论文部分内容阅读
摘要：色谱定量分析中，每个操作步骤和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，甚至会得到完全错误的结果。本文就影响色谱定量分析结果的准确性的几个主要因素进行详细讨论。
关键词：气相色谱 影响因素 准确度 定量分析
中图分类号：O723+.6
气相色谱分析是一种快速准确的定量分析方法，具有分离能力好，灵敏度高，分析速度快，操作方便等优点，克服了常规化学分析方法的一些干扰因素，但是要取得准确的定量结果，还必须研究影响准确度的各种因素。在峰面积测量准确、校正因子运用合理、定量方法选择正确的前提下，还必须考虑影响定量结果的各种操作因素。
一、气相色谱法的原理
气相色谱仪由载气、进样系统、色谱柱、检测器和数据处理系统组成，气相色谱分析是一种物理分析方法，主要利用被测物质各组分在流动相和固定相之间分配系数的微小差异，当两相作相对运动时，这些物质在两相间进行反复多次的分配，使原来有微小的性质差异产生很大的效果，从而使各组分得到分离。
二、影响因素及预防措施
1、样品制备
被分析的样品确定后，首先要把其中的被测组分转化成能用色谱进行分析的样品，这一过程称为样品制备。
（1）被测组分的转化率：样品制备过程中，影响色谱定量分析结果准确性的主要因素是被测组分是否能100%定量地转入到制备好的、可用于色谱分析的样品中去，转化率达不到100%时，一定要知道准确的转化率，以便最后计算被测组分的含量。
（2）样品制备后的贮存：贮存条件选择不好，可能会使被测组分的浓度由于溶剂的挥发而发生变化，也可能由于被测组分的分解、氧化或其他化学反应而使被测组分的浓度发生变化，这些变化都能够使色谱定量分析结果产生错误。 样品制备好后应尽可能立即进行色谱定量分析，减少样品的贮存时间。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。
2、进样技术
当色谱定量分析采用归一化法、内标法和标准加入法时，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，采用外标法作定量分析时进样的误差直接影响定量分析的结果。
进样对外标法定量分析误差的影响主要有两个因素：一是进样装置的准确度和精度；二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。对于沸程宽的液體样品，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器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，进而产生分析误差。所以在条件允许的情况下，尽可能使用自动进样器以提高准确度。
3、气路部分的影响
气相色谱对载气的要求很严，载气和辅助气体不但要稳压、稳流，而且还要先净化，如果纯度不够，就会影响分析的准确度，有时会不出峰，更严重会损坏色谱柱。特别是载气，载气中的主要杂质有水汽及氧气等，能影响保留值的准确测定。
（1）载气中存在水汽时对固定液保留特性的影响：憎水性固定液不受水汽的影响，而亲水性固定液如聚乙二醇的保留特性，受载气中水汽的影响就很大，载气中水的存在使部分固定相（甚至包括某些样品）发生水解，会损坏柱子，产生基线噪声和拖尾现象，有时直接影响出峰，使正常的分析工作无法进行。此时可对湿柱通入干燥的载气，除去柱中水分，再对柱进行适当的老化处理，一般情况下，柱的保留特性可恢复原状。
（2）载气中氧气含量对固定液保留特性的影响：载气中氧气含量过高时，无论是极性或非极性固定液，都会随时间增加而发生变化。为了避免固定液的氧化作用，保持色谱柱的完好，尽可能地采用高纯度氮作为载气，有条件时在柱前加脱氧柱。
（3）气体中有机化合物或其它杂质的存在，会产生基线噪声和鬼峰。
（4）气体中夹带的粒状杂质可使气路控制系统失灵，也将对分析结果的准确度产生影响。
所以在色谱分析过程中尽量使用高纯氮作为载气。
4、 色谱柱的影响
（1）进样口内衬管污染：污染物主要来自未被气化的样品杂质以及从进样垫下脱落的硅橡胶细颗粒，这些杂质和颗粒会对被测样品产生吸咐作用，从而影响分析结果的准确度。
