关于利用定量因子计算含量
和FID检测器类似,在质量选择检测器(MSD)上,物质的化学结构不同,电离电位不同,需要的电离能量不同,裂解碎片不同,裂解碎片丰度不同,这样得到的质量
离子色谱图的峰面积或峰高也不同(当然总
离子色谱图的峰面积也不同)。直接用响应信号定量,必然导致较大误差。故引入响应因子或校正因子。定量响应因子或校正因子对检测器产生的信号加以校正,校正后的峰面积可以定量的代表物质的含量。
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1. 定量校正因子的基本概念
校正因子是定量计算公式中的比例常数,其物理意义是单位面积(或峰高等其它单位)所代表的被测组分的量。定量校正因子和定量响应(值)因子互为倒数。
可用下式表示:
绝对质量(或重量)校正因子 f’
i = m
i/A
i 可以导出 m
i = f’
i A
i式中:m
i -----i组分的量;f’
i -----i组分的校正因子;A
i----i组分的峰面积
例如A化合物含量为100,在质谱上面测定的面积为3000,则A化合物的绝对质量校正因子f’
A = m
A/A
A = 100/3000 = 0.033
(与组分性质、仪器灵敏度,仪器状态等有关,例如外标法采用绝对质量校正因子进行计算)
相对质量校正因子 f
i/ s = f’
i/f’
s= m
iA
s/(m
sA
i),即一种化合物相对于一种基准物(或内标物)的校正因子比。
假如化合物B为基准物(或内标物)含量为80,测得峰面积为2500,则相对于B,化合物A的相对校正因子是:
f
A/ s = 2500*100/(3000*80) = 1.04
响应值(因子)和校正因子的关系是互为倒数:即 S = 1/f 或 f=1//S 或Sf=1。
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2. 直接简单校正是否可行?
有人采用把实际配制含量除以测定所得的峰面积百分数(含量/峰面积%,C/A%)直接计算校正因子。
例如假定A, B, C, D, E五种化合物的绝对响应(值)因子或绝对校正因子不变,即绝对校正因子分别为0.0667,0.05,0.1,0.1,0.05,则当这几种组分在不同配比时候得到的C/A%校正因子就会不同,相差很大。例如化合物A的这种校正因子为0.933,01.033, 0.967。
即组分含量比例或浓度变化或不同,则这种校正因子就随之变化。除非保证同样的比例体系,但实际上不可能,样品含量比例总是在变化的,就无意义了。所以这种方法行不通。
如果这种校正因子在不同样品比例体系里面变化而不同,则不同样品测定后利用已经测定的这种校正因子(或修正因子)就会误差很大,不准确。
| | | | | | | |
名称 |
含量 |
峰面积 |
峰面积% |
含量/峰面积% | |
绝对校正因子 |
绝对响应因子 |
Name |
C |
A |
A% |
C/A% | |
f'i |
S |
A |
10 |
150 |
10.71 |
0.933 | |
0.0667 |
15 |
B |
20 |
400 |
28.57 |
0.700 | |
0.05 |
20 |
C, IS |
30 |
300 |
21.43 |
1.400 | |
0.1 |
10 |
D |
25 |
250 |
17.86 |
1.400 | |
0.1 |
10 |
E |
15 |
300 |
21.43 |
0.700 | |
0.05 |
20 |
|
100 |
1400 |
100.00 | | | | |
| | | | | | | |
| | | | | | | |
| | | | | | | |
Name |
C |
A |
A% |
C/A% | | | |
A |
20 |
300 |
19.35 |
1.033 | | | |
B |
30 |
600 |
38.71 |
0.775 | | | |
C, IS |
10 |
100 |
6.45 |
1.550 | | | |
D |
25 |
250 |
16.13 |
1.550 | | | |
E |
15 |
300 |
19.35 |
0.775 | | | |
|
100 |
1550 |
100.00 | | | | |
| | | | | | | |
| | | | | | | |
Name |
C |
A |
A% |
C/A% | | | |
A |
30 |
450 |
31.03 |
0.967 | | | |
B |
10 |
200 |
13.79 |
0.725 | | | |
C, IS |
10 |
100 |
6.90 |
1.450 | | | |
D |
30 |
300 |
20.69 |
1.450 | | | |
E |
20 |
400 |
27.59 |
0.725 | | | |
|
100 |
1450 |
100.00 | | | | |
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3. 绝对校正因子计算(外标法)
如果采用绝对校正因子计算也是可以的,但要求仪器的状态必须稳定一致,进样量,色谱质谱分析操作条件严格不变。如果有变化,必须重新测定绝对校正因子。
在2中的例子中,如果采用绝对校正因子计算(外标法),计算得到的组分比例也是不变的。
对于平时会遇到大量组分需要定量的话,例如香精组分测定,也是一个非常大的工作量。
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4. 相对校正因子计算
鉴于上述两种方法的局限和不足之处,可以考虑相对校正因子来进行计算。
在2的例子中,如果假定化合物C为基准物,用1组的数据计算其它组分对于C的相对校正因子,然后利用计算得到的相对校正因子来计算2组的校正面积比,然后归一化得到的结果和实际含量是一致的。例如组分A的实际含量为20,校正面积归一化后测定计算的含量也是20。避免了在2中利用简单校正修正产生的误差。
注:
例如组分A的相对质量校正因子 f
i/ s = f’
i/f’
s= m
iA
s/(m
sA
i)=0.0667/0.1=0.667
实际上上面的方法也是校正归一化法。
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5. 内标法计算
略,请参考我的安捷伦GCMS内标法定量简介的原创文章
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6. MS定量因子和FID定量因子
两种检测器都是质量型检测器,都是总离子图,但机理不一样,同一化合物的响应不同或校正因子不同。另外MS的参数,扫描范围或选择的离子不同得到峰面积也不一样。
FID的线性范围比MS宽。MS在浓度大时候,可能偏差大。
举例:
同一标样在TIC和FID测得的相对校正因子(假定使用的某基准物的校正因子为1)。
化合物名称 |
TIC相对校正因子 |
FID相对校正因子 |
name |
Ftic |
Ffid |
E |
3.97 |
2.1 |
PG |
4.57 |
2.05 |
C |
0.708 |
1 |
Gl |
2.82 |
2.45 |
| | |
从上面表看出,TIC和FID的校正因子大小不同,相差不小,可能对于有些化合物的差别很小或一样。这个可能和不同化合物的结构不同而引起的离子碎片(流)不一样有关。
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7. 使用校正因子和标准曲线校正
标准(外标和内标)曲线校正的准确性药优于使用校正因子计算结果的准确性。有条件尽量使用标准曲线法。实际上有些时候由于工作量,繁琐性,费时,时间限制等原因,可能无法使用标准曲线法。