实验室气相色谱/质谱：定量分析用标准气/标准物质怎么配套

在GC/GC-MS（含TD-GC-MS、顶空、吹扫捕集）定量分析中，很多“数据不稳、复现差、质控过不了”的问题，根因不在仪器，而在标准气/标准物质（CRM）体系没搭好：用一个母标配一切、曲线点位不合理、QC不独立、内标加入位置不对、气体路径材质不匹配。

本文给你一套可落地的配套方法：从“选哪种标准形态”到“曲线怎么建、QC怎么做、采购怎么写规格”，你照着做就能直接形成实验室SOP。

一、先选对“标准形态”：你的样品怎么进仪器，标准就尽量怎么进

1）最终以“气体方式进样”的场景

典型：六通阀定量环、在线分析、气袋/罐取样后进样、气体直接进样口
优先配套：标准气（气瓶CRM）

• 优点：溯源清晰、线性搭建直接、日常校准效率高

• 适用：永久气体、低碳烃、部分VOC、过程气体监测等
  若浓度点需要覆盖更宽或需要ppb级：

• 配套动态稀释系统（高浓度母气+稀释气）

• 或配套渗透管/扩散管（permeation/diffusion）+ 稀释气，尤其适合低浓度与部分“难伺候”组分的稳定输出

2）热脱附（TD）/吸附管采样的场景

典型：环境VOC、职业卫生、厂界、室内空气等
优先配套：吸附管加标体系 + 内标/替代物（surrogate）

• 选择A：厂家提供的“管标/管内加标”

• 选择B：用标准溶液经加标装置上管（更常见、成本可控）

• 选择C：用气体标准通过加标装置上管（更贴近真实采样路径）
  原则：TD体系最好让标准也走“采样—脱附—传输—进样”同一路径，才能把全过程损失纳入评估。

3）顶空（HS）/吹扫捕集（P&T）的场景

典型：水/土壤/食品/聚合物中挥发性组分
优先配套：标准溶液（CRM）+ 同位素内标

• 通过基体加标建立工作曲线，更贴近真实样品基体效应

• 如最终以气相进入，也可用气体标准做交叉验证或系统比对

核心一句话：标准“走的路”越像样品，定量越稳。

二、定量体系的“必配三件套”：把溯源、日常、质控分开

真正可持续运行的实验室，不是“有标就行”，而是要把标准分层管理：

1）一级标准（Primary CRM）

用途：方法建立、定值、溯源依据
做法：尽量少开封、少使用、专人管理、记录完整。

2）工作标准（Working Standard）

用途：日常校准曲线、批次分析
做法：由一级标准稀释/转移制备，使用频繁，用完可重配。

3）质控标准（QC / Check Standard）

用途：校准核查（CCV/ICV）、漂移监控、批内/批间质控
做法：尽量独立来源或至少独立配制。
原因：如果“曲线”和“核查”都来自同一母标，一旦母标或配制环节出错，你会“错得很一致”，但质控看不出来。

三、标准气怎么配：浓度策略 + 路径兼容，决定你能不能过QC

1）曲线浓度点怎么定：别平均分布，低端要更密

常用建议（可直接写进方法）：

• 点数：5–7点适用于常规；高要求可 7–9点

• 覆盖：最低点接近目标LOQ附近，最高点不超出仪器线性/不饱和

• 分布：低浓度区更密集（例：0.5/1/2/5/10/20…），因为误差最容易在低端放大

2）单组分 vs 多组分：怎么搭最不容易踩坑

• 建方法/做线性/排障复核：关键组分优先单组分（变量少、定位快）

• 日常例行校准/QC：多组分更省时，但要确认组分相容性与有效期策略

• 易吸附/易反应/低浓度敏感组分：更倾向单组分 + 更严格SOP（吹扫、稳流、材质）

3）平衡气怎么选：别忽略“背景一致性”

常见平衡气：N₂、零级空气等

• 以方法/标准要求为准

• 关键是：让标准的背景尽量与样品/系统背景一致，减少响应差异与基线波动

4）兼容性细节：很多“重复性差”都卡在这里

建议把以下要求写进SOP并固化：

• 减压阀、接头、管路材质与目标组分匹配

• 每次换瓶/换标准后：规定吹扫时间、稳流时间、流量

• 对低浓度：规定最小稳定时间再读数，避免“还没稳定就进样”造成漂移

  
  

四、GC-MS 定量怎么配内标：选对“内标类型”和“加入位置”

1）什么时候必须用内标

• GC-MS（尤其SIM）建议默认内标

• 样品制备步骤多（TD、P&T、顶空、衍生化）强烈建议内标/替代物体系

2）内标选型优先级

1. 同位素内标（最佳）：行为最接近目标物，校正效果最好

2. 结构类似内标：同族、相近挥发性与极性

3. 外标：只适用于路径稳定、基体简单、要求不高的情况

3）内标加入位置：决定你能校正到哪一步

• 越早加入越能覆盖全过程损失

• TD体系常用做法：

• 用 surrogate 覆盖“采样+脱附”回收

• 用内标覆盖“进样+仪器漂移”
  这样更利于把问题拆开：到底是采样损失，还是仪器漂移。

  
  

五、日常质控怎么做：让“可追溯、可复现”变成日常动作

建议每批次/每天至少包含：

1）空白（Blank）

• 系统空白/方法空白：看污染、记忆效应、背景漂移

2）校准核查（CCV/ICV）

• 用独立QC标准在中间点（或关键点）核查

• 设置接受标准（如响应因子/内标比值偏差阈值、离子比、RT窗口等）

3）漂移监控

• 监控保留时间窗口、离子比、内标响应

• TD/复杂基体建议加做批内重复与加标回收

你会发现：一套真正“能跑”的体系，核心不是你配了多少标准，而是你能否用QC把偏差第一时间抓出来。

六、采购怎么写规格：照着这份清单问供应商就够了

为了避免“买回来才发现不适配”，建议采购/技术规格至少写清：

• 证书信息：浓度值、扩展不确定度、溯源说明、有效期/稳定性

• 包装与材质：气瓶/阀门接口、推荐减压阀材质、是否有特殊兼容性提示

• 平衡气信息：N₂/空气等，是否含湿度条件说明

• 推荐使用条件：压力范围、最小剩余压力建议、预处理/吹扫建议

• QC独立性：是否可提供不同批次或独立来源的核查标样

• 适配说明：是否适用于TD加标、动态稀释、渗透管等系统

  
  

七、最稳的“配套组合”模板

• 一级CRM（母标）：用于溯源与方法建立，少开封

• 工作标：由母标制备，建立5–7点（低端更密）曲线

• QC核查标：独立来源或独立配制，用于CCV/ICV

• 内标/替代物：优先同位素，至少结构类似；尽量早加入覆盖全过程

• SOP固化：材质要求、吹扫/稳流/流量、CCV频次与判定标准、记录表单

GC/GC-MS定量的稳定性，本质上是“标准体系工程”：选对标准形态、分层管理、独立QC、内标策略正确、并把关键操作写进SOP。当这些都配套好了，数据不仅更准，更重要的是——能复现、能追溯、能解释。