气相色谱定量方法及加标回收率的计算

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色谱的定量方法加标回收率的计算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率实验过程计算公式加标回收的意义色谱的定量依据峰高（Height）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）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。wfHwfA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%）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……组分峰面积；w水……样品中水的含量，%。(%)(100)iiAwwA水A1=600A2=400A3=800A4=200w1=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0.04%2-甲基-1,4-丁二醇0.01%1,4-丁烯二醇0.05%3-甲基-1,5-戊二醇0.02%1,6-己二醇未检出四氢呋喃未检出γ-丁内酯未检出马来酸二丁酯0.01%水分0.01%其他未知组分0.06%谱图处理及结果计算)100((%)BDOBDO水wAAwi成品BDO纯度（%）按下式计算：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：)100((%)iiiii水wAfAfwfi……组分校正因子；Ai……组分峰面积；w水……样品中水的含量，%。w1=22.8%w2=19.6%w3=43.5%w3=14.1%A1=600f1’=0.7A2=400f1’=0.9A3=800f1’=1.0A4=200f1’=1.3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。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：)100((%)iiiii水wAf'Af'w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%ML0.529022.370.1410.141MF1.099229.750.3910.390甲醇0.5145721.404.4484.443DMC0.899896.601.0411.039DMO1.00007840.6893.97593.879水------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：i,iiii,=wwfAA标标即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,标=600A2,标=400w1,标=30%w2,标=16%A1=350A2=450w1=17.5%w2=18%iiiwfA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。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：,,,,,,,,,(/)(/)'=(/)(/)=='iiiiiiiii对照样品内标内标对照样品内标内标对照样品样品样品内标对照内标即内标法使用要求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。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%）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：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。,,'(%)100'iiiifAwfA样品样品iiiii(%)100fAwfA外标百分比：内标百分比：第二部分加标回收率的计算加标回收率简介回收率（Recoveryrate）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：0(%)100ccPc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。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：0000mcmwccmm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：0mwcm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：00()(%)mccPmw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。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。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(%)。瓶号样品量m0/g加标量mw/g加标测定值c/%加标回收率P/%1#2#3#4#5#10.004510.00329.997810.000210.00930.0248×0.9990.0575×0.9990.0867×0.9990.1204×0.9990.1599×0.9995.57045.88316.18296.51976.9144101.1198.0599.6099.7499.90加标回收实验影响因素原始样品和加标样品不在同一条件下进行分析；加标物质中的杂质干扰分析测定；待测物质稳定性差，如易挥发、吸附、水解、热解、光解等；人为操作问题，如称量误差、移液误差等；在做吸光度加标回收实验时，加标量太大造成体积误差，此时应该采用定容的方式消除加标造成的影响。用加标回收实验确定检测范围采用多点加标方式，对空白样品进行不同浓度的加标回收测试，得到加标回收率如下表所示：c/%2510203050708090P/%110.696.398.299.198.7101.4100.998.391.0从上表可以看出，当样品中待测组分的含量c小于10%或大于80%时，加标回收率的结果不理想，所以由此可以看出，该方法定量关系的线性范围即检测范围为10%～80%。Thankyou!