譜析儀器|色譜儀是如何對(duì)檢測(cè)樣品進(jìn)行定性定量的?
色譜儀是一種常用的實(shí)驗(yàn)分析儀器,它主要的作用是對(duì)化合物樣品中的各組分進(jìn)行定性定量分析。近年來(lái),隨著色譜技術(shù)的發(fā)展,其檢測(cè)的準(zhǔn)確性、靈敏性不斷提高,被廣泛的運(yùn)用于各行業(yè)的檢測(cè)以及科研院校的研究分析。色譜儀是如何對(duì)檢測(cè)樣品進(jìn)行定性定量的呢?
色譜儀分析系統(tǒng)中的檢測(cè)器將樣品中每個(gè)組分的響應(yīng)值形成色譜峰,并由記錄儀以色譜圖的形式展現(xiàn)出來(lái),分析色譜圖就可以得到定性分析和定量分析結(jié)果。實(shí)踐證明,在條件(包括載氣流速、固定相的材料和性質(zhì)、色譜柱的長(zhǎng)度和溫度等)一定時(shí),檢測(cè)器給出對(duì)應(yīng)于各組分的最大信號(hào)(常稱(chēng)峰值)所經(jīng)歷的時(shí)間即保留時(shí)間是一定的。因此,反過(guò)來(lái)可以從保留時(shí)間推斷出該組分是何種物質(zhì)。故保留時(shí)間就可以作為色譜儀器實(shí)現(xiàn)定性分析的依據(jù)。色譜峰所包羅的面積對(duì)應(yīng)組分的含量,故峰面積是定量分析的依據(jù)。具體而言,可以分為以下幾種方法。
1.色譜儀定性分析方法:
(1)保留時(shí)間定性
在一定的色譜系統(tǒng)和操作條件下,每種物質(zhì)都有一定的保留時(shí)間,如果在相同色譜條件下,未知物的保留時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)相同,則可初步認(rèn)為它們?yōu)橥晃镔|(zhì)。為了提高定性分析的可靠性,還可進(jìn)一步改變色譜條件(分離柱、流動(dòng)相、柱溫等)或在樣品中添加標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),如果被測(cè)物的保留時(shí)間仍然與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)一致,則可認(rèn)為它們?yōu)橥晃镔|(zhì)。此法為色譜定性的基本方法。
(2)利用不同的色譜方法定性
同一樣品可以采用多種檢測(cè)方法檢測(cè),如果待測(cè)組分和標(biāo)準(zhǔn)物在不同的檢測(cè)器上有相同的響應(yīng)行為,則可初步判斷兩者是同一種物質(zhì)。在液相色譜儀分析中,還可通過(guò)二極管陣列檢測(cè)器比較兩個(gè)峰的紫外或可見(jiàn)光譜圖。
(3)保留指數(shù)定性
由于不同類(lèi)型化合物的保留指數(shù)隨溫度的變化而不同,因此,根據(jù)某些化合物的理化性質(zhì)對(duì)應(yīng)它的保留指數(shù),即可判斷化合物的類(lèi)型。此方法可運(yùn)用于氣相色譜儀分析中。
若以上方法不足以直觀的分析出待測(cè)樣品的組分,可將色譜儀與具有定性能力的分析儀器如質(zhì)譜(MS) 、紅外(I R)、原子吸收光譜(AAS)、原子發(fā)射光譜(AES,I CPAES)等儀器作為色譜儀的檢測(cè)器即可獲得比較準(zhǔn)確的定性信息。
2.色譜儀定量分析方法:
(1)歸一化法
歸一化法是把所有出峰的組分含量之和按 100%計(jì)的定量方法,其中各組分含量是由它們各自的峰面積分別乘以它們的相對(duì)校正因子得來(lái)。使用歸一法對(duì)樣品進(jìn)行定量分析更加直觀,計(jì)算簡(jiǎn)便,準(zhǔn)確。但是,校正因子測(cè)定比較麻煩,而且要求所有的組分達(dá)到 100%完全出峰,沒(méi)有殘留。此方法主要用于氣相色譜儀中。
(2)內(nèi)標(biāo)法
使用色譜儀內(nèi)標(biāo)法須選擇適宜的物質(zhì)作為待測(cè)組分的參比物,定量加到樣品中去,根據(jù)待測(cè)組分和參比物在檢測(cè)器上的響應(yīng)值之比和參比物加入量進(jìn)行定量分析。使用內(nèi)標(biāo)法要求內(nèi)標(biāo)物必須是原樣品中不存在的物質(zhì),其性質(zhì)盡量與待檢測(cè)組分相近,且不能與被檢測(cè)組分起化學(xué)反應(yīng),要能完全熔于被測(cè)樣品中。其次,內(nèi)標(biāo)物的峰盡可能靠近待測(cè)組分的峰,或位于幾個(gè)待測(cè)組分的中間,但必須和樣品中的左右峰完全分離。
使用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行定量分析定量準(zhǔn)確,受控制條件影響較小,可部分補(bǔ)償待測(cè)組分在樣品前處理是的損失,若加入幾種內(nèi)標(biāo)物,還可提高定量分析的精度。但是,內(nèi)標(biāo)物選擇比較困難,同時(shí)內(nèi)標(biāo)物稱(chēng)量要求準(zhǔn)確,操作相對(duì)比較麻煩。
(3)外標(biāo)法
色譜儀外標(biāo)分析法分為標(biāo)準(zhǔn)曲線法和外標(biāo)一點(diǎn)法,是絕對(duì)定量方法。
標(biāo)準(zhǔn)曲線法: 將被測(cè)組分的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配制成不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液,經(jīng)色譜分析后制作一條標(biāo)準(zhǔn)曲線,即物質(zhì)濃度與其峰面積(或峰高)的關(guān)系曲線。根據(jù)樣品中待測(cè)組分的色譜峰面積(或峰高)
,從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得相應(yīng)的濃度。標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率與物質(zhì)的性質(zhì)和檢測(cè)器的特性相關(guān),相當(dāng)于待測(cè)組分的校正因子。
外標(biāo)一點(diǎn)法: 將未知樣品中某一物質(zhì)的峰面積與該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)品的峰面積直接比較進(jìn)行定量。通常要求標(biāo)準(zhǔn)品的濃度與被測(cè)組分濃度接近,以減小定量誤差。此法相當(dāng)于簡(jiǎn)化的標(biāo)準(zhǔn)曲線法,只不過(guò)利用了原點(diǎn)和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的一點(diǎn)。定量的精度不如標(biāo)準(zhǔn)曲線法。使用外標(biāo)法定量分析適合于大量樣品的分析,要求標(biāo)樣及樣品測(cè)定的條件要一致,進(jìn)樣體積要準(zhǔn)確、重復(fù)性好。此方法簡(jiǎn)便、快速,無(wú)需各組分都被檢出、洗脫。
(4)標(biāo)準(zhǔn)加入法
標(biāo)準(zhǔn)加入法是一種特殊的內(nèi)標(biāo)方法,把待檢測(cè)組分的純物質(zhì)作為內(nèi)標(biāo)物加入到待測(cè)樣品,在相同的色譜條件下,測(cè)定加入待測(cè)組分純物質(zhì)前、后待測(cè)組分的峰面積或逢高,從而計(jì)算出待測(cè)組分在樣品中的含量。
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