色谱分析计算方法校正

气相色谱分析计算方法

一、什么是气相色谱？它是怎样分离分析样品的？

气相色谱法是基于色谱柱能分离样品中各组分，检测器能连续响应，能同时对各组分进行定性定量的一种分离分析方法，所以气相色谱法具有分离效率高、灵敏度高、分析速度快、应用范围广等优点。

色谱分析法实质上是一种物理化学分离方法，色谱分离的基本原理是试样组分通过色谱柱时与填料之间发生相互作用，这种相互作用大小的差异使各组分互相分离而按先后次序从色谱柱后流出。

二、色谱分析计算的三个基本条件

1、定性：

为什么要定性，怎样定性？

定性分析的目的是确定试样的组成，即确定每个色谱峰各代表何种组分。简单说来就是身份确认。

在一定实验条件下，组分的保留值时间具有特征性，是气相色谱定性的参数。保留时间（R t ）：它是只从进样到色谱柱后出现待测组分信号极大值所需要的时间。保留时间定性是相对的，不是绝对的，有时候要使用联合技术才能更好的定性，比如GC-MS，GC-NMR等定性是定量的基础，是前提条件；定量是定性的表现形式。

2、检测

检测器：是将流出色谱柱的被测组分的浓度转变为电信号的装置。

（1）热导检测器(TCD) ：

利用被测组分和载气的导热系数不同而响应的浓度型检测器，有的亦称为热导池（适用于无机气体和有机气体如：N2、O2）。

优点：

1）通用型，应用广泛

2）结构简单

3）稳定性好

4）线性范围宽

5）不破坏组分，可重新收集制备

缺点：与其他检测器比灵敏度稍低（因大多数组分与载气热导率差别不大）

（2）氢火焰离子化检测器（FID质量型）：（适用于有机化合物，特别是碳氢化合物如：C2H2、VCM ：C2H3Cl）。

优点：专属型检测器（只能测含C有机物），灵敏度高（> TCD），响应快，线性范围宽。

缺点：燃烧会破坏离子原形，无法回收，（制备纯物质，不采用），对在氢火焰中不电离的无机化合物，如H2O, NH3, CO2, SO2等不能检测。

（3）电子捕获检测器（ECD）

电子捕获检测器（ECD）也是一种离子化检测器，它可以与氢火焰共用一个放大器。它的应用仅次于热导检测器和氢焰检测器。是一种具有选择性的高灵敏度检测器。ECD 仅对具有电负性的物质，如含有卤素、硫、磷、氧、氮等的物质有响应信号，物质的电负性愈强，检测器的灵敏度愈高。

检测原理：

当载气（N2）从色谱柱流出进入检测器时，放射源放射出的β射线，使载气电离，产生正离子及低能量电子，这些带电粒子在外电场作用下向两电极定向流动，形成了约为10 -8A 的离子流，即为检测器基流。

此外，氮磷检测器（NPD）及火焰光度检测器（FPD）等也用得比较多。

有待测组分进入检测器后，检测器输出的电压信号（色谱峰面积或峰高）与样品的浓度或正比，色谱定量基础。

检测器和色谱柱并不是万能的，不同的样品要选择合适的检测器和色谱柱才能完成分析任务。

3、定量(计算)：

（1）为什么要定量，怎样定量？如何准确定量？需要注意什么？

定量分析就是要确定样品中某一组分的准确含量。

气相色谱法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。因此，色谱定量分析的基本公式是：

W i=f i*A i或C i=f i*h i

其中w i 为组分的质量；ci 为组分的浓度；fi 为组分的校正因子；Ai 为组分i 的峰面积；hi为组分i 的峰高。

在色谱定量分析中，什么时候采用Ai，什么时候采用hi，将视具体情况而定。一般来说，对浓度敏感型检测器，常用峰高定量；对质量敏感型检测器，常用峰面积定量。

要想准确定量，进样要准确（我们没有六通罚），样品要有代表性，还要保持仪器稳定，在最佳状态运行。

（2）什么是峰高和峰面积？

峰高（h）是指峰顶到基线的距离，以h 表示。峰面积（A）是指每个组分的流出曲线与基线间所包围的面积。峰高或峰面积的大小和每个组分在样品中的含量相关，因此色谱峰的峰高或峰面积是气相色谱进行定量分析的主要依据。。因此要准确地测量峰高和峰面积，关键在于峰底（或基线）的确定。峰底是从峰的起点与峰的终点之间的一条连接直线。一个完全分离的峰，峰底与基线是相重合的。峰面积和峰高的计算现在一般都直接通过积分仪得出。使用峰面积积分，一定要等峰出完，即达到基线平稳才能停止检测。

为了加快分析速度，在仪器方法允许的情况下，我们可以进行两针连打，但是要注意避免重叠干扰，如果发现重叠现象，必须重新进样分析。如下图所示

（3）定量（峰面积和峰高的校正）方法及各方法的优劣

色谱中常用的定量方法有归一化法、外标法、内标法、和标准加入法。

①归一化法

当试样中所有组分均能流出色谱柱，并在检测器上都能产生信号时，可用归一化法计算组分含量。所谓归一化法就是以样品中被测组分经校正过的峰面积（或峰高）占样品中各组分经校正过的峰面积（或峰高）的总和的比例来表示样品中各组分含量的定量方法。其计算公式为：

归一化法定量的优点是简便、精确，进样量的多少与测定结果无关，操作条件（如流速，柱温）的变化对定量结果的影响较小，可以同时测出样品中多组分的含量。归一化法定量的主要问题是校正因子的测定较为麻烦，还要样品所有组分都要流出色谱柱，并能在检测器上产生信号，耗时较长，不适合要快速分析的工厂中间控制使用。 ②外标法（即标准曲线法或直接法）

以待测组分纯品为对照物，与试样中待测组分的响应信号相比较进行定量的方法。 此方法是用标准样品配制成不同浓度的标准系列，在与待测组分相同的色谱条件下，等体积准确进样，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曲线，分光光度分析中的标准曲线法相似。

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