色谱分析常用定量方法
色谱定量分析,顾名思义就是色谱分析方法来测定组分的含量,主要分为面积百分比法、归一化法、外标法、内标法和标准加入法,色谱定量分析首先需要明确的概念是响应因子,不同的化合物在检测器的响应是不一样的,简单地举个例子说,相同浓度的化合物A和B,相同的进样量,得到的峰高和峰面积不一定一样的,响应因子的计算式如下:
式中,w为化合物的含量,A为响应值,一般为峰面积或峰高,本文以峰面积为例。由于不同的化合物在同一个检测器的响应因子不同,甚至同一个化合物不同浓度在同一检测器的响应因子不同,简单地说就是化合物在检测器的响应不呈线性,或者线性范围比较窄。选择合适的定量方法时,除需要考虑是相对定量还是绝对定量外,同时需要考察化合物的线性响应范围、是否有合适内标、是否有标准品等。本文简单介绍下色谱分析中常用的一些定量方法。
1. 归一化法:
把所有出峰的组分含量之和按100%计算的定量方法,其中组分i的质量分数可按下式计算:
式中,f为响应因子,A为峰面积,w为含量
归一化法属于相对定量,优点是简便、准确,进样量、流速、柱温等操作条件对定量结果的影响小,但要求所有组分都流出色谱柱,并被检测器检出,同时需要测定各个组分的响应因子,而各个组分的响应因子的测定都需要基准物质,所以使用受到限制。归一化法主要用于GC,因为GC的一些检测器如FID对某些组分的响应因子相近或有一定的规律,可以在文献上查到,当响应因子相近时,可以直接用面积归一化法。
2.峰面积百分比法:
峰面积百分比法也是相对定量,忽略各个组分的响应因子或者默认为每个组分的响应因子相同,计算如下式:
峰面积百分比法适合于不需要准确定量,同时难以得到响应因子的情况。
3.外标法:
外标法有标准曲线和单点外标法,标准曲线法是用标准品配制一系列浓度的标准溶液样品,通过不同浓度的标准溶液及其对应响应值,绘制样品浓度和响应值关系曲线:
将待测组分的响应值带入工作曲线可以计算组分的含量。
单点外标也叫标准品比对法,是将原点和标准溶液的数据连成一条直线,如下式的计算:
式中,Ci为待测组分含量,Ai为待测组分的峰面积,Astd为标准溶液中标准物的峰面积,Cstd为标准溶液浓度。
外标法属于绝对定量,绘制好标准曲线后,测定该组分的峰面积或峰高后,代入标准曲线就可以计算得到含量,待测组分含量应该是在标准曲线浓度范围内的,HPLC定量比较多使用外标法,外标法需要每次样品分析的色谱条件尽量一致,否则需要重新测定标准曲线样品得到新的标准曲线。一般一个分析批至少需要一条标准曲线,生物样品分析时除需要考察标准曲线线性范围、分析准确度和精密度外,还需要考察一个分析批能够耐受的样品数量,即在一个分析批内多少样品数量范围内定量是准确的。
4.内标法:
内标法是选择合适的化合物作为待测组分的参比物,定量地加到样品中,根据待测组分和内标的响应值(峰面积或峰高)之比,以及内标物的含量来计算待测组分的含量。
式中,fi和fIS分别为待测组分和内标的响应因子,Ai和AIS为待测组分和内标的响应值,wi和wIS分别为待测组分含量和内标含量。
这种方法需要测定待测物和内标物的响应因子,常用于GC中。另一种内标比对法是常用于LCMS/MS中,内标比对法是在不知道响应因子的情况下的一种内标法,先将一定量的内标物加入到标准物溶液中,再将相同量的内标加入到待测溶液中,分别进样,按下式计算待测组分含量:
式中,Ci为待测组分含量,Ai为待测组分的峰面积,Astd为标准溶液中标准物的峰面积,Cstd为标准溶液浓度,AIS为内标的峰面积。。
内标物的选择是内标法的关键,内标物应满足以下几点:
待测样品中不存在
不与待测物起反应,不干扰待测物的响应
尽可能与待测物性质相似,尽可能与待测组分出峰时间相近但要保证与其他组分的峰分离开,LCMSMS分析方法时尽可能选择同位素内标
内标物加入的量应与待测组分含量接近
内标物应该是稳定的纯物质
内标法的优点是:进样量的变化,色谱条件的微小变化对定量结果的影响不大,同时也可以校正样品前处理(提取、浓缩、衍生化等)过程中样品的损失。如果可以选择合适的内标,内标法定量的准确度和精密度是优于外标法的。
5.标准加入法:
标准加入法实质上是一种特殊的内标法,是以待测组分的纯物质作为内标,加入到待测样品中,然后在相同的色谱条件下,测定加入前后待测组分的峰面积(或峰高),从而计算出样品中待测组分的含量。以峰面积计算方法为例,标准加入法的计算如下:
式中,Δwi为加入的标准品的量,Ai为待测组分的峰面积,ΔAi为加入标准品后待测组分峰面积的增加量,wi为原样品中待测组分的含量。
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