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第九章分离分析导论第四节色谱定性定量分析方法

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色谱定性定量方法

色谱定性定量方法
色谱仪与红外光谱或质谱仪等联用，实际上是红外光谱 仪和质谱仪等起着检测器的作用，将复杂组份的混合物 经色谱柱分离为单组份，再利用红外光谱、质谱或核磁 共振谱等进行定性分析
既充分利用红外光谱、质谱等适于分析分子结构、官能 团或物质的摩尔质量等特点，克服了它们不易检定复杂 物质的困难，又充分利用了色谱的高效分离能力
2.与其它方法结合定性
①与化学方法结合进行定性 将试样经过一些特殊试剂处理，发生物理 变化或化学反应后，其色谱峰将会提前、 移后或完全消失 比较处理前后色谱图的差异，以及在柱后 用化学试剂鉴定流出物，就可初步定性鉴 别试样中含有哪些官能团
2.与其它方法结合定性
②与红外光谱、质谱及核磁共振谱联合定性
用相对校正因子
把混合物中的不同组份的峰面积校正成相当
于某一标准物质的峰面积，用于计算各组份的 含量
1.定量依据和校正因子
相对校正因子fis是指某组份i的绝对校正因子与标准物质s的绝对 校正因子之比值，通常简称为校正因子，即
标准物质：
f is
fi fs
苯（用于热导检测器）
正庚烷（用于氢火焰离子化检测器） 质量校正因子、摩尔校正因子和体积校正因子
常用标准物：苯、正丁烷、对二甲苯、环己烷、2,3,4-三甲基戊烷
对于组份比较简单的已知范围的混合物试样，可采用此法进行定 性。也可利用文献上的r2,1值或色谱手册中的r2,1值对照定性。
1.利用色谱保留参数定性
②加入已知物增加峰高法
首先用被测试样作色谱图，然后将已知纯物质加到试 样中去，在相同的条件下作色谱图，对比这两个色谱 图
100 %
Ai为任一组份的峰面积，fi为任一组份的质量校正因子 归一法的优点是无需标样，结果准确，操作简便，操作条件（如 进样量、流速等）变化对测定结果影响较小，宜于分析多组份试 样中各组份的含量。

色谱定量和定性方法

色谱定量和定性方法
I = 100 [ Z + lg X i − lg X Z ] lg X ( Z +1) − lg X Z
(2)求出未知物的Ii，并与文献值对照定性 2.2.2.3注意 在文献上所述色谱条件下计算未知物的Ii 2.2.2.3特点 重现性好，不需要纯物质相对照
8
2.2.3双柱定性法 双柱定性法
2.2.3.1依据 依据
3.3.2.1 方法 将一种纯物质作为标准物（S）加入到待测样品中进行色谱定量的一种方 法，组分含量的计算为： ms f i Ai
Xi % = mf E AE × 100%
式中：ms 、m 分别为加入内标物的量和试样的质量。i 代表被测峰，E代表内标峰。
3.3.2.2适用范围 适用于少量组分的含量测定，样品中各组分不能完全出峰，或只需对样品 中几个出峰的组分进行分析 3.3.2.3特点 不必准确进样，因此较准确，但操作复杂，每次进样都要准确称量内标物 和样品的质量，事先测得相对校正因子；色谱分离要求高； 3.3.2.4内标物选择 能和被测样品互溶，内标物和待测组分完全分开，最好是被分析物质的一 个同系物，内标物的浓度应与被测组分浓度相近，且内标物的色谱峰 位置最好邻近待测组分。
色谱定性不能直接给出物质的直接信息 未知物的保留值与已知物的保留值相同，未知 物可能是已知物，但不能肯定是已知物 未知物的保留值与已知物的保留值不同，则未 知物肯定不是已知物
10
3.色谱定量分析 色谱定量分析
3.1依据 依据 被测物质（i）的量与它在色谱图上的峰面积 （或峰高）成正比：mi＝fi×Ai，fi—定量校正 因子。
峰面积
800 700 600 500 400 300 200 100 0 0 1 2 3 4 浓度 5 6 7 8

