色谱法定量分析方法及原理

色谱法定量分析方法及原理

定量分析就是要确定样品中某一组分的准确含量。色谱定量分析与绝大部分的仪器定量分析一样，是一种相对定量方法，而不是绝对定量方法。它是根据仪器检测器的响应值与被测组分的量，在某些条件限定下成正比的关系来进行定量分析的。也就是说，在色谱分析中，在某些条件限定下，色谱峰的峰高或峰面积(检测器的响应值)与所测组分的数量(或浓度)成正比。

一、原理

色谱法定量分析的根据是组分i 通过检测器时产生的信号大小，即组分i 的峰面积A i （或组分i 的峰高h i ）与进入检测器的组分i 的质量m i 成正比A i ∝m i 或h i ∝m i ，由此得到：

A i =S i m i ；h i =S i(h)m i 或者m i =A i /S i =A i f i ；m i =h i /S i(h)=h i f i(h)

式中 A i ------组分i 的峰面积，mm 2；

m i ------组分i 进入检测器的量，g 或mol 数；

h i ------组分i 的峰高，mm ；

S i ------组分i 的绝对响应值；

f i ------组分i 的绝对校正因子；

S i(h)------组分i 的峰高绝对响应值；

f i(h)-----组分i 的峰高绝对校正因子。

二、色谱定量分析的方法

1、归一化法定量分析。归一化法定量是色谱分析法中常用而且简单准确的方法。归一化法只适用于样品中所有组分都能从色谱柱流出并被检测器检出，且都在线性范围内，同时又能测定或查出所有组分相对校正因子的样品。各组分含量的计算公式为：

100%i i i i i

f A X f A =⨯∑ 式中，X i ，f i ，A i 分别为试样中被测组分的百分含量、相对质量校对因子和色谱

峰面积，这个式子也称为面积校正归一化法。归一化法定量的特点是比较简单、方便，其结果与进样量无关，仪器的操作条件稍有变动对结果影响不大。

当所有组分的校正因子都相同时，上式可简化为：

100%i i i

A X A =⨯∑ 此式又称为面积归一化法，在FID 上，各种烃类的f i 都很相近，在计算时

采用此式给定量分析带来了极大的方便。

2、内标法。内标法即是将一种纯物质作为标准物加入到待测样品中，进行色谱定量的一种方法。内标法是色谱分析法中常用而且准确的定量方法，进样量的准确性和操作条件的波动对测定结果的影响较小，此法不要求出全峰，但待测的组分必须出色谱峰。应用内标法定量必须向样品中加入一定量的内标物质纯品，此内标物质应该是样品中不存在的，且与待测组分性质相近的纯物质，加入的内标物质量应与待测物质的质量分数相近，内标物的色谱峰应位于待测组分峰的附近，或位于几个待测组分峰的中间，并与待测组分峰完全分离。

具体方法是：准确称取一定质量的内标物质，加入到准确称取的一定质量的样品中去，混合均匀，在一定的色谱操作条件下，将混合物注入色谱仪，分离出峰后，分别测量组分i 和内标物S 的峰面积或峰高，组分含量的计算为:

100%s i i i E E

m f A X mf A =⨯ 式中，m s ，m 分别为加入内标物的量和试样的质量；

i 代表被测峰；E 代表内标峰。

内标法定量的特点是准确，没有归一化法的那些限制，只要所需分析组分在选定色谱条件下有信号，而且峰面积可测量并在线性范围内即可。对内标物的要求是既能和被测样品互溶，又能和被测的各组分在色谱图上分开，内标物的浓度应与被测组分浓度相近。

3、外标法。外标法又称标准工作曲线法或已知样校正法。此法是先配制一系列不同浓度的标样进行色谱分析，作出峰面积对浓度的工作曲线，在严格相同的色谱条件下，注射相同量或已知量的试样进行色谱分析，求出峰面积后根据工作曲线求出被测组分的含量。若工作曲线通过原点，可配制与所测组分浓度相近的一个标样进行色谱分析。在相同进样量的条件下，被测组分含量可直接用下式

计算：

E Ai

i i A X E =

此方法的特点是操作简单，计算方便，但要求分析组分与其他组分完全分离、色谱分析条件也必须严格一致；而且标准物的色谱纯度要求高(或用准确知道浓度的标准物，配置浓度时进行折算)。当配制标样的化合物与所测组分不同时，则峰面积必须进行校正：

E E E fiAi i f A X X =

式中，X i ,f i ,A i 分别为被测组分含量、相对校正因子及峰面积；

X E ,f E ,A E 分别为外标物的浓度、相对校正因子及峰面积。

色谱用于组分的定量分析时，由于具有高灵敏度、高分离效能和宽量程的特点，因此不仅可以分析从常量到痕量直至超痕量的组分，而且相对于光谱、质谱、核磁等现代分析仪器而言，其结果更为准确。