气相色谱定量方法及加标回收率的计算

外标法的优缺点

优点：
只对欲分析的组分峰做校正即可 无需所有组分均流出

缺点：
进样量必须准确
须定期对峰进行重新校正
内标法（ISTD）
内标法是将一定重量的纯物质作为内标物加到一定量 的被分析样品混合物中，然后对含有内标物的样品进行色 谱分析，分别测定内标物和待测组分的峰面积及相对校正 因子，按公式和方法即可求出被测组分在样品中的百分含 量。计算公式如下：

峰面积百分比法优缺点

优点：
对进样量无要求 无需校准，可根据峰面积直接定量

缺点
所有物质都要流出且被检测到
定量结果较为粗略
峰面积必须准确
本厂成品BDO纯度达99.8%，其中中含有的 杂质组分如下：
1,4-戊二醇 2-甲基-1,4-丁二醇 1,4-丁烯二醇 3-甲基-1,5-戊二醇 1,6-己二醇 四氢呋喃 γ-丁内酯 马来酸二丁酯 水分 其他未知组分 0.04% 0.01% 0.05% 0.02%
校正归一化法优缺点

优点：
对进样量要求不严格 相比峰面积百分比法，可较准确地进行定量。

缺点
所有物质都要流出且被检测到 必须校正所有的峰 对灵敏度差异比较大的组分，可能在实际测定
中会产生较大误差。
实例：粗DMO典型色谱图
结果计算

粗DMO中各组分含量wi(%)用下式计算：
f'i Ai wi (%) (100 w水 ) f'i Ai
wi wi,标 = fi 即 Ai Ai,标
A1,标=600
wi fi Ai
A2,标=400
fi……组分校正因子；
Ai……组分i的峰面积；
wi,标……标准样品中组分i的含量，%； Ai,标……组分i的峰面积。
A1=350
A2=450
w1,标=30%
w2,标=16%
w1=17.5%
w2=18%
加标回收的意义
反映一个方法定量关系的可靠程度 从侧面反映出分析过程的严密程度，即误 差（或准确度）的大小 通过进行多次加标回收实验，可以确定一 个分析方法的检测范围 通过加标回收实验，可以发现外部条件的 变化对测定的影响

加标回收率的理论公式
样品加标回收率一般有浓度加标计算、物质的 量加标计算、吸光度加标计算等多种计算方法，对 于加标浓度的计算方法给定了一个理论公式：
外标法适用范围
要用外标法进行定量分析，则需满足以下条件： 1.要求色谱的稳定性必须非常好才行，否则会对 测定直接产生影响； 2.由于外标法的结果与进样量的大小是直接相关 的，所以只适用于测定较低含量的样品； 3.计算是按质量计算的，而进样是按体积进样的， 所以有时得考虑密度的影响，尤其是溶剂与组分 密度的差异比较大的时候。

w f A
适用条件：峰面积一般不会随着外在条件的改变 而改变，所以用峰面积定量在任何条件下都适用。
常见的几种定量方法
峰面积百分比法（PERCENT） 校正归一化法（NORM%） 外标法（ESTD） 内标法（ISTD） 外标百分比法（ ESTD%） 内标百分比法（ ISTD%）

外标百分比法和内标百分比法是在外标法和内标法的基础 上，由所得化合物的含量除以样品的总含量，得到该化合 物的百分含量。计算公式如下： 外标百分比： 内标百分比：

wi (%)
fi Ai 100 fi Ai
w(%)
f 'A
i
fi ' Ai ,样品
i ,样品
100
注意：由于外标百分比法和内标百分比法没有校正未知 组分峰，所以这两种定量方法只适用于全部由已知化合 物组成的样品的定量，若样品中存在未知物，则该定量 方法是不可靠的。
内标物的选择标准

