色谱定量分析

色谱定量分析

色谱分析的重要作用之一是对样品定量。色谱法定量的依据是：组分的重量或在载气中的浓度与检测器的响应信号成正比。在此，响应信号指峰面积或峰高，表示为：i i i A f w =，其中：w i 为欲测组分i 的量，A i 为组分i 的峰面积，f i 为比例系数，在此称为校正因子。由此可见，要准确定量，首先要准确测出峰面积与定量校正因子。

一、峰面积的测量 1. 对称峰面积的测量

对称色谱峰近似地看作一个等腰三角形，按照三角形求面积的方法，峰面积为

i w h A h i i 2

=，经验证明该方法计算的面积只有实际面积的0.94倍，故再乘一系数1.065，

i w h A h i i 2

065.1=，这是目前应用较广的计算法。

2. 不对称峰面积的测量

在色谱分析中，经常会遇到不对称峰，多数不对称峰为拖尾峰，峰面积的计算方法为：取峰高0.15倍处和0.85倍处峰宽的平均值，乘峰高：h W W A h h ⨯+=

)(2

1

85.015.0 3. 大色谱峰尾部的小峰面积的测量

分析某主成分中痕量组分时，常会遇到主峰未到基线，杂质峰开始馏出的情况。此时，杂质峰面积计算法如下：

沿主峰尾部划出杂质峰的基线，由峰顶作主峰基线的垂线。峰顶为A ，垂线与主峰尾部交点为B ，峰高一半处峰宽为b ，则A=AB·b 。

4. 基线漂移时峰面积的测量

基线漂移时的峰面积，形状与大峰后面拖尾的小峰的峰缝相似，计算方法相同。 5. 重合峰面积的测量

在色谱分析中，常会遇到分离不完全的重合峰，峰面积可如下计算：

两峰重合，如果交点位于小峰半高以下，可由峰高乘半高峰宽法计算两峰面积。 如果两峰交点位于小峰半高以上，通常是由交点作基线的垂线，再用剪纸称重法计算。 6. 峰高乘保留时间法

同系物间，半高峰宽与保留时间呈线形关系：a bt W R h +=2

，对于填充柱0≈a 。

当色谱峰很尖、很窄、半高峰宽不易测准时，可用保留时间代替半高峰宽

R bt h A ⋅=065.1。

7. 自动积分仪法

使用自动积分仪测量峰面积，速度快，比其他方法测量的精密度高，可大大节省人力，提高分析自动化程度。

8. 峰高在定量分析中的作用

峰高也可作为定量指标，对于一定的样品，如果操作条件保持不变，在一定的进样量范围内，半高峰宽是不变的，峰高可直接代表组分的浓度，由峰高代替面积计算。方法快速、简便，适用于固定不变的常规分析。与使用面积定量法比较，对于出峰早的组分，由于半高峰宽很小，相对测量误差大，这时用峰高定量更准确。对于出峰晚、峰较宽的组分，用峰面积定量更准确。

二、定量校正因子 1. 定量校正因子的提出

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

定量分析的依据是被测组分的量与响应信号成正比，但是，同一含量的不同物质，由于其物理、化学性质的差别，即使在同一检测器上产生的信号大小也不同，直接用响应信号定量，必然产生较大误差。因此提出了定量校正因子。定量校正因子对信号加以校正，校正后的峰面积可定量地代表物质的含量。

物质的响应还与检测器的灵敏度有关。单位量的同一物质在不同灵敏度检测器上，校正因子不同，但物质间的相对响应值相同，故进行面积校正时，常用相对值。由此提出了相对校正因子，即某物质与标准物质绝对校正因子之比值。常用的标准物质，热导池是苯，氢焰离子化检测器是正庚烷。人们通常将相对二字省略，仍称校正因子。

随着被测组分使用的计量单位不同，又可分为质量校正因子，摩尔校正因子和体积校正因子。

2. 校正因子的表达式 （1） 质量校正因子f m

单位面积所代表组分质量，是最常用的定量校正因子

s

i i

s m

s m i m m A m A f f f =

=

,,'

（1） 式中：m i ,A i ——分别为被测物的质量和峰面积； m s ,A s ——分别为标准物的质量和峰面积。 （2） 摩尔校正因子f M ’

单位峰面积所代表组分的摩尔数

i

s m s i i i s s sM iM M M M

f m M A m M A f f f ⋅===

''

（2）

M i ，M s 分别为被测物和标准物的相对分子质量。 （3） 体积校正因子f v ’

对于气体样品，体积校正因子按下式计算：

'

)

()('

4

.224.22M i s i s i s v s v i v f M m A M m A f f f =⋅⋅=

=

（3）

（4） 相对响应值S is

相对响应值也叫相对应答值，相对灵敏度等，指某组分i 与等量基准组分s 的响应值之比，当计算单位与相对校正因子相同时，他们与相对校正因子的关系为：

'

'

1is

is f S =

（4）

3. 峰高定量校正因子

对于用峰高进行定量的峰，要使用峰高定量校正因子，峰高定量校正因子受操作条件影响较大，因此一般不能直接引用文献值，必须在实际操作条件下用标准纯物质测定。

对于同系物，峰高定量校正因子可按下式估算：

A

s i Rs

Ri h s i f bt a bt a f ,,++=

（5）

其中：A

s i f ,为组分对标准物面积校正因子；b a ,为常数。 对于保留值较大的组分，a 值可忽略不计，上式近似表示为：

A

s i Rs

Ri h s i f t t f ,,=

（6）

具体计算方法为：测两个纯物质（标准物与欲测样品组分）的W h/2与t R 值，根据

R bt a W h +=2

，解方程组求a 和b 值，然后根据测得的保留时间，再从文献上查得面积校

正因子A s i f ,，即可求出h

s i f ,。

该方法不适用于不对称的色谱峰和保留时间过小的色谱峰。 4. 校正因子的测量方法 （1） 测量方法

准确称取被测组分和标准物质，最好使用色谱纯试剂，在实验条件下，准确称量进样，准确测量峰面积，分别按式（1）、（2）、（3），计算质量校正因子，摩尔校正因子和体积校正因子。

（2） 校正因子的换算

如果将校正因子改为相对于另一标准物的校正因子，可按下式计算：

)

,(),(),(ΦΦ=

i m s m s i m f f f （7）