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實驗室氣相色譜定量的四大方法?依據和方法選定是什么?

實驗室氣相色譜定量的四大方法?依據和方法選定是什么?

日期:2024-6-14
實驗室常(chang)用的(de)色譜是(shi)如何定(ding)量(liang)的(de)?依據(ju)和(he)方(fang)法有什么?今天就和(he)大家討論一下色譜的(de)定(ding)量(liang)依據(ju)和(he)定(ding)量(liang)方(fang)法。

色譜定量依據

氣相色譜為例,氣相(xiang)色譜(pu)是用峰面積或者峰高來定量的(de)。依據如(ru)下:

1、重要的第一條,就是檢測器的線性響應關系。

在所有的(de)(de)色譜檢測(ce)器中,除了FPD之外(wai),所有的(de)(de)檢測(ce)器都遵(zun)從線性響應,也(ye)就是(shi)(shi)說(shuo)m=KS。這(zhe)(zhe)里m指(zhi)單(dan)位(wei)時(shi)間內到(dao)達檢測(ce)器的(de)(de)待測(ce)物質的(de)(de)量(liang)(包括質量(liang)或物質的(de)(de)量(liang)),K表示(shi)線性響應系數,S表示(shi)檢測(ce)器響應信號的(de)(de)值。也(ye)就是(shi)(shi)說(shuo),檢測(ce)器響應信號的(de)(de)大(da)小與單(dan)位(wei)時(shi)間到(dao)達檢測(ce)器的(de)(de)被測(ce)物質的(de)(de)總量(liang)成正比(bi)。當然我們(men)也(ye)知道,這(zhe)(zhe)個關系是(shi)(shi)有范圍的(de)(de),量(liang)太大(da)或者太小,都會(hui)脫離線性。

2、其次就是第二條,塔板理論

塔板理論充分闡述了峰高與進樣量之間(jian)(jian)的(de)關系,或者(zhe)說他們之間(jian)(jian)是成正比的(de)。這個可以參考對塔板理論的(de)說明。

根據這兩條,可以肯定的說待測物質的峰高與待測物的進樣總量成正比。或者利用微積分可以推斷出待測物質的峰面積和待測物的進樣總量成正比。既然峰高和峰面積都與進樣總量成正比,為什么我們喜歡用峰面積,而不是更簡單的峰高呢?這個問題也很簡單,因為塔板理論不完全正確,峰形經常不完全滿足正態分布,所以峰高的代表性不足。什么時候峰高能夠有良好的代表性?很明顯,峰形良好而且對稱,成良好的正態分布曲線形(xing)狀的(de)時候,或者說峰形(xing)尖銳且對稱(cheng)的(de)時候。

色譜峰(feng)經常拖(tuo)尾,所以用(yong)峰(feng)面(mian)積定(ding)量就可以了,峰(feng)面(mian)積絕大多數情(qing)形下都具有很好的代表性。但(dan)(dan)是(shi)在檢測器超(chao)載,或模數轉換器超(chao)載,或峰(feng)面(mian)積積分不準(zhun),或進樣(yang)代表性不足,以及(ji)一(yi)些(xie)其他特殊情(qing)形下,用(yong)峰(feng)面(mian)積也不能(neng)得到正確(que)結果。但(dan)(dan)無論如(ru)何,用(yong)峰(feng)面(mian)積定(ding)量已經是(shi)我們可實(shi)行的最準(zhun)確(que)方(fang)法了。

