影响定量分析结果准确性的因素
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影响定量分析结果准确性的因素

影响定量分析结果准确性的因素
色谱定量分析中,每个操作步骤和每个色谱条件的选择都会对色谱定量分析结果的准确性产生影响,稍有不慎,就会使定量分析结果产生较大的误差,甚至会得到完全错误的结果。下面就影响色谱定量分析结果准确性的几个主要因素进行详细讨论。
一、样品制备
被分析的样品确定后,首先要把其中的欲测组分转化成能用色谱进行分析的实验用样品,这一过程称为样品制备。在样品的制备过程中,欲测组分不能发生任何损失。如要将欲测组分转变成另一便于色谱分析或检测的形态时,可将不能气化的欲测组分通过衍生化转变成可以气化的形态,以便于气相色谱的分析;也可将没有紫外吸收的欲侧组分通过衍生化转变成有紫外吸收的形态,以便于液相色谱的紫外检测器检侧等.这些转变一定要是定量的,最好转化率达到l00%(转化率达不到l00%时,一定要知道准确的转化率,以便最后计算欲测组分的含量).在选择提取或溶解欲侧组分的溶剂时,对于气相色潜分析要考虑这一溶剂应能气化,气化温度要低于欲测组分的分解温度,气化后的气体不与色潜柱中的固定相发生化学反应;对于液相色谱分析要考虑这一溶剂应与液相色谱的洗脱液互溶,而且不与洗脱液和色谱住中的面定相发生化学反应。在用液相色谱分析时,最好选用所选择的洗脱液作为溶剂来溶解或提取被分析样品中的欲测组分,这样可以避免溶剂峰的于扰。
在样品制备过程中,要同时考虑将被分析的样品中,可能下扰欲测组分定量的物质尽可能的分离出去。当欲测组分含量很低时,还要考虑通过样品制备使欲测组分在试验样品中的含量得以提高(即通过样品制备,将欲测组分加以富集)。以便于最后的色潜分析。
样品制备过程中,影响色谱定量分析结果准确性的七要因素是被分析样品中的欲测组分是否能100%定量地转入到制备好的,可用于色谱分析的实验用样品中去,这可用回收率试验来检验,即可用已知量的欲测组分,用样品制备的同样方法处理,将这一欲测组分制备成可用于色谱分析的实验用样品,再定量测定欲测组分的量。将这一侧定结果与原来取的已知量相比,即可得到这一样品制备方法的回收率。当祥品制备方法的回收率较低时,宜用标准加入法定量,这样可以补偿欲侧组分在祥品制备过程中的损失,使色谱定量分析结果更加准确、可靠。
实验用样品制备好后的贮存是否妥当,也是影响色潜定量分析结果准确性的又一个因素。贮存条件选择不好,可能会使欲测组分的浓度由于溶剂的挥发而发生变化;也可能由于欲测组分的分解、氧化或其他化学反应而使欲测组分的浓度发生变化口这些变化都能够使色谱定量分析结果产生错误。
样品制备过程和贮存过程中产生外界物质的沾污,也可能影响欲测组分的测定.特别是周围环境中存在着大量欲测组分时,沾污将严重影响定量分析结果的准确性,这点在侧定痕量组分时需要特别注意。
实验用样品制备好后应该尽可能立即进行色谱定量分析,减少实验用样品的贮存时间。在必须贮存时,一定要注意贮存的条件,低温、干燥、避光等条件是贮存样品的必要条件。用标准加入法定量时,也可补偿贮存时样品发生的一些变化,使定量分析的结果更加准确,可靠。
样品制备常涉及的操作有:溶解(或提取)、浓缩、萃取、预分离、衍生化等,这些操作都有可能使欲侧组分含量和形态发生变化。因此要进行样品制备的条件实验,研究这些操作对欲测组分含量和形态的影响,以便选择最佳的样品处理条件,尽可能减小欲测组分含量和形态的变化(当然衍生化就是要使欲侧组分形态
发生变化,但这一变化一定是要定量的)口同时要研究样品制备过程中欲测组分含量和形态变化的规律及变化大小,以便在最后数据处理时对这一系统误差一样品制备误差加以定量校正,对祥品制备的详细讨论可参见本丛书《色谱分析样品处理》一书。
二、进样技术
当色谱定量分析采用归一化法、内标法和标堆加入法时,进样的误差可以被这些方法本身所具有的特性所消除,即进样产生的误差不会影响最后的定量分析结果。但是,采用标准曲线法(即外标法)作定量分析时,进样的误差(即进样的准确性和重复性)将直接影响定量分析结果的误差(即定量分析结果的准确性和重复性)。
进样对标准曲线法定量分析误差的影响主要有以下两个因素:一个是进样装置的准确度和精度;另一个是色谱分析人员对进样技术掌握的熟练程度。
在气相色谱定量分析中,对于气体样品进样,大都采用定量进样阀定体积进样,准确性和重复性较好,进样精度优于0.5%。若采用医用注射器定体积进样,准确性和重复性都较差,进样精度约为5.0%,对于液体和固体样品,一般用溶剂溶解和稀释后,用微量注射器定体积进样,其准确性和重复性决定于所用注射器的质量,刻度读数的准确度和进样量大小,进样精度一般约为2.0%。在用注射器进样时,插针的快慢、进针的位置、深度和操作人员的熟练程度都将影响进样的准确性和重复性。对于沸程宽的液体徉品.取样、进样要快,但拔针要慢,以防止难挥发的组分在拔针时还没完全进入柱子而随拔针时跑出,引起进样的误差。气化室的温度要足够高(一般比柱温高50~100℃),以保证所有组分瞬间气化,但要注意在高温时样品可能在气化室内裂解或发生化学反应引起误差。
