高效液相色譜儀含量測(cè)定:從核心原理到實(shí)戰(zhàn)計(jì)算,一文讀懂HPLC定量分析

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作者:依利特 來源:液相售后 2025-12-15 10:47:16

在藥品研發(fā)、食品安全、環(huán)境監(jiān)測(cè)和化工分析等領(lǐng)域,高效液相色譜儀(HPLC) 是進(jìn)行精準(zhǔn)定量分析的“黃金標(biāo)準(zhǔn)”工具。無論是檢測(cè)藥品的有效成分,還是分析食品中的添加劑含量,其終的含量測(cè)定結(jié)果都至關(guān)重要。本文將深入淺出地解析HPLC含量測(cè)定的核心原理、關(guān)鍵計(jì)算公式,并解答三個(gè)令實(shí)驗(yàn)人員頭疼的實(shí)戰(zhàn)問題,助您夯實(shí)基礎(chǔ),提升分析效率與準(zhǔn)確性。




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一、核心原理:分離與比較的藝術(shù)

HPLC含量測(cè)定本質(zhì)上是一個(gè) “先分離,后比較” 的過程。

高效分離:待測(cè)樣品經(jīng)進(jìn)樣器進(jìn)入色譜柱。由于各組分在流動(dòng)相(液體)和固定相(柱內(nèi)填料)間的分配能力不同,在高壓泵送的流動(dòng)相帶動(dòng)下,各組分以不同速度遷移,從而實(shí)現(xiàn)高精度分離。

精準(zhǔn)檢測(cè):流出色譜柱的組分進(jìn)入檢測(cè)器(如紫外檢測(cè)器),其濃度信號(hào)被轉(zhuǎn)化為電信號(hào),形成一個(gè)個(gè)色譜峰。

定量依據(jù):這是定量的基石——在一定濃度范圍內(nèi),組分的峰面積(A)或峰高(h)與其濃度(c)成正比。通過與已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)品(對(duì)照品)進(jìn)行比較,即可計(jì)算出未知樣品的含量。


二、兩大經(jīng)典方法及計(jì)算公式詳解

1. 外標(biāo)法——直接的對(duì)比法

原理:直接用樣品中待測(cè)組分的信號(hào)與對(duì)照品的信號(hào)進(jìn)行比較。

單點(diǎn)校正公式(適用于濃度接近時(shí)):

含量(%)= (A樣 / A對(duì)) × (c對(duì) / c樣) × 100%

(A:峰面積;c:溶液濃度)

標(biāo)準(zhǔn)曲線法(更通用、更準(zhǔn)確):

首先用一系列不同濃度的對(duì)照品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(線性方程:y = ax + b,y為峰面積,x為濃度)。將樣品的峰面積代入,求得其溶液濃度c樣測(cè),再通過下式計(jì)算:

含量(%)= (c樣測(cè) × V × D / W) × 100%

(V:樣品定容體積;D:稀釋倍數(shù);W:樣品稱樣量)


2. 內(nèi)標(biāo)法——抵消誤差的精密法

原理:在樣品和對(duì)照品中加入已知量、性質(zhì)接近的內(nèi)標(biāo)物,通過比較待測(cè)物與內(nèi)標(biāo)物的峰面積比值來定量。此法可有效抵消進(jìn)樣誤差和前處理?yè)p失。

核心公式:

先由對(duì)照品求校正因子 F = (A內(nèi)標(biāo)對(duì) / A對(duì)) × (c對(duì) / c內(nèi)標(biāo))

再計(jì)算樣品含量 含量(%)= F × (A樣 / A內(nèi)標(biāo)樣) × (c內(nèi)標(biāo) / c樣) × 100%

掌握HPLC含量測(cè)定的原理與計(jì)算,并深刻理解實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵細(xì)節(jié)和常見問題,是獲得可靠數(shù)據(jù)的前提。無論您是分析新手還是經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師,從精準(zhǔn)的樣品前處理、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)曲線建立,到對(duì)儀器狀態(tài)的敏銳洞察,每一步都決定著分析的成功與否。希望本文能成為您HPLC定量分析工作中的實(shí)用指南,助您攻克難關(guān),讓每一次檢測(cè)都精準(zhǔn)無誤。


對(duì)比維度外標(biāo)法內(nèi)標(biāo)法
核心原理樣品與對(duì)照品直接信號(hào)比對(duì)引入內(nèi)標(biāo)物,通過比值定量
適用場(chǎng)景進(jìn)樣精度高、前處理穩(wěn)定的樣品進(jìn)樣誤差大、前處理易損失的樣品
優(yōu)勢(shì)操作簡(jiǎn)單、計(jì)算便捷,無需額外內(nèi)標(biāo)物可抵消進(jìn)樣/前處理誤差,結(jié)果更精密
局限性易受進(jìn)樣量波動(dòng)影響需篩選合適內(nèi)標(biāo)物,操作稍復(fù)雜
數(shù)據(jù)要求需保證標(biāo)準(zhǔn)曲線線性良好需保證內(nèi)標(biāo)物與待測(cè)物分離度達(dá)標(biāo)