样品中不存在该物质 物理化学性质与待测组分相似，最好为同系物 与待测组分的相应灵敏度接近 不会与样品发生化学反应，且与样品能完全互溶 在待测组分附近流出，不得干扰到测定峰的出峰， 且不能与测定峰的保留时间相差太远 可得到良好的、干净利落的色谱峰 其色谱性质稳定
f i Ai wi (%) (100 w水 ) fi Ai
A1=600 fi……组分校正因子； Ai……组分峰面积； w水……样品中水的含量，%。 A3=800
f1’=0.7
A2=400 f1’=0.9
wenku.baidu.com
f1’=1.0
A4=200 f1’=1.3
w1=22.8%
w2=19.6%
w3=43.5%
A4=200
w1=30%
w2=20%
w3=40%
w3=10%
峰面积百分比法的适用范围
此定量方法在很多时候都较为粗略，若要获得 较为准确的分析数据，需满足以下几点要求： 1.所有组分包括未知组分全部出峰，且全部分离； 2.杂质峰面积远小于测定组分峰面积，可以完全 忽略； 3.杂质组分物化性质与测定组分物化性质相似程 度接近，最好是同一类物质。

峰面积百分比法（PERCENT）

峰面积百分比法，是指通过计算某一组分峰面积在所有 组分峰面积总和中所占的比重（比例），来计算这个组 分含量的方法。计算公式如下：
Ai w(%) (100 w水 ) Ai
A1=600
A2=400
Ai……组分峰面积；
w水……样品中水的含量，%。
A3=800
内标法的优缺点

优点：
进样量要求不严格 只对欲分析的组分峰进行校正即可 因为内标峰与样品峰是同时流出的，所以比外
标法更加准确，且受仪器稳定性影响小

缺点：
每次分析都必须加入内标物到样品中 分析和计算过程比较复杂，不容易掌握
外标百分比法（ISTD%）和内标百分比法（ESTD%）
( wi ,对照 / w内标 ) ( wi ,样品 / w内标 ) f ' = ( Ai ,对照 / A内标 ) ( Ai ,样品 / A内标 ) 即 wi ,样品 = wi ,对照 Ai ,对照 Ai ,样品 =f ' Ai ,样品 A内标 w内标
内标法使用要求


当配制校正因子测定用的对照溶液和含有内标物质的待测 组分溶液使用同一份内标物质溶液时，则配制内标物质溶 液不必精密称（量）取。 采用内标法定量时，内标物的选择是一项十分重要的工作。 理想地说，内标物应当是一个能得到纯样的已知化合物， 这样它能以准确、已知的量加到样品中去，它应当和被分 析的样品组分有基本相同或尽可能一致的物理化学性质 (如化学结构、极性、挥发度及在溶剂中的溶解度等)、色 谱行为和响应特征，最好是被分析物质的一个同系物。当 然，在色谱分析条件下，内标物必须能与样品中各组分充 分分离。
f’i……组分校正因子； Ai……组分峰面积； w水……样品中水的含量，%。
化合物名称 相对校正因子fi’
峰面积Ai
归一化结果%
实际结果%
ML
MF 甲醇 DMC DMO 水
0.5290
1.0992 0.5145 0.8998 1.0000 --
22.37
29.75 721.40 96.60 7840.68 --
计算公式使用的条件



同一样品的子样取样体积必须相等（若是称取质 量，则要保证多次称量尽可能接近）； 各类子样的测定过程必须按相同的操作步骤进行； 加标量不可太大，一般为待测物含量的0.5～2倍， 且加标后的总含量不得超出分析方法的测定上限； 加标物浓度宜较高（纯物质最好），子样取样体 积宜较大，加标物的体积应很小，一般以不超过 原始试样体积的1%为好。
瓶号 样品量m0/g 1# 2# 3# 10.0045 加标量mw/g 0.0248×0.999 加标测定值 c /% 5.5704 加标回收率 P/% 101.11
10.0032
9.9978 10.0002 10.0093
0.0575×0.999
0.0867×0.999 0.1204×0.999 0.1599×0.999
0.141
0.391 4.448 1.041 93.975 --
0.141
0.390 4.443 1.039 93.879 0.102
外标法（ESTD）

外标法，是把已知浓度的标准样品和未知浓度的实际样品在相同的 条件下单独进样，把得到的峰面积进行比较以求得待测组分含量的 定量方法。计算公式如下：
c c0 P(%) 100 c
式中：P —— 加标回收率，%； c —— 加标后测定值，%； c0 —— 原始测定值，%； Δc —— 加标浓度，%。
加标回收率的实验过程