在使用注射器进样时要经常注意进样品的橡胶垫在多次注射后的漏气问题,由于漏气也会造成样品的损失,所以要经常检查。
在高压液相色谱定量分析中,多采用六通阀进样。这是因为高压液相色谱进样一般是在高压下进行,进祥量大小由定量进样管决定。准确性和重复性都较好,进样精度也优于0.5%。当高压液相色谱采用微量注射器通过隔膜进样时,往往要停流进样,否则由于柱压太高,针内样品很难完全进入柱子,时有泄漏,这时的进样准确性和重复性都较差。高压液相色谱的进样还可以使用微量注射器通过六通阀进行,这时可避免隔膜进样的缺点。如只有5μL进样管而要进1μL样品时。可用微量注射器通过六通阀进行。此时进样量的准确性和重复性取决于微量注射器的质量和刻度读数的精度,进详精度约为2.0%。
在平板色谱中。标准曲线法定量分析的长要误差来自于点祥。平板色谱点样器有手动点样器和自动点样器。手动点样器有微量注射器、定容毛细管点样器等,点样量的准确性和重复性约在2.0~4.0%。自动点样器可由微处理器控制,点样量的准确性和重复性都很好,点样量的精度优于1.0%。
三、色谱余件的选择
前面讨论用峰高还是用峰面积作定量计算时,曾经讨论过色谱条件对峰高和峰面积的影响,这些影响将直接影响到色谱定量分析的准确性和重复性。在保证分离度>1. 5的条件下,柱效的变化对采用峰面积定量的定量分析结果没有影响,而对使用峰高定量的定量分析结果会产生影响。流动相流速的变化对以相对法定量的归一化法,内标法和标准加入法的定量分析结果没有影响,而对标准曲线法的定量分析结果会产
生影响。流动相流速的变化对标准曲线法中峰面积定量的定量分析结果的影响比峰高定量的定量分析结果的影响要大,故在流动相流速不易控制时,若应用标准曲线法定量,应采用峰高定量。
在气相色谱中,柱温的变化会影响保留时间和峰高,柱温的升高将使保留值缩短、峰高增大。柱温变化对峰高的影响随分子量增加面增大,这说明柱温的变化对各组分的峰高的影响是不等效的,即使是以相对法定量的归一化法、内标法和标准加入法也无法消除柱温的变
化对峰高大小的影响。在特定条件下得到的数据表明,如要求柱温的变化引起的定量分析误差小于0.5%,则柱温的变化不应超过±0.5℃。柱温的变化对峰面积大小的影响较小,故在气相色谱中多采用峰面积定量。
在液相色谱中,流动相的组成变化,如采用梯度洗脱时,固定相、洗脱液和欲测组分之间的平衡很难保持严格一致,加之梯度洗脱时基线经常出现漂移,使峰面积和峰高的侧量容易产生较大的误差、故在液相色谱定量分析中不采用梯度洗脱,而且要尽量保待洗脱液组成的稳定。
总之在色谱定量分析中,一要尽可能保持色谱条件的稳定,保证每次进样时色谱条件尽可能保待一致。
四、检测器特性
检测器工作的稳定性和线性范围将直接影响色谱定量分析结果的准确性和重复性。
色谱定量分析的基础是:
ω=ƒiAi(hi)
这就要求检测器对所测组分的响应值与所测组分的含量呈线性关系。实际上任何检测器的响应都有一定的线性范围(参见本丛书《气相色谱检测方法》和《液相色谱检侧方法》两书),超出这一范围,检测器的响应值与含量之间的关系将偏离线性范围,这时再用上述公式计算,必将会产生较大的误差。所以。要想获得准确的定量分析结果,进样量绝不能使进入检测器的被测组分含量超出检测器的线性范围。选用的进样量最好能使检测器的响应值落在其线性范围的中间部分,此时的误差最小。
不同类型的色谱检测器影响其工作稳定性的因素是不同的,如气相色谱中的氢火焰离子化检测器工作的稳定性主要受燃气—氢气和空气的比例和流速以及载气的流速影响很大。要保持氢火焰离子化检测器定量分析结果的重现性在1%之内,就要求空气和氢气的流速应控制在1.5%的精度,载气流速应控制在2%的精度。又如,气相色谱中的热导检测器,要求池体的温度控制精度为±0.05℃时才能得到稳定的定量分析结果。有关影响各种类型检测器工作稳定性的因素可以参见本丛书的《气相色谱检测方法》和公液相色谱检测方法》两本专著。
对于某些特殊组分可使用选择性检测器,使某些干扰物在选择性检测器上不被检出,从而可以消除干扰,得到较好的定量分析结果。
总之,可以通过选择合适的检测器和检测器的工作参数,使色谱定量分析中由检测器引起的误差降到最低。
五、分离度
分离度大小将影响峰高和峰面积测量的准确度,而峰高和峰面积测量的准确度将直接影响色谱定量分析的准确度。分离度对峰高和峰面积测量准确度的影响在前面“峰高和峰而积的准确测定”和“峰高和峰而积法选择”两小节中作了详细的讨论,在此就不多述了。