液相色譜儀最小檢測(cè)濃度和定量測(cè)量重復(fù)性的測(cè)量不確定度

1、液相色譜儀最小檢測(cè)濃度和定量測(cè)量重復(fù)性的測(cè)量不確定度1 測(cè)量方法(依據(jù)JJG 705-2002)液相色譜儀依據(jù)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程JJG7052002液相色譜儀進(jìn)行檢定，其中紫外-可見光檢測(cè)器、二極管陣列檢測(cè)器均需測(cè)量最小檢測(cè)濃度，整機(jī)還需檢定定性測(cè)量重復(fù)性及定量測(cè)量重復(fù)性。紫外-可見光檢測(cè)器和二極管陣列檢測(cè)器濃度的測(cè)量方法：選用C18色譜柱，以100%甲醇為流動(dòng)相，流量為1.0mL/min，紫外檢測(cè)器的波長(zhǎng)選在 254nm，檢測(cè)靈敏度調(diào)在最靈敏檔，記錄紙速調(diào)至5 10cm/min (使用工作站的設(shè)置好相關(guān)參數(shù))。開機(jī)預(yù)熱，待儀 器穩(wěn)定后記錄30min，由檢測(cè)器的衰減倍數(shù)和測(cè)得的基線峰一峰咼對(duì)應(yīng)的

2、記錄儀標(biāo)度，按公式Nd=KB計(jì)算基線噪聲。保持操作條件，用微量注射器從進(jìn)樣口注入1020uL 1CL(按20 yL進(jìn)樣量計(jì)算)。x 10-7 g/mL的萘/甲醇溶液，打印的色譜圖及相關(guān)數(shù)據(jù)或記錄色譜圖并測(cè)量計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù)，由色譜峰咼和基線噪聲峰一峰咼，計(jì)算最小檢測(cè)濃度整機(jī)定性、定量重復(fù)性的測(cè)量方法：將儀器各部分連接好，選用C18色譜柱，根據(jù)儀器配置的檢測(cè)器，選擇流動(dòng)相和測(cè)量參數(shù)：紫外檢測(cè)器和二極管陣列檢測(cè)器用100%甲醇為流動(dòng)相，流量為 1.0mL/min”檢測(cè)波長(zhǎng)為254nm,靈敏度選擇在 0.04左右，基線 穩(wěn)定后由進(jìn)樣器注入 5-10yL的1X0-4g/mL萘/甲醇標(biāo)準(zhǔn)溶液；連續(xù)測(cè)量 6次

3、，記錄色譜峰的保留時(shí)間和峰面積，計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD6。2 數(shù)學(xué)模型2.1最小檢測(cè)濃度2NdcV=20H(1)2.2定性、定量重復(fù)性RSD 二-1)x 100%3 方差和靈敏系數(shù)方差uf(CL)=c2(Nd)u2(Nd)c2(c)u2(c)u2(H)u2(H)+c2(V)u2(V) (3)靈敏系數(shù)C(Nd) = 2cV/(20H)C( c) = 2N V / (2H(9)C(H)=-2NdCV/(20H2)C(V) = -2 c / ( 2H4 最小檢測(cè)濃度的不確定度分析與計(jì)算4.1標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的分析和計(jì)算4.1.1 輸入量標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度定值 c的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(c)的分析和計(jì)算輸入量c的

4、標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(c)主要來源于標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度定值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，采用B類評(píng)定方法進(jìn)行評(píng)定。根據(jù)定值證書給出的定制不確定度，按進(jìn)樣量20 口 L計(jì)算。不同檢測(cè)器所用的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不同及濃度不同，根據(jù)計(jì)算可得結(jié)果列于表1：表 1檢測(cè)器名稱紫外-可見光檢測(cè)器二極管陣列檢測(cè)器標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)名稱萘/甲醇溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度(g/mL)1X 10-7證書給出U(k=2)(%)4U(c) (g/mL)-70.0200X10 74.1.2輸入量進(jìn)樣體積 V的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u(V)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的進(jìn)樣器一般為玻璃微量注射器，根據(jù)有關(guān)技術(shù)資料，玻璃微量注射器由于環(huán)境條件(如溫度)及人員操作的不同，引起的誤差一般不超過±