第9章定量分析中的分离方法

第9章定量分析中的分离方法

x(L- )(w)

[L- ]wVw nT

1 R
KD
1 KH(HL)[H+]w
KH(HL)[H+]w 1
x(HL)(w)
=
1 R
KD

K
H
K H (HL)[H+ ]w (HL)[H+]w KH(HL)

[H+
]w

1
x(HL)(o)
=
1 R
KD

K
H
1 R
KD

K
H
(HL)

[H+
m 2= 2 0 .0 (4 3 5 2 .0 0 .+ 02 0 .0 )2= 0 .1 4 5m g
20.0-0.145
E=
=99%
20.0
22
9.3.2 萃取类型与萃取平衡
1. 离子缔合物萃取
C2H5 OH+ ＋ FeCl4ˉ C2H5
＝ C2H5 C2H5
＋
OH [FeCl4ˉ]
盐
当 R=1,pHwlgKDlgKH(H L)lg5.9lg108.93 0 9.7
萃取剂的副反应(分配及离解、质子化)系数
HL(w)

[HL]oVo
[HL]wVw [HL]oVo
[L ]wVw
[HL]o / R [HL]w [L ]w [HL]o/R
R
R
1 K D K D K H (HL) [H+ ]w
忽略
当pH<lgKH(HL)时, ≈1
当pH> lgKH(HL)时, 迅速增大
31

精选第4节定性定量分析资料

精选第4节定性定量分析资料
7/5/2019
1.00
0.96
0.98
求各组分的含量。
7/5/2019
解：母液中苯甲酸不能出峰，所以只能用内标法计 算。 由各组分的绝对校正因子计算得壬烷、乙苯、对二 甲苯、间二甲苯、邻二甲苯的相对校正因子分别为 1.00，0.95，0.98，0.94，0.96。
根据内标法计算公式，对于乙苯有：
w(乙苯） mi 100% 0.95 70 150 100% 6.79%
7/5/2019
例4.2.9 取二甲苯生产母液1500mg，母液中合有乙苯、 对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯及溶剂和少量苯甲酸， 其中苯甲酸不能出峰。以150mg壬烷作内标物，测得 有关数据如下：
物质 壬烷 乙苯 对二甲苯 间二甲苯 邻二甲苯
Ai/cm2 98 70
95
120
80
f`m 1.02 0.97
即每平方毫米色谱峰面积代表3.3×10-2μg乙醇。
绝对校正因子fi的大小主要由操作条件和仪器的灵敏 度所决定，既不容易准确测量，也无统一标准；当 操作条件波动时，fi也发生变化。故fi无法直接应用， 定量分析时，一般采用相对校正因子。
7/5/2019
相对校正因子Fi ：即组分的绝对校正因子与标 准物质的绝对校正因子之比。
缺点：找合适内标物困难；要求已知校正因子；每 个试样的分析，都要进行两次称量，不适合大批量 试样的快速分析。
7/5/2019
（3）外标法 外标法也称为标准曲线法。
外标法特点： 1）不需要校正因子，不需 要所有组分出峰 2）结果受进样量、进样重 复性和操作条件影响大
→每次操作条件要一致， 进样量应一致，否则产生误 差
（2）相对校正因子的测定 过程：精称i纯品＋基准物S→混匀进样→测Ai和AS 在气相色谱法中，对于热导检测器一般以苯为标 准物；对于氢火焰检测器，一般以正庚烷为标准 物。

