峰高峰面積的計算方法

1、峰面積和峰高是色譜圖上最基本數(shù)據(jù)，它們的測量精度將直接影響定量分析的精度。在色譜峰是對稱峰，且與其他峰完全分離的情況下，準(zhǔn)確地測出峰高和峰面積是不困難的。但是當(dāng)色譜峰不對稱、沒有完全分離開以及基線發(fā)生較明顯的漂移時，準(zhǔn)確地測量色譜峰的峰面積和峰高就會發(fā)生一些困難。這時就要利用一些特定的方法，減少峰面積和峰高測量的誤差。峰高是峰尖至峰底（或基線）的距離，峰面積是色譜峰與峰底（或基線）所圍成的面積。因此要準(zhǔn)確地測量峰高和峰面積，關(guān)鍵在于峰底（或基線）的確定。峰底是從峰的起點與峰的終點之間的一條連接直線。一個完全分離的峰，峰底與基線（在正常操作條件下，僅有流動相通過檢測器時所產(chǎn)生的響應(yīng)信號曲線稱為基

2、線，穩(wěn)定的基線應(yīng)是一條水平直線）是相重合的。在使用積分儀和色譜工作站測量峰高和峰面積時，儀器可根據(jù)人們設(shè)定的積分參數(shù)（半峰寬，峰高和最小峰面積等）和基線的設(shè)定來計算每個色譜峰的峰高和峰面積，然后直接打印出峰高和峰面積的結(jié)果，以供定量計算使用。積分儀和色譜工作站的工作原理及使用方法將在相關(guān)內(nèi)容中作介紹。當(dāng)使用記錄儀記錄色譜峰時，則需要用手工測量的方法對色譜峰的峰高和峰面積進(jìn)行測量。在計算機技術(shù)充分普及的今天，絕大部分色譜儀器都配備了積分儀（色譜數(shù)據(jù)處理機）或色譜工作站，很少有人使用原始的手工測量法去測量色譜峰的峰高和峰面積。但是了解手工測量色譜峰峰高和峰面積的方法，對理解積分儀和色譜工作站的工作

3、原理（計算原理）及各種積分參數(shù)的設(shè)定是有幫助的。所以，在這里還是要對手工測量色譜峰的峰高和峰面積的方法作一較詳細(xì)的介紹。1. 對稱峰的峰高和峰面積的測量2. 不對稱峰峰高和峰面積的測量（1）峰高乘峰寬的平均值法峰高（h）即為峰頂至峰底線的垂直距離，可用直尺或卡尺直接測量。峰寬的平均值為峰高處和峰高處峰寬（和）的算術(shù)平均值，可用直尺或卡尺直接測量。3. 大峰上的小峰峰面積的測量進(jìn)行痕量分析時經(jīng)常遇到主峰還未回到基線時雜質(zhì)就開始出峰了或在主峰前沿上出現(xiàn)一個雜質(zhì)小峰，此時測量附在主峰上的雜質(zhì)小峰峰面積的關(guān)鍵在于峰高的確定。附在主峰上的雜質(zhì)小峰有如圖2-3-5所示的三種情況。（1）如圖2-3-5（a）

4、所示的峰形，可沿主峰劃出雜質(zhì)峰的峰底，然后由峰頂A作主峰基線的垂直線AD）,交雜質(zhì)峰的峰底于%則AE為雜質(zhì)峰的峰高，可用直尺或卡尺準(zhǔn)確測量。峰高乘以峰高一半處之峰寬（b）（可用直尺或卡尺準(zhǔn)確測量），可認(rèn)為是此雜質(zhì)小峰的峰面積，即A=AE*b。（2）如圖2-3-5（b）所示的峰形，可從小峰起點A和終點B之間連線，從小峰頂點C作AB的垂直線交AB于E,則CE即為小峰之峰高（h）,可用直尺或卡尺準(zhǔn)確測量。從CE一半處作AB平行線，可得峰高一半處之峰寬（b）（可用直尺或卡尺準(zhǔn)確測量），可以認(rèn)為此雜質(zhì)小峰的峰面積為h*h（3）如圖2-3-5（c）所示的峰形，可從小峰起點A和終點B之間連線，從小峰頂點C作

5、AB的垂直線交BA延長線于E,CE為小峰的峰高（h）,可用直尺或卡尺準(zhǔn)確測量。過CE中點，作AB的平行線，截取峰兩邊的線段為半高峰寬（b）,也可以用直尺或卡尺準(zhǔn)確測量。這時可認(rèn)為此雜質(zhì)小峰的峰面積為A=h*h。4. 基線漂移時色譜峰面積的測量（ 1） 不改變靈敏度時色譜峰面積的測量當(dāng)基線的漂移程度不大、色譜峰比較窄時（圖2-3-6），可先劃出漂移基線AB過峰頂點E作時間坐標(biāo)（t）的垂直線，交AB于F,EF即為峰高（h）,可用直尺或卡尺準(zhǔn)確測量。過EF中點作時間坐標(biāo)（t）的平行線，截取峰兩邊的線段為半高峰寬（b）,也可以用直尺或卡尺準(zhǔn)確測量。這時可認(rèn)為該色譜峰的峰面積為A=h*b。當(dāng)基線漂移較大

6、、色譜峰較寬時，用上述方法測量色譜峰峰面積時，誤差較大，宜用下述測量方法測量這類色譜峰的峰面積。如圖2-3-7所示，基線AB漂移較大、色譜峰較寬，此時由峰頂點E作AB的垂直線（不是作時間坐標(biāo)的垂直線），與AB相交于GEG為峰高（h）,可用直尺或卡尺準(zhǔn)確測量。過EG中點作漂移基線的平行線，截取峰兩邊的線段FH為半高峰競（b）,也可用直尺或卡尺準(zhǔn)確測量。這時可認(rèn)為該色譜峰的峰面積為A=h*b。如圖2-3-8所示，基線AB漂移較大、色譜峰較寬，此時由峰頂點E作時間坐標(biāo)（t）的垂直線，交AB于G,則EG為峰高（h）,可由直尺或卡尺準(zhǔn)確測量。取EG中點，作AB的平行線，與色譜峰兩邊相交于F和H,由F和H