5、1%，認(rèn)為服從均勻分布。各種不同的檢測(cè)器，進(jìn)樣量按20uL計(jì)，則得：u(V)=a/k=(20 丄xio-3x 1%)M/3=1.155X10-4mL4.1.2 輸入量基線噪聲 N的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Nd)的分析和計(jì)算輸入量N的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Nd)主要來源于檢測(cè)器工作穩(wěn)定性等因素，基線噪聲是儀器正常工作狀態(tài)下，不進(jìn)樣品連續(xù)記錄 60分鐘，然后選取60分鐘內(nèi)最大的一個(gè)峰谷，量取它的高度。采用 A類方法評(píng)定。這里為評(píng)定方便，僅以紫外-可見光檢測(cè)器和二極管陣列檢測(cè)器為例，將基線圖譜均分為 6 段，取各段噪聲最大峰得 0.063mV、0.062 mV、0.057 mV、0.052 mV、0.053 mV

6、、0.054 mV。平均值為 0.05683 mV由公式：2(Ni-藝NJ2u(N1)= sN= 'n得：u(NJ= 4.708X10-3mVn-1實(shí)際校準(zhǔn)時(shí)應(yīng)按實(shí)測(cè)值計(jì)算。另外如果是用繪圖儀出色譜圖的，則需使用卡尺量取，因此還需考慮卡尺帶來的不確定度。 現(xiàn)在我們使用規(guī)格200mn分度為0.01m(精度為0.02mm) 的數(shù)顯卡尺，經(jīng)查有關(guān)資料，該種卡尺的有關(guān)不確定度 U=0.01mm置信概率p=95%自由度v =g , uc(A L) =0.01/1.96 = 0.006mm。選一張圖譜，量得 0.5mV坐標(biāo)為 68.44mm,則5(N2) = (0.5mV/68.44mm ) X

7、0.006mm=4.383 X 10 mV卡尺帶來的不確定度相對(duì)較小，可忽略不計(jì)，則：u(Nd)=u(NJ =4.708 X10-3mV4.1.3 輸入量峰高H的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(H)主要來源于進(jìn)樣系統(tǒng)性能和進(jìn)樣操作方法、分離柱性能、柱相溫度穩(wěn)定性、檢測(cè)器信號(hào)轉(zhuǎn)換性能、信號(hào)處理電路、積算器(繪圖儀) 或色譜數(shù)據(jù)處理機(jī)或色譜處理工作站(A/D轉(zhuǎn)換、量化誤差)等因素，最終表現(xiàn)在峰高的不重復(fù)性，可采用 A類方法評(píng)定。根據(jù)不同的檢測(cè)器，分別選用性能較好的液相色譜儀，按規(guī)程要求設(shè)置好最佳工作狀態(tài)，分別重復(fù)進(jìn)樣10次，每次進(jìn)樣10止得到相應(yīng)10次的峰高及計(jì)算得到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)偏差列于 表2：表 2檢測(cè)器H1H2

8、H3H4H5H6H7H8H9H10紫外2.0152.0782.0482.0872.0692.0922.0242.0362.07620.64平均值紫外2.0589單次標(biāo)準(zhǔn)偏差0.026789是計(jì)檢定時(shí)測(cè)量一次，故u(H)=s，即紫外 u(H )= 0.026789mV4.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度分類一覽表，見表3表3紫外-可見光檢測(cè)器標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量一覽表標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定值u(Xi)q =? f /? u = q xiu(Nd)基線噪聲的不確 定度4.708X10-3mV4.875X10-8 g? mL? mV-1-102.287 X10 g/mLu(c)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度的不確定度2 x