色谱定性定量分析方法

色谱定性定量分析方法

（1）绝对校正因子 某组分i通过检测器的量与检测器对该组分的响应信号之比
测定方法：将已知量的被测标准物质注入色谱仪，根据进样 量及色谱图上的峰面积或峰高计算出绝对校正因子
（2）相对校正因子 组分i与基准物（标准物）s的绝对校正因子之比
检测器不同，所选用的基准物不同 热导检测器——苯 氢火焰离子化检测器——正庚烷
（3）内标法
若试样中所有组分不能全部出峰，或仅需测定试样中某个或 某几个组分的含量时，可以采用内标法 将一定的标准物（内标物s）加入到一定量的试样中，混合均 匀后进样，从色谱图上分别测出组分i和内标物s的峰面积 （或峰高）
或：
内标法中常以内标物为基准，即fs＝1.0，则：
■ 内标法最关键是选择合适的内标物，对内标物的 要求：
1.定量校正因子
■ 色谱定量分析是基于被测物质的量与其峰面积的 正比关系。但由于同一检测器对不同的物质具有 不同的响应值，所以两个相等量的物质出的峰面 积往往不相等，或者说，相同的峰面积并不意味 着相等物质的量。这样就不能用峰面积来直接计 算物质的量。
■ 因此，在计算组分的量时需将面积乘上一个换算 系数，使组分的面积转换成相应物质的量。即必 须将峰面积A乘上一个换算系数进行“校正”。
例：苯、甲苯、乙苯的相对校正因子的测定：分别称取一定 量的三种物质，在25 mL容量瓶中定容。取一定量注入色谱 仪，获得色谱图，测量其峰面积，以苯为基准物，计算各组 分相对校正因子。
组分 质量/g 1
峰面积/mm2
2
3
平均
相对校 正因子
苯（标 准物）
2.22
442
Hale Waihona Puke 440438440
甲苯 2.22 429
例：试样混合物中仅含有甲醇、乙醇和正丁醇，测得峰高分

色谱定性定量分析方法 ppt课件

色谱定性定量分析方法 ppt课件
效能指标：评价分析方法的尺度
效能指标包括: 精密度、准确度、专属性、检测限、定量限、
线性与范围、耐用性、稳定性、系统适用性等
17
PPT课件
不同分析测定方法的要求
药品质量标准分析方法验证 药物制剂人体生物利用度和生物等效性试验
指导原则 药物稳定性试验指导原则 缓释、控释制剂指导原则
18
②准确度（accuracy）：
意义：测量值与真实值接近的程度。
药物制剂的含量测定以回收率表示。
内容：即通过在空白基质中加入已知量不同浓度的对照
品，比较测定值和加入值确定。 一般在期望浓度的80%、100%、120%三个
水平量，各测定三次，回收率均值在98-102%。
20
PPT课件
③线性范围（linearity range）：
内容：
流动相的组成和pH、商品柱的品牌尺寸、 柱温等
25
PPT课件
⑧系统适用性（ system suitability test ）： 意义： 保证分析系统适用于定量分析。
内容：
条件优化时考察，包括理论塔板数、分离 度、拖尾因子，考察进样精密度。
26
PPT课件
15
PPT课件
三、不同检测器的色谱信号与物质浓度关系
FID、ECD、UV检测器的响应（峰面积）与样 品的浓度呈线性关系；
ELSD响应的自然对数与样品的浓度或质量呈线 性关系；
质谱（MS-ESI）检测器高浓度时的响应与样品 的质量可能呈二次或更复杂的方式。
16
PPT课件
四、色谱分析方法验证
目的：
证明所采用的色谱分析方法适合于相应的检验 要求，判断能否用于药品分析。
China Pharmaceutical University

9.3 色谱的定性、定量分析

第九章色谱分析导论第九章色谱分析导论9.1 色谱分析法简介9.2 色谱分离原理和基本理论9.3 色谱的定性和定量分析9.3.1 色谱的定性分析方法9.3.2 色谱的定量分析方法（1）利用已知物定性（2）与其他分析仪器结合定性(1) 利用已知物定性：即在一定的色谱条件下，每组分的 t R表现出特征值，可作为定性依据定性方法：在相同色谱条件下，分别将标样和试样进行色谱分析，比较两者t R，如果相同，即为同一种物质，进而可以确定样中的各组分未知样品标准醇样【例】鉴定未知样品中含有哪些醇类物质在相同色谱条件下未知样品的色谱图如左上图标准醇样的色谱图如左下图且已知物保留时间t R峰：峰a——甲醇峰峰b——乙醇峰峰c——正丙醇峰d——正丁醇峰e——正戊醇(2) 与其他分析仪器结合定性：如：GC（HPLC、SFC）– MSGC （HPLC）– FTIRGC （HPLC）– NMR 等。

