关于利用定量因子计算含量

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2018/04/26

私聊

气质联用（GCMS）

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。