色譜定量方法
色譜定量方法共四種:外標法、歸一化法、內標法、內加法(標準加入法)。再細分歸一化法還可以分為百分比法,帶校正因子的歸一化法,部分歸一化法等。在這些定量方法中,百分比法和外標法蕞簡單,內加法蕞麻煩。下面講解這些方法各自適合的情況。
??實驗室氣相色譜定量的四大方法?依據和方法選定是什么?
1、歸一化法把所有出峰的(de)(de)組分含(han)量(liang)之和按100%計的(de)(de)定量(liang)方(fang)法(fa)(fa),稱為(wei)歸一化法(fa)(fa)。各成分校(xiao)正(zheng)因(yin)子一致時可(ke)用該(gai)法(fa)(fa),該(gai)法(fa)(fa)簡(jian)便、準確(que),特別是進樣量(liang)不容易準確(que)控(kong)制時,進樣濃度及進樣量(liang)的(de)(de)變化的(de)(de)影響(xiang)很小。

其(qi)他操作(zuo)條件,如(ru)流(liu)速、柱溫等(deng)變化對定量結果的(de)影(ying)響也很(hen)小,GC廣(guang)泛應用于HPLC。

2、外標法(標準曲線法、直接比較法)

首先用欲測組分的標準樣品繪制標準工作曲(qu)線(xian)。

具(ju)體作(zuo)法(fa)是:用標準(zhun)(zhun)(zhun)樣(yang)品(pin)配制(zhi)成不同濃度的(de)(de)(de)標準(zhun)(zhun)(zhun)系列(lie),在與欲測(ce)(ce)組分相同的(de)(de)(de)色譜條件下,等體積準(zhun)(zhun)(zhun)確量(liang)進樣(yang),測(ce)(ce)量(liang)各峰(feng)的(de)(de)(de)峰(feng)面積或峰(feng)高(gao),用峰(feng)面積或峰(feng)高(gao)對樣(yang)品(pin)濃度繪(hui)制(zhi)標準(zhun)(zhun)(zhun)工(gong)(gong)作(zuo)曲(qu)(qu)線(xian),此標準(zhun)(zhun)(zhun)工(gong)(gong)作(zuo)曲(qu)(qu)線(xian)應是通(tong)過(guo)(guo)原點(dian)(dian)的(de)(de)(de)直線(xian)。若標準(zhun)(zhun)(zhun)工(gong)(gong)作(zuo)曲(qu)(qu)線(xian)不通(tong)過(guo)(guo)原點(dian)(dian),說(shuo)明測(ce)(ce)定(ding)方法(fa)存在系統誤差。標準(zhun)(zhun)(zhun)工(gong)(gong)作(zuo)曲(qu)(qu)線(xian)的(de)(de)(de)斜率即為(wei)絕對校正因子。

當欲測組分含量變化不大,并已知這一組分的大概含量時,也可以不必繪制標準工作曲線,而用單點校正法,即直接比較法定量。單點校正法實際上是利用原點作為標準工作曲線上的另一個點。因此,當方法存在系統誤差時(即標準工作曲線不通過原點),單點校正法的誤差較大。因此規定,y=ax+b,b的絕對值應不大于100%響應值是y的2%。

標準曲線法的優點:繪(hui)制(zhi)好標(biao)準(zhun)(zhun)工(gong)作(zuo)曲(qu)線后(hou)測定(ding)工(gong)作(zuo)就很簡單了,計算時可直(zhi)接從(cong)標(biao)準(zhun)(zhun)工(gong)作(zuo)曲(qu)線上讀(du)出含量(liang),這對大量(liang)樣品分析十分合(he)適。特別是標(biao)準(zhun)(zhun)工(gong)作(zuo)曲(qu)線繪(hui)制(zhi)后(hou)可以使用(yong)一段時間(jian),在(zai)此段時間(jian)內可經常用(yong)一個標(biao)準(zhun)(zhun)樣品對標(biao)準(zhun)(zhun)工(gong)作(zuo)曲(qu)線進(jin)行單點校正,以確定(ding)該標(biao)準(zhun)(zhun)工(gong)作(zuo)曲(qu)線是否還可使用(yong)。