即综合利用色谱仪对混合物的高分离能力与其他仪器对单一物质的结构的高鉴别能力，发挥两种仪器各自的优点。

实现既能分离混合物又能鉴定物质结构。

【例】色谱——质谱联用总离子流色谱图6号峰的质谱图定量依据：在相同的色谱条件下，被测组分的质量 m i 与对应峰的检测器响应值（峰面 积 A i 或峰高 h i ）成正比，其数学表达式为：i hi im f h =⋅i i im f A =⋅ f 称为校正因子定量分析方法：（1）归一化法 （2）外标法 （3）内标法(1)归一化法：112233100%100%i ii ii n n i iA f A f w A f A f A f A f A f =⨯=⨯++++∑若样品有n 个组分，则其中i 组分的含量为：简便、准确对操作条件的控制要求不苛刻所有组分的f 值均需测出。

在试样n 个组分不能全部出峰时不能使用一般用于气相色谱定量分析(2) 外标法：不使用校正因子适用于大批量试样的快速分析操作条件变化对结果准确性影响大进样量准确性要求高(3) 内标法：在出现下列情况时，可采用内标法定量。

色谱的定性和定量分析


定量准确度决定于 2.求相对校正因子 一.峰面积
1. 对称峰：
2．不对称峰 A = 1/2 式中W0.15和 W0.85
分别为峰高0.15倍和0.85倍处的峰宽
二.定量校正因子f 为什么要用f？ ∵不同 组分有不同的响应值
例如用TCD，N2作载气测O2，H2的百分含量 若H2、O2峰面积相同, 百分含量相同就不对。 不能用下式计算：
i
/ Ai
准确定量分析时,应该用自己测定的校正因子,而不用文献 值∵ 校正因子随检测器类别,使用载气的不同而不同
3. 相对校正因子的测定方法
f’值可引用文献值，也可以自己测定。 标准物质，TCD是苯， FID是正庚烷。 准确称量被测组分wi和标准组分ws的重量
在线线范围内进样测 Ai,As
求f’ w或f’
则H 2
AH 2 AH 2 AO2
50%
∵H2的热导系数大,TCD响应大,但 实际含量小∴必须用校正因子.
A H2 500 C 50% f 0.1
O2 50
50%
1
, H2 , O2
则H 2 %
AH 2 f AH 2 f
, H2
AO2 f
500 0.1 50% 500 0.1 50 1
全知峰(有所有组分的标准品)
2. 外标法(标准曲线法) 用待测组分的纯样制标准曲线
优点：快速简单, 只要待测组分出峰且完全分离即可 缺点：绝对法, 进样量,操作条件要不变
3. 内标法(外加标准法)
不能全出峰或只需测某几个组分时采用 方法:准确称取样品,加入一定量内标物,根据重量及 峰面积求出某组分的含量
M
多次测定，求平均值。
三.定量方法