表1.HPLC含量測(cè)定兩大經(jīng)典定量方法對(duì)比


方法類型具體公式公式中參數(shù)含義
外標(biāo)法-單點(diǎn)校正含量(%)= (A樣/A對(duì))×(c對(duì)/c樣)×100%A樣:樣品峰面積;A對(duì):對(duì)照品峰面積;c對(duì):對(duì)照品溶液濃度;c樣:樣品溶液濃度
外標(biāo)法-標(biāo)準(zhǔn)曲線含量(%)= (c樣測(cè)×V×D/W)×100%c樣測(cè):標(biāo)準(zhǔn)曲線求得的樣品濃度;V:樣品定容體積;D:稀釋倍數(shù);W:樣品稱樣量
內(nèi)標(biāo)法校正因子F=(A內(nèi)標(biāo)對(duì)/A對(duì))×(c對(duì)/c內(nèi)標(biāo));含量(%)=F×(A樣/A內(nèi)標(biāo)樣)×(c內(nèi)標(biāo)/c樣)×100%A內(nèi)標(biāo)對(duì):對(duì)照品溶液中內(nèi)標(biāo)峰面積;A內(nèi)標(biāo)樣:樣品溶液中內(nèi)標(biāo)峰面積;c內(nèi)標(biāo):內(nèi)標(biāo)物濃度

表2.HPLC含量測(cè)定核心計(jì)算公式匯總


操作環(huán)節(jié)質(zhì)量控制要求常見失誤點(diǎn)
樣品前處理1. 稱樣使用校準(zhǔn)天平,精度符合要求;2. 樣品完全溶解并經(jīng)0.45μm濾膜過濾;3. 定容操作規(guī)范天平未校準(zhǔn)、樣品未完全溶解、定容液面未達(dá)標(biāo)
標(biāo)準(zhǔn)曲線建立1. 對(duì)照品濃度梯度覆蓋樣品實(shí)際濃度;2. 至少5個(gè)濃度點(diǎn),線性相關(guān)系數(shù)r≥0.999;3. 同濃度平行樣RSD≤2%濃度梯度范圍不合理、平行樣偏差大
儀器狀態(tài)校驗(yàn)1. 泵流速波動(dòng)≤1%;2. 紫外檢測(cè)器燈能量充足;3. 色譜柱柱溫波動(dòng)≤0.5℃;4. 系統(tǒng)壓力穩(wěn)定流速不穩(wěn)、檢測(cè)器能量不足、柱溫波動(dòng)大
數(shù)據(jù)積分1. 積分參數(shù)(峰起點(diǎn)/終點(diǎn)、斜率靈敏度)統(tǒng)一;2. 排除基線噪音和雜質(zhì)峰干擾積分參數(shù)不統(tǒng)一、雜質(zhì)峰誤計(jì)入目標(biāo)峰

表3.HPLC含量測(cè)定關(guān)鍵操作質(zhì)量控制點(diǎn)



實(shí)戰(zhàn)中必知的3個(gè)常見問題(Q&A)

Q1:標(biāo)準(zhǔn)曲線在高濃度點(diǎn)不呈線性了,怎么辦?

A:這通常是檢測(cè)器響應(yīng)飽和或色譜柱過載的信號(hào)。解決方案:首先將樣品溶液適當(dāng)稀釋,使其落入線性范圍。同時(shí),重新評(píng)估并建立覆蓋實(shí)際樣品濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍。確保儀器狀態(tài)良好,必要時(shí)可驗(yàn)證非線性擬合的適用性。


Q2:峰面積重現(xiàn)性差(RSD超標(biāo)),如何系統(tǒng)排查?

A:這是多因素問題,建議按以下順序排查:

首要檢查進(jìn)樣系統(tǒng):自動(dòng)進(jìn)樣器針頭是否堵塞或有氣泡?手動(dòng)進(jìn)樣操作是否規(guī)范?

檢查樣品溶液:是否穩(wěn)定?是否完全溶解、過濾?現(xiàn)配現(xiàn)用。

確認(rèn)色譜系統(tǒng)穩(wěn)定性:泵流速是否穩(wěn)定?檢測(cè)器(尤其是紫外燈)能量是否充足?柱溫是否恒定?

復(fù)核積分參數(shù):確保色譜數(shù)據(jù)處理軟件中的積分方法設(shè)置一致、合理。


Q3:外標(biāo)法中,樣品前處理的“定容”體積不準(zhǔn),影響大嗎?

A:影響巨大且是直接影響。從公式 含量(%)= (c樣測(cè) × V × D / W) × 100% 可見,定容體積(V)與計(jì)算結(jié)果成正比。例如,100mL定成99mL,結(jié)果就會(huì)產(chǎn)生約1%的正偏差。關(guān)鍵操作:務(wù)必使用經(jīng)過校準(zhǔn)的A級(jí)容量瓶,并嚴(yán)格按照“液面凹緣與刻度線相切”的要求進(jìn)行定容,這是保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的生命線。


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