“李逵”or“李鬼”？——气相色谱中的假阴性和假阳性怎么分辨？

ghsunmer

2016/10/09

私聊

气相色谱（GC）

气相色谱检测过程中往往会出现假阳性与假阴性的情况，也就是说在复杂基质检测时在目标物质保留时间出现了峰，但不一定就是出现了目标物质，即假阳性；或者色谱图中出现与待测化合物标准品保留时间相近但又不完全一致的色谱峰，那么该如何确定其是杂质还是待测化合物色谱峰，即假阴性；又或者待测化合物有重叠，分离度较低。以上情况我们应该如何分辨，找准目标物质呢，今天就和大家一起来找“李逵”，捉“李鬼”。
假阳性如何分辨和避免？
色谱分析中利用保留时间定性是最基本的定性方法，其基本依据是：相同的物质在相同的色谱条件下应该有相同的保留时间。但是，相反的结论却不成立，即在相同色谱条件下，具有相同保留时间的两个色谱峰不一定是同一物质。
分析中经常会碰到复杂基质样品，由于杂质成分与待测化合物性质相似或接近，就可能在色谱行为上表现一致，反应在色谱图中，就是出现与待测化合物标准品保留时间一致的色谱峰，可能是单一组分峰，也可能是多组分重叠峰。
对于这些峰，仅靠保留时间定性，我们经常会根据保留时间一致判定为目标化合物，就容易出现误判。出现这种情况，多半是样品未净化完全、待测化合物有基质效应等，尤其在含硫化合物较多的葱、姜、蒜样本的有机磷农药残留检测中经常出现。
解决方案
检测中，避免出现假阳性结果的方法有：
①样品中添加标准品，对比保留时间，并进行加标回收率，看色谱峰及面积是否变化；
②改变色谱柱升温程序，看样品中该色谱峰保留时间与标准品保留时间有无差别变化；
③利用两根不同极性的色谱柱，或不同类型检测器进行双柱双检测器确证；
④采用GC-MS进行确证，利用保留时间和质谱图双重定性，还可结合更严谨的数据分析方法AMDIS进行峰形对照确证，以及二级质谱MS/MS确证；
⑤继续优化前处理，进一步去除干扰物后，再分析查看保留时间、峰形等有无变化。
假阴性如何分辨和避免？
气相色谱分析中，如果复杂样品基质中某个成分与待测化合物性质相似或接近，就会在色谱出峰上相接近，从而在色谱图中出现与待测化合物对照品保留时间相近的色谱峰。对于这些峰，我们经常会因为保留时间不一致，而定义为杂质峰，不予考虑。
但是，实际上仅仅依靠色谱峰保留时间判断，会出现误判，尤其对一些容易出现基质效应的化合物如乙酰甲胺磷、氧化乐果等，这种情况更是经常出现。
解决方案
分析中为了避免出现假阴性结果，首先我们可以考虑通过基质标准来定性定量分析，看峰形是否变化，如果有变化，可认为存在基质效应，此时更应该注意；然后考虑调整色谱升温程序（加快或减缓），看能否完全分开；再次，通过双柱双检测器法确证；最后，可利用GC-SIM-MS或GC-MS/MS方法来进一步确证分析，保证结果可靠。
如何分辨重叠峰？
导致两种化合物t_R一致，峰形完全重叠或相近成并肩峰的原因有：
①升温程序不合适，温度太高；
②载气流速太大；
③色谱柱不合适或柱效能太低；
④进样量、死体积太大等。
如果原来能分开的两色谱峰随着试验进行发生峰重叠而分不开，可能跟以下原因有关：
①色谱柱被污染；
②色谱柱寿命已到；
③载气纯度不佳或净化过滤器失效；
④色谱柱温度和载气流量不佳；
⑤气化室被污染或样品处理不当，杂质干扰物太多，进样口隔垫漏气；
⑥进样技术太差，或进样量超出了色谱柱容量；
⑦检测器工作状态变化，如ECD漏气、FID气流比欠佳等；
⑧数据处理判峰参数半峰宽或斜率设置不合理，或信号放大器量程、衰减设置失误等。
解决方案
针对两个化合物色谱峰重叠的情况，需要逐步分析来解决：
首先考虑是否由进样体积或系统死体积过大导致，可通过减少进样量来进样查看效果；
其次要考虑程序升温速率是否太快，如果是就要将初始温度或升温速率降低，重新进样查看效果，这对于不完全重叠的两个化合物色谱峰，一般都会有所改善，但对完全重叠的两个化合物色谱峰改善效果不大，需进一步改变（降低或增加）载气流速，查看分离情况。
如果上面方式都没有效果，则需要更换不同型号色谱柱或者更高分离性能的色谱柱，提高分离效能。如果仍然无法解决，可考虑进行数据信号模拟处理；或对化合物进行衍生化反应，让其生成新的化合物后再进行测定；或利用质谱仪作为检测器，采用选择离子模式或者二级质谱模式，通过提取化合物的不同电离碎片离子实现分离，增加定性定量结果准确度。

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