气相色谱分析中误差来源的探讨

气相色谱分析中误差来源的探讨

何惠棋

广东量源检测技术有限公司

摘要：色谱分析技术因其快速准确、灵敏度高，被实验人员广泛运用,在石油化工分析、食品分析、药物分析等领域。不可避免的，在分析中也会产生一定的误差，本文对气相色谱分析中误差来源进行探讨。

关键词：气相色谱；误差；方法

气相色谱法是指用气体作为流动相的色谱法，其在气体和易挥发液体或固体等式样分离和测定中有重要应用。相对于其他相色谱法而言，由于样品在气相中传递速度较快，样品组分在流动相和固定相之间能够瞬间达到平衡，加上可用于固定相的物质较多，因此气相色谱法具有分析速度快、分离效率高等特点，克服了常规化学分析法的很多干扰因素，这也是其在各领域中得以广泛应用的一个主要原因。气相色谱法虽然具有显著优点，但在实际分析应用中，想要取得准确的定量结果，就必须加强对各相关影响因素的分析研究与控制，因此加强气相色谱分析中误差产生原因等相关内容研究具有重要意义。

1.误差来源分析及措施

误差是不可能避免的，那么仪器分析必然存在一定的误差，再加上人为操作时存在一些可控不可控因素，那么，分析结果出现误差就不可避免了。在气相色谱分析中一般可以将误差分为系统误差、偶然误差和操作误差。系统误差是必然的，也是可以预测的，可以在分析前采取一些措施来消除误差。偶然误差是无法测量和估计的。操作误差是指在分析的过程中一些人为的操作不当或读数失误引起的。本文将对以下几点进行误差来源探讨，选择合适的方法措施来减少误差。

1.1样品采样与保存可能产生的误差

（1）采样时间的不当会影响检测浓度的准确,应根据化学物在人体内的生物半衰期选定采时间。

（2）不同性质的样品需要采取不同的容器，如挥发性有机物的采样容器最好选择密封性相对好的以减少目标组分的损失。

（3）采集的样品要注意均匀，平行采集的样品尽可能保证样品的均匀性。

（4）样品在采集过程中受到的外界污染，污染的来源可能包括：采样器皿的洁净度、抽取样品的环境、被采样者采样部位的洁净度、固定剂的选择与添加等。

（5）样品由于运输和保存方法不当而给检测带来较大的误差。

1.2标准溶液配置所产生的误差及其控制

标准溶液是用来确定被测组分含量的具有确定浓度的溶液，在配置和稀释过程所引入的各种因素均有可能影响其真实浓度，从而影响实验的准确性。因此，如何正确地配制标准溶液，成为控制实验结果误差的关键。

（1）基准物质的要求：作为配制标准溶液的基础，基准物质必须具备以下条件才能用于直接配制标准溶液：1.组成恒定并与化学式相符；2.纯度足够高（达99.9%以上），杂质含量应低于分析方法允许的误差限；3.性质稳定不易降解，不与溶剂发生反应等。

（2）量器误差及控制方法：主要是移液管、容量瓶的体积误差及操作过程中产生的误差。如移液管、容量瓶的实际体积与标称体积不符（超过允许误差）移液管之间的相对误差较大等。产生量器误差的原因主要是对量器未做认真的校正。因此，对量器进行认真的校正十分必要，并在配制溶液时将校正结果补加到数据中。

1.3样品前处理方式所产生的误差

（1）萃取溶剂的选择

首先，分析人员应当掌握必备的知识技能，做到基础知识心中有数。也就是说，工作人员要明确每一种在样品化验过程中可能需要用到的试剂，知道他们的用途、规格和具体的使用方法，切不可随意使用，也不能将几种相互有影响的化学试剂混在一起使用，以免对样品化验结果产生不可预测的影响。其次，工作人员在实际的化验过程中，必须保持谨慎的状态，需要用到哪一种试剂也要重复多次考虑，以免用错试剂，影响实验结果和实验成本。