標準曲線法的缺點:每次樣品(pin)分析的色(se)譜條件(檢測器的響應性能,柱溫(wen)度,流動(dong)相流速及組成,進樣量,柱效(xiao)等(deng))很(hen)難完全相同,因此容易(yi)出(chu)現較(jiao)大誤(wu)差。另外(wai),標(biao)準工作(zuo)曲線繪(hui)制時(shi),一(yi)般(ban)使用(yong)欲測組分的標(biao)準樣品(pin)(或已知準確含(han)量的樣品(pin)),因此對樣品(pin)前處(chu)理過程(cheng)中欲測組分的變化無法(fa)進行補償。

3、內標法

選(xuan)擇適(shi)宜的(de)(de)物(wu)質作為(wei)欲測組分(fen)的(de)(de)參(can)比物(wu),定量(liang)加(jia)到(dao)樣品(pin)中去,依(yi)據欲測組分(fen)和參(can)比物(wu)在檢測器上(shang)的(de)(de)響應值(峰面(mian)積(ji)或(huo)峰高(gao))之比和參(can)比物(wu)加(jia)入(ru)的(de)(de)量(liang)進行定量(liang)分(fen)析的(de)(de)方法(fa)稱為(wei)內標法(fa)。

內標(biao)法的(de)關(guan)鍵(jian)是(shi)選擇(ze)合(he)適(shi)的(de)內標(biao)物(wu)。內標(biao)物(wu)應是(shi)原樣(yang)(yang)品中不(bu)存在的(de)純物(wu)質(zhi),該物(wu)質(zhi)的(de)性(xing)質(zhi)應盡(jin)可能(neng)與欲測(ce)組分相近,不(bu)與被(bei)測(ce)樣(yang)(yang)品起化(hua)學反應,同時要能(neng)完全(quan)溶于被(bei)測(ce)樣(yang)(yang)品中。內標(biao)物(wu)的(de)峰(feng)應盡(jin)可能(neng)接近欲測(ce)組分的(de)峰(feng),或位于幾個欲測(ce)組分的(de)峰(feng)中間(jian),但(dan)必(bi)須與樣(yang)(yang)品中的(de)所有峰(feng)不(bu)重疊,即完全(quan)分開。

內標法的優點:進樣量的(de)(de)變化,色譜條(tiao)件的(de)(de)微小變化對內(nei)(nei)標法定量結(jie)果(guo)的(de)(de)影(ying)響不(bu)大,特別是在樣品(pin)前(qian)處(chu)理(如濃(nong)縮、萃取(qu),衍生化等(deng))前(qian)加入內(nei)(nei)標物(wu),然后再(zai)進行前(qian)處(chu)理時,可部分(fen)補償欲測組(zu)分(fen)在樣品(pin)前(qian)處(chu)理時的(de)(de)損失。若要獲(huo)得很高精度的(de)(de)結(jie)果(guo)時,可以加入數(shu)種內(nei)(nei)標物(wu),以提高定量分(fen)析的(de)(de)精度。

內標法的缺點:選擇(ze)合適的內(nei)標(biao)物比(bi)較(jiao)(jiao)困難,內(nei)標(biao)物的稱量(liang)要(yao)準(zhun)(zhun)確,操(cao)作較(jiao)(jiao)麻煩。使用內(nei)標(biao)法(fa)(fa)(fa)定(ding)(ding)量(liang)時(shi)要(yao)測量(liang)欲測組分(fen)和內(nei)標(biao)物的兩個峰的峰面(mian)積(或峰高),根據誤(wu)差疊加原理,內(nei)標(biao)法(fa)(fa)(fa)定(ding)(ding)量(liang)的誤(wu)差中,由于峰面(mian)積測量(liang)引起的誤(wu)差是由于進樣(yang)量(liang)的變化(hua)和色(se)譜條(tiao)件(jian)變化(hua)引起的誤(wu)差,內(nei)標(biao)法(fa)(fa)(fa)比(bi)標(biao)準(zhun)(zhun)曲線(xian)法(fa)(fa)(fa)要(yao)小很多,所(suo)以總的來(lai)說,內(nei)標(biao)法(fa)(fa)(fa)定(ding)(ding)量(liang)比(bi)標(biao)準(zhun)(zhun)曲線(xian)法(fa)(fa)(fa)定(ding)(ding)量(liang)的準(zhun)(zhun)確度(du)(du)和精(jing)密度(du)(du)都要(yao)好。