（2）色谱柱头的污染：污染物主要来自样品中的杂质。因此，为确保定量分析的质量，可以采取如下措施：①定期老化柱子以消除柱内积聚的污染物，老化的方法是以较低升温速率升到所允许的最高温度，然后保持这个温度不变，直到基线漂移和噪声满足要求。②定期清洗内衬管。一般每进50个样品，需清洗内衬管并更换管内的石英棉。内衬管的清洗步骤如下：依次用水、加有机溶剂清洗后，用氮气吹干残留溶剂，加少许石英棉于内衬管中，接入仪器通载气平衡柱子后即可使用。
（3）色谱柱的处理：对于毛细管柱，每进200个样品左右，需截掉20cm左右毛细管柱，以确保定量分析的质量。对于填充柱，使用一段时间后，要对柱头进行清理，更换前部的填充石英棉，以确保分离性能完好。
5、检测器的影响
检测器的性能指标包括：灵敏度、检出限、线性范围、响应速度、稳定性、选择性，稳定性和线性范围直接影响色谱定量分析结果的准确度。
（1）要想获得准确的定量分析结果，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。（2）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（FID）工作的稳定性主要受燃气（氢气、空气和载气的比例及流速）影响很大，要保持FID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。又如热导检测器，要求池体的温度控制精度为士0.05℃时才能得到稳定的定量分析结果。
总之，通过选择合适的检测器和检测器的工作参数可使色谱定量分析中由检测器引起的误差降到最低。
三、小结
综上所述，影响色谱定量分析准确度的因素很多，每一个步骤的误差，都影响着总的定量分析准确度。因此，只有在消除系统误差的情况下，严格、仔细的操作，才能得到精确的分析结果。
参考文献：
1、 金鑫荣，气相色谱法，高等教育出版社，1993
2、 色谱理论基础，卢佩章 戴朝政 张祥民著，科学出版社，1997
3、 气相色谱实用手册，顾蕙祥. 阎宝石主编，化学工业出版社，1990
4、 气相色谱新技术，周良模等编著，科学出版社，1994
5、 色谱理论及应用，周申范 宋敬埔 王乃岩编著，北京理工大学出版社，1994
关键词：气相色谱 影响因素 准确度 定量分析
中图分类号：O723+.6
气相色谱分析是一种快速准确的定量分析方法，具有分离能力好，灵敏度高，分析速度快，操作方便等优点，克服了常规化学分析方法的一些干扰因素，但是要取得准确的定量结果，还必须研究影响准确度的各种因素。在峰面积测量准确、校正因子运用合理、定量方法选择正确的前提下，还必须考虑影响定量结果的各种操作因素。
一、气相色谱法的原理
气相色谱仪由载气、进样系统、色谱柱、检测器和数据处理系统组成，气相色谱分析是一种物理分析方法，主要利用被测物质各组分在流动相和固定相之间分配系数的微小差异，当两相作相对运动时，这些物质在两相间进行反复多次的分配，使原来有微小的性质差异产生很大的效果，从而使各组分得到分离。
二、影响因素及预防措施
1、样品制备
被分析的样品确定后，首先要把其中的被测组分转化成能用色谱进行分析的样品，这一过程称为样品制备。
（1）被测组分的转化率：样品制备过程中，影响色谱定量分析结果准确性的主要因素是被测组分是否能100%定量地转入到制备好的、可用于色谱分析的样品中去，转化率达不到100%时，一定要知道准确的转化率，以便最后计算被测组分的含量。
（2）样品制备后的贮存：贮存条件选择不好，可能会使被测组分的浓度由于溶剂的挥发而发生变化，也可能由于被测组分的分解、氧化或其他化学反应而使被测组分的浓度发生变化，这些变化都能够使色谱定量分析结果产生错误。 样品制备好后应尽可能立即进行色谱定量分析，减少样品的贮存时间。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。
2、进样技术
当色谱定量分析采用归一化法、内标法和标准加入法时，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，采用外标法作定量分析时进样的误差直接影响定量分析的结果。