色谱定性定量方法


1.利用色谱保留参数定性
②加入已知物增加峰高法
➢首先用被测试样作色谱图，然后将已知纯物质加到试 样中去，在相同的条件下作色谱图，对比这两个色谱 图
若后一色谱图中某一色谱峰相对增高时，则该色谱峰 的组份原则上与加入已知纯物质是同一种化合物
➢当试样组份比较复杂，峰间距离太近，或操作条件不
易控制稳定，很难准确地测定其保留值时，可采用此
法进行定性
B
4
1.利用色谱保留参数定性
③双柱法定性
➢将试样和标准物的混合物分别在两根极性相差较 大的色谱柱上进行色谱分离
观察标准物和未知物色谱峰在这两根柱子上是否 始终重合，如两色谱峰始终重合，可判断为同一 组份，否则不是同一组份。
➢可以避免不同组份由于保留值的偶然一致性，可 能发生的定性错误。
B
A1.06h5W h/2
在相对计算时可省略系数，狭窄峰还可将半高峰宽视为 常数以峰高计算
➢不对称峰可用峰高乘平均峰宽法：
A12h(W0.15W0.85)
平均峰宽是指在峰高0.15和0.85处分别测量的峰宽的平
均值
B
14
3.常用定量方法
①归一法
若试样中各组份都能流出色谱柱并在所用的检测器上都能产生信 号显示出色谱峰，则可测量所有组份色谱峰的峰面积，由下列公 式计算各组份的含量
色谱定性定量方法
B
1
一、色谱定性方法
定性依据 ★主要依据是每个组份的保留值
★一般需要标准样品，离开已知纯物质的对 照，就无法识别各色谱峰代表何种组份
★对某一未知试样，单独用色谱法定性十分 困难，因此常需与化学分析及其它仪器分 析方法相结合
B
2
1.利用色谱保留参数定性
①保留值定性