4、標準加入法

標(biao)(biao)準(zhun)加(jia)入法(fa)(fa)實質(zhi)上是一種特殊(shu)的(de)(de)(de)(de)內標(biao)(biao)法(fa)(fa),是在選擇不到合適的(de)(de)(de)(de)內標(biao)(biao)物時,以欲(yu)測(ce)組分的(de)(de)(de)(de)純物質(zhi)為內標(biao)(biao)物,加(jia)入到待測(ce)樣品中,然后在相同的(de)(de)(de)(de)色譜條件下,測(ce)定(ding)加(jia)入欲(yu)測(ce)組分純物質(zhi)前后欲(yu)測(ce)組分的(de)(de)(de)(de)峰(feng)面積(或(huo)峰(feng)高),從而(er)計算欲(yu)測(ce)組分在樣品中的(de)(de)(de)(de)含量的(de)(de)(de)(de)方法(fa)(fa)。

標準加入法的優點:不需(xu)要另外的標(biao)準(zhun)物(wu)質(zhi)作內標(biao)物(wu),只需(xu)欲(yu)(yu)(yu)測組(zu)分(fen)(fen)(fen)的純(chun)物(wu)質(zhi),進樣(yang)量不必十分(fen)(fen)(fen)準(zhun)確(que),操作簡單。若在樣(yang)品的前處(chu)理之前就加入(ru)已知(zhi)準(zhun)確(que)量的欲(yu)(yu)(yu)測組(zu)分(fen)(fen)(fen),則可以完全(quan)補償欲(yu)(yu)(yu)測組(zu)分(fen)(fen)(fen)在前處(chu)理過程中的損(sun)失,是色譜分(fen)(fen)(fen)析(xi)中較(jiao)常用的定量分(fen)(fen)(fen)析(xi)方法(fa)。

標準加入法的缺點:要求加入欲測(ce)組分(fen)前后兩(liang)次色(se)譜測(ce)定(ding)的色(se)譜條件完全相同,以保證(zheng)兩(liang)次測(ce)定(ding)時(shi)的校(xiao)正因子完全相等,否(fou)則將引(yin)起(qi)分(fen)析測(ce)定(ding)的誤差。

簡單來(lai)說,當(dang)(dang)能(neng)精(jing)(jing)確進(jin)樣的(de)時候(hou)(hou),也(ye)就是能(neng)夠保證每一(yi)次進(jin)樣總(zong)的(de)進(jin)樣體積都一(yi)樣的(de)時候(hou)(hou),總(zong)是傾(qing)向(xiang)(xiang)于(yu)選擇外標(biao)(biao)法,當(dang)(dang)然有些時候(hou)(hou)也(ye)選擇歸一(yi)化法。當(dang)(dang)無(wu)法精(jing)(jing)確進(jin)樣的(de)時候(hou)(hou),我(wo)們總(zong)是傾(qing)向(xiang)(xiang)于(yu)歸一(yi)化法。當(dang)(dang)無(wu)法精(jing)(jing)確進(jin)樣,又(you)無(wu)法使用歸一(yi)化法的(de)時候(hou)(hou),總(zong)是傾(qing)向(xiang)(xiang)于(yu)選擇內(nei)(nei)(nei)標(biao)(biao)法。當(dang)(dang)用內(nei)(nei)(nei)標(biao)(biao)法也(ye)無(wu)法解決的(de)時候(hou)(hou),會選用內(nei)(nei)(nei)加(jia)法或者標(biao)(biao)準加(jia)入法這(zhe)個復雜的(de)方式來(lai)定量。

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