（2）萃取方式的确定

无需或很少使用溶剂的样品预处理方式越来越受到分析工作者的关注和欢迎，各种萃取技术近二十年来得到了深入的研究和发展。按照萃取分离的介质我们可以将萃取方法分为四类：

①气体顶空萃取(如吹扫-捕集技术)，这种萃取方式可对任何形态基体(气、液、固体)中的高挥发性组分进行富集和检测，检测限可以达到pg/mL水平甚至更低，而且由于该方法操作简单、易自动化，装置已实现了商品化；

②膜分离萃取，目前由聚二甲基硅氧烷膜材料制成的膜分离模块装置可以与质谱、气相色谱、气相色谱-质谱等联用，已广泛用于测定挥发性有机物；

③吸附剂萃取，其中于1980年提出的固相萃取(SPE)技术是最重要的吸附剂萃取方法。SPE技术通常用于水样品中痕量有机物(主要是半挥发性和难挥发性物质)的萃取富集。固相萃取实质上是一种液相色谱分离模式，而且所采用的吸附剂也与液相色谱常用的固定相相同，只是在粒度上有所区别。在萃取过程中，水中的干扰组分和感兴趣组分一并吸附保留在装填吸附剂的萃取小柱上，解吸时先用适当的溶剂将干扰组分洗脱，然后再用另一种溶剂将目标组分淋洗下来。相比LLE，SPE能显著减少溶剂的用量，简化样品的预处理过程，同时所需的分析费用也有所降低；

④加压流体萃取，利用高压的物理环境，使溶剂的沸点升高。在高温作用下，目标化合物的扩散性与溶解性等得到大幅度提高，使得萃取时间由索式抽提的十几个小时降低至15~30分钟，而溶剂耗量由原来的200mL降低至20~50mL，提高提取的效率以及降低提取成本。目前已广泛用于土壤和沉积物、固体废物等样品组分的提取。

任何一种萃取方式均有利有弊，分析人员应根据样品类型、样品性状及分析项目等去选用不同的前处理方式，以保证样品在前处理过程中尽可能的减少损失。

1.4仪器分析带来的误差

（1）色谱柱的选择

气相色谱柱的选择方法样品分析时，毛细管色谱柱是首选。相比于填充柱,毛细管柱具有更高的理论及有效塔板数。对于几乎所有的样品，毛细管柱效更高，从而大大改善了峰的分离度，分离能力大幅提高使许多试验能够在非常短的时间内用非常短的色谱柱来完成。0.53mm大口径毛细管柱大大减少了填充柱与毛细管柱在样品容量上的差别，而且近年来检测器敏感度的提高也降低了大样品量的需求。0.53mm 大口径毛细管柱已广泛应用，正在越来越多地替代填充柱。

（2）仪器参数条件的设定

色谱仪的参数主要包括进样量、分流比、载气压力、色谱柱温度、程序升温、进样口及检测器温度等。分析条件设定时根据目标组分的沸点和特性去调整，以获得良好的分离度和峰型，保证结果的准确性。

（3）仪器参数的稳定性

仪器的稳定性是保证分析结果的重要基础，色谱仪在每次开机后由于受到外界因素的干扰，其性能也会相应发生变化，因此必须要将色谱仪调整到最佳状态，是其基线噪声小、漂移小、灵敏度高。在样品分析前，应用标准物质对仪器进行校准，只有校准合格后方可进行样品分析，以有效减小仪器误差。

结束语

由于不同的物质在沸点、极性以及吸附性等方面存在差异，因此，通常可以利用气相色谱仪对具有良好热稳定性和易挥发性的物质进行分离，从而完成定性、定量的分析。在未来的发展中，气相色谱技术应不断自我完善，趋向于仪器设备小型化、硬件配置专用化、软件分析智能化和实验操作简单化。

参考文献

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