利用被测物与内标物校正因子的比值不变来进行定量的。

首先用被测物标准品和内标物配制标准溶液，求得定量响应因子或校正因子：

S i/s= S’ i/S’s = A i m s /（A s m i）

或 f i/s= f’i/f’s = m i A s/(m s A i)

请参考上面的相对响应值和相对校正因子的例子。

在样品中准确加入内标物后，再由它和样品的峰面积来计算：

m i =（A i /A s）*m s/ (S’ i/S’s)= （A i /A s）*m s /S i/s

(在安捷伦上是m i =（A i /A s）*m s * RF‘i/s）

或 m i =（A i /A s）*m s* f’i/f’s = （A i /A s）*m s * f i/s

例如，在含未知物A，C的样品中加入100ppm*的内标物B，进样后得到图2的色谱图：

（注：*例如，准确称取1.0000样品，加入1000ppm（即0.1%）的内标物化合物B 标准液0.1000g，即在样品中的内标含量为: 1000ppm*0.1000/1.0000 = 100ppm）