用选定分析方法对原始样品的含量进行测定，得 出其初始含量c0； 量取一定体积（或称取一定质量）的原始样品， 向其中加入一定量（一般为质量）的待测组分纯 物质或含有该组分的物质，计算出加标浓度Δc ； 对加标后的样品用同样的分析方法进行测定，得 出加标后的含量c； 用理论公式进行计算，对一般加标回收实验而言， 如果方法和操作都没有问题，加标回收率应在 98%～102%之间。
mw c m0
最终计算公式
把Δc的计算公式代入理论公式中，得到加标回收 率的计算公式为：
m0 (c c0 ) P(%) mw
式中：P —— 加标回收率，%； c —— 加标后测定值，%； c0 —— 原始测定值，%； m —— 加标质量，g； m0 —— 称取子样品质量，g ； w —— 加标物质的纯度 。
第二部分
加标回收率的计算
加标回收率简介




回收率（Recovery rate）是反映待测物在样品分析过程中 损失程度的指标，损失越少，回收率越高，它与真实成分 和分析的准确度有密切的关系。加标回收率的测定是实验 室内经常用以自控的一种质量控制技术。它分为空白加标 回收率和样品加标回收率两种。 （1）空白加标回收率。在没有被测物质的空白样品基质 中加入定量的标准物质，按样品的处理步骤分析，得到的 结果与理论值的比值即为空白加标回收率。 （2）样品加标回收率。相同的样品取两份，即两个子样， 其中一个加入定量的待测成分标准物质；两个子样同时按 相同的分析步骤分析，加标的一个所得结果减去未加标一 个所得结果，其差值同加入标准物质的理论值之比即为样 品加标回收率。 目前在实验室内经常用样品加标回收来达到准确度质量 控制的目的。
加标浓度Δc的计算

已知原始样品中待测物质的初始浓度为c0，称取子样品 的质量为m0，加入样品中待测纯物质的质量为m，纯物 质的纯度为w，则加标浓度Δc按下式计算：
m0 c0 mw c c0 m0 m

由于加标质量m非常小（仅为样品1%），所以可完全忽 略不计，所以上式化简后近似写成：
w3=14.1%
校正归一化法的适用范围
要进行校正归一化法进行分析，必须满足以下条件： 1.所有组分包括未知组分全部出峰，且全部分离； 2.在实际测定时各个组分的含量变化范围不能太 大，以免影响整体测定结果； 3.未知组分峰面积远小于已知组分峰面积，可以 完全忽略，若有未知组分的峰面积过大则不推荐 使用。
气相色谱的定量方法 加标回收率的计算
主讲：白明
本节的主要内容
色谱的定量依据 几种常见的定量方法 计算公式 适用范围和优缺点 加标回收的意义 加标回收率实验过程 计算公式

色谱的定量方法

加标回收率的计算
色谱的定量依据

峰高（Height）
w f H
适用条件：峰高定性要求色谱柱效较高的条件下， 半峰宽小于一定值或所有峰半峰宽均相等时。 峰面积（Area）
未检出 未检出 未检出 0.01% 0.01% 0.06%
谱图处理及结果计算
成品BDO纯度（%）按下式计算：
ABDO wBDO (%) (100 w水 ) Ai
校正归一化法（NORM）

校正归一化法，是将所有组分峰面积校正后，按各组 分在整体中所占的比例进行定量的结果。此定量方法 比峰面积百分比法较为精确，计算公式为：
实例：甲醇样品加标回收实验
某一液体样品用气相色谱法分析得出其中 甲醇含量为5.32%（m/m），现提供色谱纯甲 醇（纯度0.999），要对甲醇进行加标回收实 验，该如何进行？
甲醇加标回收实验过程
分别称取m0/g(约10g)样品于5个20mL小玻璃瓶中，按下表的 量分别向5个小瓶中用微量进样器或移液器加入色谱纯甲醇（纯度 0.999）m/g，混匀后用同样的色谱方法进样，得出加标后测定值 为c，代入计算公式中即可算出加标回收率P(%)。
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