9、10'9g/mL0.02765.22 x10-11g/mLu(H)色譜峰高的不確定度0.02679 mV-1.341 10-9g? mL? mV-13.593X10-11g/mLu(V)進(jìn)樣體積的不確定度-41.155 X10 mL-2.760 107g'm2'mV-13.188 X10-11g/mL4.3合成不確定度由公式u2c =c2(Nd)u2(肌)+c2(c)u2(C +c2(H)u2(H)+ c2(V) u2(V)得紫外-可見光檢測(cè)器和二極管陣列檢測(cè)器uc (cL)uc(cL)= .c2(Nd)u2(Nd) +c2(c)u2(c) +c2(H) u2(H) +

10、c2(V) u2(V)-10=2.394 10 g/mL? 7c(c)=2NdV/(20H)=2 X10 g/mL X10uL/(20uL X2.0589mV) =0.0276C(V) = 2c/(20H)=2 X10?7g/mL X10uL/(20uL ><2.0589mV) = 4.857 X10-8(g'mL-1' mV1)2_ 722c(H) = 2 NdcV / (20H )= 2 x 0.05683mVx 10 g/mL x 10uL /(20uL x 2.0589 mV )=1.341 x 10-9 (g'mL"1' mV1)

11、-7_ 3C(V) = 2 Ndc/ (20H ) = 2 X 0.05683mVX 10 g/M 1/( 20uL X 10 X 2.0589mV)=2.760 x io7 (g' mL2' mV1)4.4擴(kuò)展不確定度為使用方便，取k=2，則各種檢測(cè)器的檢測(cè)限(或靈敏度)測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為：對(duì)于紫外檢測(cè)器U = 2X 2. 3 9X10-10=4.8 X0_10 g/mL k = 2定量重復(fù)性的不確定度分析與計(jì)算不同組分在色譜柱中的保留時(shí)間是不同的，對(duì)于一臺(tái)能穩(wěn)定工作的色譜儀，在相同的 色譜測(cè)量條件下，相同組分的出峰位置基本相同，這是色譜儀定性測(cè)量的基本原則。實(shí)踐證明，

12、測(cè)量過程的各種因素若沒有較大改變，定性測(cè)量結(jié)果基本不會(huì)改變，故對(duì)定性測(cè)量重復(fù)性評(píng)定不確定性沒有意義。定量重復(fù)性的不確定度由一儀器定量測(cè)量的不重復(fù)性、進(jìn)樣量的差異等帶來的不確定 度。其結(jié)果反映在峰面積的不重復(fù)性。由于定量重復(fù)性的測(cè)量是用同一支標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行的，應(yīng)該認(rèn)為該溶液是完全均勻的， 因此認(rèn)為定量重復(fù)性的不確定度與與氣相色譜儀檢定用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不確定度無關(guān)。5.1定量測(cè)量的不重復(fù)性帶來的不確定度u(RSQf)的評(píng)定定量測(cè)量的不重復(fù)性主要是儀器的穩(wěn)定性、操作過程及環(huán)境變化等因素引起，可采用A類方法評(píng)定。根據(jù)監(jiān)測(cè)性能的不同，分別選用穩(wěn)定性較好的液相色譜儀，設(shè)置好最佳工作狀態(tài)，保證 在較穩(wěn)定的環(huán)境條件

13、下， 待儀器穩(wěn)定后用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)溶液分別重復(fù)進(jìn)樣10次，記錄峰面積，并計(jì)算各檢測(cè)器的定量測(cè)量重復(fù)性，結(jié)果如表6：表 6檢測(cè)器A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10紫外15515156421537815436161251493715438157961533415649平均值紫外15525定量測(cè)量重復(fù)性%2.02由定量重復(fù)性計(jì)算公式可知，它是一個(gè)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差， 實(shí)際檢定時(shí)重復(fù)測(cè)量 6次，因此它的不確定度可有公式計(jì)算u(RSD)=_rsd_2( n-1)得:紫外檢測(cè)器：u(RSD) =0.639%5.2 合成不確定度就等于u(RSD)，則:u(RSD) =0.639%紫外檢測(cè)器：5.3 擴(kuò)展不確定度取k=2