色谱定性和定量分析PPT课件


1) 与化学方法配合进行定性分析
带有某些官能团的化合物，经一些特殊试剂处理，
发生物理变化或化学反应后，其色谱峰将会消失或
提前或移后，比较处理前后色谱图的差异，就可以
初步辨认试样含有哪些官能团。
2)与质谱、红外光谱等仪器联用
较复杂的混合物经色谱柱分离为单组分，再利
用质谱、红外光谱或核磁共振等仪器进行定性鉴定。
等量的物质得不出相等峰面积。或者说，相同的峰
面积并不意味着相等物质的量。
因此，在计算组分的量时需将面积乘上一个换算
系数，使组分的面积转换成相应物质的量。即必须将
峰面积A乘上一个换算系数进行“校正”。
1）绝对校正因子
wi=fi’Ai
比较困难的。而用ri,s定性，则只要温度一定即可。
具体做法：
在样品和标准中分别加入同一种基准物 s，将样品
的ri,s 和标准物的ri,s 相比较来确定样品中是否含有 i
组分。
4. 保留指数定性
该指数定性的重现性最佳。当固定液和柱
温一定时，定性可不需要标准物。
设正构烷烃的保留指数为碳数100。测定时，将碳数为n 和
GC是在常压下工作，而MS是在高
真空下工作，因此，必须有一个
连接装置，将色谱柱流出的载气
除去，使压强降低，样品分子进
入离子室。这个连接装置叫做分
子分离器。目前一般使用喷射式
分子分离器
载气带着组分气体，一起从色谱柱流出，经过一
小孔加速喷射进入分离器的喷射腔中，分离器进行抽
气减压，由于载气分子量小，扩散速度快，经喷咀后，
加热（可用红外线加热）汽化并由真空泵抽去，组分进入
离子源。这种方法适于非极性流动相溶剂的除去，而对于
极性溶剂，由于其汽化速度慢而不适用。
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2020/9/19
4.与其他分析仪器联用的定性方法
小型化的台式色质谱联用仪（GC-MS；LC-MS）；
色谱-红外光谱仪联用仪（GC-IR）。
组分的结构鉴定：
1.0 DEG/MI N
HEWLET PTACKAR
5972A
D
Mass Selectiv eDetecto r
Sample
DC AB
Sample
试样中各组分质量与其色谱峰面积成正比，即：
m i = fi Ai
绝对校正因子：比例系数f i ，单位面积对应的物质量： f i=m i / Ai
定量校正因子与检测器响应值成倒数关系：
f i= 1 / Si 相对校正因子f ’i ：即组分的绝对校正因子与标准物质的绝对 校正因子之比（热导池检测器用苯；氢焰检测器用正庚烷）。
3.常用的几种定量方法
（1）归一化法：
ci% m 1m 2m i m n100nf(i'fi'A A i i)100 i1
特点及要求： 归一化法简便、准确； 进样量的准确性和操作条件的变动对测定结果影响不大； 仅适用于试样中所有组分全出峰的情况。
2020/9/19
（2）内标法（试样中各组分含量相差悬殊，或只需要测定 试样中某个或某几个组分，而且不能完全出峰）
其它物质的保留指数（IX）是通过选定两个相邻的正构 烷烃，其分别具有Z和Z＋1个碳原子。被测物质X的调整保留
时间应在相邻两个正构烷烃的调整保留值之间如图所示：
2020/9/19
保留指数计算方法
tR' (Z1) tR' (X) tR' (Z) IX 100(llggttR'R'((ZX1))llggttR'R'((ZZ)) Z)
fs ms
As Ai
• 当mi、mS以摩尔为单位时，所得相对校正因子称为相对 摩尔校正因子，用（f ’M）表示；当mi、mS用质量单位时， 以（f ’W）表示。相对校正因子只与检测器类型有关，而与 色谱操作条件、柱温、载气流速、固定液的性质等无关。
2020/9/19
第九章 分离分析法导
论
一、色谱定性方法 二、色谱定量方法
第四节 色谱定性和定量方法
2020/9/19
一、色谱定性分析方法
1.利用纯物质定性的方法
利用保留值定性：通过对比试样中具有与纯物质相同保 留值的色谱峰，来确定试样中是否含有该物质及在色谱图 中的位置。不适用于不同仪器上获得的数据之间的对比。
利用加入法定性：将纯物质加入到试样中，观察各组分 色谱峰的相对变化。
内标物要满足以下要求： （a）试样中不含有该物质； （b）与被测组分性质比较接近； （c）不与试样发生化学反应； （d）出峰位置应位于被测组分附近，且无组分峰影响。 试样配制：准确称取一定量的试样W，加入一定量内标物mS 计算式：
m msi ffsi''A AS i ; mi ms ffsi''A AS i
A = 1.065 h·Y1/2 （2）峰高乘平均峰宽法：当峰形不对称时，可在峰高0.15 和0.85处分别测定峰宽，由下式计算峰面积：
A =1.065 h·（Y 0.15 + Y 0.85 ）/ 2 （3）自动积分和微机处理法 （4）称重法和面积计算法
2020/9/19
2. 定量校正因子（极其重要）
2020/9/19
2.利用文献保留值定性
利用相对保留值r21定性 相对保留值r21仅与柱温和固定液性质有关。在色谱手
册中都列有各种物质在不同固定液上的保留数据，可以用 来进行定性鉴定。
2020/9/19
3.保留指数
又称Kovats指数(Ⅰ)，是一种重现性较好的定性参数。
测定方法： 将正构烷烃作为标准，规定其保留指数为分子中碳原子 个数乘以100（如正己烷的保留指数为600）。
2020/9/19
内标法特点
(a) 内标法的准确性较高，操作条件和进样量的稍许变动对 定量结果的影响不大。 (b) 每个试样的分析，都要进行两次称量，不适合大批量试 样的快速分析。 (c) 若将内标法中的试样取样量和内标物加入量固定，则：
ci%
Ai AS
常数
以Ai/As对浓度作图，进行分析。
2020/9/19
（3）外标法
外标法也称为标准曲线法。 特点及要求： 外标法不使用校正因子， 准确性较高， 操作条件变化对结果准确 性影响较大。 对进样量的准确性控制要 求较高，适用于大批量试样的 快速分析。
2020/9/19
2020/9/19
HEWLETT PACKARD
5890
Gas Chromatograph (GC)
B A CD
Separation
Mass Spectrometer (MS)
A B C D
Identification
二、 色谱定量分析方法
1. 峰面积的测量
（1）峰高（h）乘半峰宽（Y 1/2）法：近似将色谱峰当作等 腰三角形。此法算出的面积是实际峰面积的0.94倍：