进样对外标法定量分析误差的影响主要有两个因素：一是进样装置的准确度和精度；二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。对于沸程宽的液體样品，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器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，进而产生分析误差。所以在条件允许的情况下，尽可能使用自动进样器以提高准确度。
3、气路部分的影响
气相色谱对载气的要求很严，载气和辅助气体不但要稳压、稳流，而且还要先净化，如果纯度不够，就会影响分析的准确度，有时会不出峰，更严重会损坏色谱柱。特别是载气，载气中的主要杂质有水汽及氧气等，能影响保留值的准确测定。
（1）载气中存在水汽时对固定液保留特性的影响：憎水性固定液不受水汽的影响，而亲水性固定液如聚乙二醇的保留特性，受载气中水汽的影响就很大，载气中水的存在使部分固定相（甚至包括某些样品）发生水解，会损坏柱子，产生基线噪声和拖尾现象，有时直接影响出峰，使正常的分析工作无法进行。此时可对湿柱通入干燥的载气，除去柱中水分，再对柱进行适当的老化处理，一般情况下，柱的保留特性可恢复原状。
（2）载气中氧气含量对固定液保留特性的影响：载气中氧气含量过高时，无论是极性或非极性固定液，都会随时间增加而发生变化。为了避免固定液的氧化作用，保持色谱柱的完好，尽可能地采用高纯度氮作为载气，有条件时在柱前加脱氧柱。
（3）气体中有机化合物或其它杂质的存在，会产生基线噪声和鬼峰。
（4）气体中夹带的粒状杂质可使气路控制系统失灵，也将对分析结果的准确度产生影响。
所以在色谱分析过程中尽量使用高纯氮作为载气。
4、 色谱柱的影响
（1）进样口内衬管污染：污染物主要来自未被气化的样品杂质以及从进样垫下脱落的硅橡胶细颗粒，这些杂质和颗粒会对被测样品产生吸咐作用，从而影响分析结果的准确度。
（2）色谱柱头的污染：污染物主要来自样品中的杂质。因此，为确保定量分析的质量，可以采取如下措施：①定期老化柱子以消除柱内积聚的污染物，老化的方法是以较低升温速率升到所允许的最高温度，然后保持这个温度不变，直到基线漂移和噪声满足要求。②定期清洗内衬管。一般每进50个样品，需清洗内衬管并更换管内的石英棉。内衬管的清洗步骤如下：依次用水、加有机溶剂清洗后，用氮气吹干残留溶剂，加少许石英棉于内衬管中，接入仪器通载气平衡柱子后即可使用。
（3）色谱柱的处理：对于毛细管柱，每进200个样品左右，需截掉20cm左右毛细管柱，以确保定量分析的质量。对于填充柱，使用一段时间后，要对柱头进行清理，更换前部的填充石英棉，以确保分离性能完好。
5、检测器的影响
检测器的性能指标包括：灵敏度、检出限、线性范围、响应速度、稳定性、选择性，稳定性和线性范围直接影响色谱定量分析结果的准确度。
（1）要想获得准确的定量分析结果，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。（2）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（FID）工作的稳定性主要受燃气（氢气、空气和载气的比例及流速）影响很大，要保持FID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。又如热导检测器，要求池体的温度控制精度为士0.05℃时才能得到稳定的定量分析结果。
总之，通过选择合适的检测器和检测器的工作参数可使色谱定量分析中由检测器引起的误差降到最低。
三、小结
综上所述，影响色谱定量分析准确度的因素很多，每一个步骤的误差，都影响着总的定量分析准确度。因此，只有在消除系统误差的情况下，严格、仔细的操作，才能得到精确的分析结果。
参考文献：
1、 金鑫荣，气相色谱法，高等教育出版社，1993
2、 色谱理论基础，卢佩章 戴朝政 张祥民著，科学出版社，1997
3、 气相色谱实用手册，顾蕙祥. 阎宝石主编，化学工业出版社，1990
4、 气相色谱新技术，周良模等编著，科学出版社，1994
5、 色谱理论及应用，周申范 宋敬埔 王乃岩编著，北京理工大学出版社，1994