ZZ 色譜定性與定量分析方法簡介

在我們日常的檢測工作中，色譜的使用頻率和使用范圍越來越寬，相應的定性與定量的分析方法也越來越重要。此文簡單的介紹了色譜定性與定量的方法，并且結合 簡單的例子，適用于對于色譜接觸不久的新手。此原文來自于網絡，筆者根據工作的實際經驗做了簡要的加工。粗陋之處，敬請方家不吝指出。
首先需要說明的是，各種色譜分析方法的定性與定量分析的基本方法都是一樣的，不管是薄層色譜、液相色譜、氣相色譜、離子色譜或者其它種類的色譜。
A．        色譜的定性分析
1.        根據保留時間定性
在 一定的色譜系統和操作條件下，每種物質都有一定的保留時間，如果在相同色譜條件下，未知物的保留時間與標準物質相同，則可初步認為它們為同一物質。為了提 高定性分析的可靠性，還可進一步改變色譜條件（分離柱、流動相、柱溫等）或在樣品中添加標準物質，如果被測物的保留時間仍然與標準物質一致，則可認為它們 為同一物質。
此法為色譜定性的基本方法，雖有缺憾，但是使用范圍非常之廣泛。對于目前常用的工作站而言，允許保留時間的誤差默認為5%。

2.        利用不同的色譜方法定性
同一樣品可以采用多種檢測方法檢測，如果待測組分和標準物在不同的檢測器上有相同的響應行為，則可初步判斷兩者是同一種物質。在液相色譜中，還可通過二極管陣列檢測器比較兩個峰的紫外或可見光譜圖。

3.        保留指數定性
在氣相色譜中，可以利用文獻中的保留指數數據定性。保留指數隨溫度的變化率還可用來判斷化合物的類型，因為不同類型化合物的保留指數隨溫度的變化率不同。

4.        柱前或柱后化學反應定性
在色譜柱后裝T型分流器，將分離后的組分導入官能團試劑反應管，利用官能團的特征反應定性。也可在進樣前將被分離化合物與某些特殊反應試劑反應生成新的衍生物，于是，該化合物在色譜圖上的出峰位置或峰的大小就會發生變化甚至不被檢測。由此得到被測化合物的結構信息。

5.        與其他儀器聯用定性
將具有定性能力的分析儀器如質譜（MS）、紅外（IR）、原子吸收光譜（AAS）、原子發射光譜（AES，ICP-AES）等儀器作為色譜儀的檢測器即可獲得比較準確的定性信息。

需要特別指出的是，以上的定量方法都有一定的局限性，在開發新的分析方法的時候，需要各種分析方法混用，以確保定性的準確，因為這是一切定量工作的基礎。

B．        色譜的定量分析
色譜定量分析的理論基礎是待測組分的量與它在色譜圖上的峰面積（或峰高）成正比。數據處理軟件（工作站）可以給出包括峰高和峰面積在內的多種色譜數據。因 為峰高比峰面積更容易受分析條件波動的影響，且峰高標準曲線的線性范圍也較峰面積的窄，因此，通常情況是采用峰面積進行定量分析。
具體的定量分析方法有如下幾種：
1. 校正因子定量
　　絕對校正因子：單位峰面積所對應的被測物質的濃度（或質量），即
　　　　　　　　　　　 　　　　
　　
　　樣品組分的峰面積與相同條件下該組分標準物質的校正因子相乘，即可得到被測組分的濃度。絕對校正因子受實驗條件的影響，定量分析時必須與實際樣品在相同條件下測定標準物質的校正因子。

　　相對校正因子:某物質i與一選擇的標準物質S的絕對校正因子之比。即
　　　　　　　　　 　 　

　　相對校正因子只與檢測器類型有關，而與色譜條件無關。

　2. 歸一化法
　　歸一化法是將所有組分的峰面積分別乘以它們的相對校正因子后求和，即所謂"歸一"，被測組分X的含量可以用下式求得：
　　　　　　

　　采用歸一化法進行定量分析的前提條件是樣品中所有成分都要能從色譜柱上洗脫下來，并能被檢測器檢測。歸一法主要在氣相色譜中應用。

3. 外標法
　　直接比較法： 將未知樣品中某一物質的峰面積與該物質的標準品的峰面積直接比較進行定量。通常要求標準品的濃度與被測組分濃度接近，以減小定量誤差。
此法相當于簡化的標準曲線法，只不過利用了原點（0，0）和標準物質的一點。定量的精度不如標準曲線法。
　 　標準曲線法： 將被測組分的標準物質配制成不同濃度的標準溶液，經色譜分析后制作一條標準曲線，即物質濃度與其峰面積（或峰高）的關系曲線。根據樣品中待測組分的色譜峰 面積（或峰高），從標準曲線上查得相應的濃度。標準曲線的斜率與物質的性質和檢測器的特性相關，相當于待測組分的校正因子。

　4. 內標法
　 　內標法是將已知濃度的標準物質（內標物）加入到未知樣品中去，然后比較內標物和被測組分的峰面積，從而確定被測組分的濃度。由于內標物和被測組分處在同 一基體中，因此可以消除基體帶來的干擾。而且當儀器參數和洗脫條件發生非人為的變化時，內標物和樣品組分都會受到同樣影響，這樣消除了系統誤差。當對樣品 的情況不了解、樣品的基體很復雜或不需要測定樣品中所有組分時，采用這種方法比較合適。

　　內標物應滿足的要求： 在所給定的色譜條件下具有一定的化學穩定性； 在接近所測定物質的保留時間內洗脫下來； 與兩個相鄰峰達到基線分離； 物質特有的校正因子應為已知的或者可測定； 與待測組分有相近的濃度和類似的保留行為； 具有較高的純度。
為了進行大批樣品的分析，有時需建立校正曲線。具體操作方法是用待測組分的純物質配制成不同濃度的標準溶液，然后在等體積的這些標準溶液中分別加入濃度相 同的內標物,混合后進行色譜分析。以待測組分的濃度為橫坐標，待測組分與內標物峰面積（或峰高）的比率為縱坐標建立標準曲線（或線性方程）。在分析未知樣 品時，分別加入與繪制標準曲線時同樣體積的樣品溶液和同樣濃度的內標物，用樣品與內標物峰面積（或峰高）的比值，在標準曲線上查出被測組分的濃度或用線形 方程計算。

　5. 標準加入法
　　標準加入法可以看作是內標法和外標法的結合。具體操作是取等量樣品若干份，加入不同濃度的待測組 分的標準溶液進行色譜分析，以加入的標準溶液的濃度為橫坐標，峰面積為縱坐標繪制工作曲線。樣品中待測組分的濃度即為工作曲線在橫坐標延長線上的交點到坐 標原點的距離。由于待測組分以及加入的標準溶液處在相同的樣品基體中，因此，這種方法可以消除基體干擾。但是，由于對每一個樣品都要配制三個以上的、含樣 品溶液和標準溶液的混合溶液，因此，這種方法不適于大批樣品的分析。
現在的色譜工作站基本上對于前幾種的定量方法都能夠自動計算，除了第五種“標準加入法”，現在我簡單的舉一個例子說明。
例：待測樣品檢測組分a，現將樣品等分為三份，向其中分別添加三個濃度梯度的標準樣品，添加之后的濃度與峰面積如下：

濃度（ppm）峰面積
0.1         9899
0.3         20615
0.7         40369

利用Excel、miniTab或者其他工具作圖如下：

那么待測組分的濃度為x=5080.4/50584=0.1004ppm。