7、兩點作時間坐標(biāo)（t）的垂直線，交時間坐標(biāo)（t）于K,L兩點，此時KL為半高峰寬（b）,也可以用直尺和卡尺準(zhǔn)確測量。這時可認(rèn)為該色譜峰的峰面積為A=h*b=EG*KL。（2）在出峰過程中靈敏度改變時峰面積的測量如圖2-3-9（a）和（b）所示，2#峰測量時用的靈敏度與1#峰和3#峰不同，若變換靈敏度時不影響2#峰的起點和終點的記錄，則基線位置可按前面所述方法確定?；€確定后峰高和峰面積的測量也可按前面所述方法進(jìn)行。若變換靈敏度時，2#峰的起點和終點位置不能明確確認(rèn)時，可按下述方法確定峰高。先作1#峰和3#峰所用靈敏度檔的漂移基線，再由2#峰頂點M或ND作時間坐標(biāo)的垂線，交漂移基線于A（或D）,交

8、時間坐標(biāo)軸于Q將OA（或OD的距離乘（或除）以換檔的倍數(shù)，即可確定換檔后基線與2#峰高相交的位置B（或C）。連接原點和B（或C）,可得變檔基線（虛線所示），此時2#峰的峰高（h）即為MB（或NCo峰高確定后（可用直尺或卡尺準(zhǔn)確測量），可在峰高（MB或NC的1/2處作變檔基線的平行線，截取色譜峰兩邊的線段即為半高峰寬（b）。這時2#峰的面積為A=h*ho5. 重疊峰峰面積的測量兩個色譜峰重疊，當(dāng)重疊峰的交點位于小峰的半峰高之下時（如圖2-3-10所示），可用前面所述方法測量峰高（h）和半高峰寬（b）,然后由峰高乘半高峰寬（h*b）來計算峰面積，誤差不大。兩個色譜峰重疊，當(dāng)重疊峰的交點位于小峰的半

9、峰高之上時（如圖2-3-11），通常是由交點Y作基線的垂直線，交基線于X,然后可用面積儀或用剪紙稱重法測量由YX分開的兩個峰的峰面積。自動積分儀也是采用此分割法進(jìn)行峰面積積分計算的。應(yīng)當(dāng)注意的是，只有在兩峰等高（或等面積）時，這種測量色譜峰峰面積的方法所產(chǎn)生的誤差較小。當(dāng)峰高（或峰面積）不等時，小峰面積測量的相對誤差將隨大峰與小峰的峰高（或峰面積）比值的增大而顯著增大（表2-3-1）。表2-3-1不同峰高比（）時總分離效能指標(biāo)（K）和測量誤差（Pe/%）的關(guān)系（要對峰面積測量進(jìn)行校正，才能達(dá)到要求的誤差。表2-3-2和表2-3-3給出了測量重疊色譜峰峰面積時重疊峰中小峰面積和大峰面積的校正因子

10、。表2-3-2重疊峰中小峰面積A1的校正系數(shù)（f1）（）表2-3-3重疊峰中大峰面積（A2）的校正系數(shù)（f）（）表2-3-2和表2-3-3中的數(shù)據(jù)僅在下列條件中適用：（ 1）重疊峰的單個峰形應(yīng)呈高斯分布，表中的數(shù)據(jù)對非高斯峰會產(chǎn)生一定的誤差，但大峰稍有不對稱時，產(chǎn)生的誤差并不嚴(yán)重；（ 2）兩重疊峰必須非?？拷?，兩峰的半高峰寬應(yīng)相等；（ 3）兩峰之間必須存在最低點，否則不適用；（ 4）重疊峰中小峰在大峰前洗脫時，校正結(jié)果也滿意。6. 曲線擬合法測量峰面積對于重疊嚴(yán)重，無谷點存在的混合峰的峰面積測量，可以采用模擬色譜流出曲線技術(shù)進(jìn)行。此時需一臺與色譜儀聯(lián)結(jié)起來的微型計算機，配備適當(dāng)?shù)能浖涂梢赃\用

11、曲線擬合法測量重疊峰的峰面積，這類軟件已實現(xiàn)商品化。曲線擬合法測量重疊峰峰面積的原理如下。單個組分的色譜流出曲線可表示為：對于重疊峰峰面積的測量，曲線擬合法要比從重疊峰谷底引垂線分割兩個峰的中切法準(zhǔn)確度高，表2-3-4和表2-3-5給出了這兩種方法測量正壬烷與鄰二甲苯混合物峰面積時的誤差。由表2-3-4和表2-3-5數(shù)據(jù)可見，對于未完全分離峰的定量，曲線擬合法產(chǎn)生的誤差比常規(guī)采用的中切法要小，特別是對小峰面積的測量，曲線擬合法用于色譜定量具有更高的準(zhǔn)確度。7. 測量峰面積時需要注意的幾個問題表2-3-4正壬烷峰面積與相對誤差（）表2-3-5鄰二甲苯峰面積與相對誤差（）（1）測量峰高和峰寬時，色譜圖應(yīng)放在平整的桌面上，再用直尺或卡尺測量，不宜在記錄儀上直接測量。（2）要正確作出基線和峰的底線，以便正確確定峰高和半高峰寬。!第三章色譜定量分析&/-（ 3）要提高峰面積測量的精度，就要在分析過程中注意調(diào)節(jié)