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分光光度法流動分析儀的校準(zhǔn)探討

發(fā)布時間：2021-01-24 作者：王靈燕王知沈亞芹周夏英來源：中國計(jì)量雜志瀏覽：4773

一、波長示值最大允許誤差

一般來說，作為校準(zhǔn)濾光片用的標(biāo)準(zhǔn)器——紫外可見分光光度計(jì)為了保證儀器的穩(wěn)定性是不會帶到現(xiàn)場的，那么濾光片就需要送檢。但是濾光片很容易受潮，而且受潮后性能降低，項(xiàng)目分析的靈敏度會大幅度降低。建議每次送檢時，將濾光片用干凈的紙包好放入帶有干燥劑的密封袋中送檢，流轉(zhuǎn)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，放進(jìn)專用干燥器中，并保證干燥器的硅膠處于無水狀態(tài)。

對濾光片的校準(zhǔn)，首先需要對濾光片表面進(jìn)行清潔處理:(1)可用洗耳球吹凈表面浮塵；(2)經(jīng)委托方允許后，對污染嚴(yán)重的濾光片用脫脂棉蘸清洗液(乙醇和乙醚的1:4混合物)擦凈表面。接著，按照J(rèn)JF1568-2016《分光光度法連續(xù)流動分析儀校準(zhǔn)規(guī)范》要求，就可以順利進(jìn)行波長示值誤差的校準(zhǔn)。需要注意的是，不同廠家的流動分析儀對應(yīng)的濾光片，對同一個物質(zhì)的分析，它所對應(yīng)的波長是有區(qū)別的。例如，荷蘭SKALAR生產(chǎn)的SAN++總氮的濾光片為540nm，而德國SEAL生產(chǎn)的AA3總氮的濾光片為550nm。針對這種情況，需要分辨清楚各個廠家的濾光片的波長標(biāo)稱值。此外，對于采用多通道全譜直讀式CCD檢測器的流動分析儀，是不需要濾光片選擇波長的，只要儀器自檢通過便可進(jìn)行其他項(xiàng)目的校準(zhǔn)。

二、測量線性

校準(zhǔn)前的準(zhǔn)備:開機(jī)前檢查各條試劑管路連接是否良好，防止漏氣或不嚴(yán)實(shí)導(dǎo)致泵液不正常；儀器開機(jī)后，先走純水，清洗管路，檢查管道有無漏水或壓力是否穩(wěn)定；純水沖洗一段時間后，將管道放入對應(yīng)的試劑瓶中，從管路內(nèi)溶液的顏色可以看出試劑是否置換掉純水通過流通池，接著便是等待基線穩(wěn)定后進(jìn)行校準(zhǔn)。一般來說，整個穩(wěn)定的時間需要(1～2)h，可以利用這段時間配制根據(jù)規(guī)范描述，配制范圍約為兩個數(shù)量級，均勻分布5個濃度點(diǎn)的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，來測量儀器的線性。但是在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，若配制的濃度點(diǎn)相差100倍跨越兩個數(shù)量級，會導(dǎo)致最低點(diǎn)基本被基線掩蓋，無法讀出準(zhǔn)確的響應(yīng)值。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，不管是SKALAR還是SEAL廠家生產(chǎn)的系列儀器，通常最佳的配制范圍為一個數(shù)量級，濃度最低點(diǎn)和最高點(diǎn)最好不要超過20倍。以AA3儀器為例，在確定好系列標(biāo)準(zhǔn)濃度后，在開始分析前，需要對儀器的增益進(jìn)行調(diào)整。用標(biāo)準(zhǔn)濃度中的最高點(diǎn)來進(jìn)行調(diào)節(jié)，響應(yīng)太高超出100%，則降低增益；響應(yīng)太低則調(diào)高增益，最終使信號響應(yīng)的峰值落在縱坐標(biāo)的80%以上，在90%附近更好。當(dāng)然，如果儀器的基線噪聲不是太好，在排除試劑中微小顆粒物或氣泡影響、泵管老化、透析膜破裂等原因之后，在保證最低濃度點(diǎn)能夠讀出的情況下，可犧牲響應(yīng)值，適當(dāng)調(diào)低增益，以得到較好的基線，使后續(xù)校準(zhǔn)能夠順利進(jìn)行。

三、檢出限

根據(jù)規(guī)范描述，取計(jì)量特性的表格中對應(yīng)測量成分檢出限3倍的濃度點(diǎn)作為檢出限的測量點(diǎn)，例如水中揮發(fā)酚的檢出限要求為≤0.002mg/L，則取0.006mg/L作為測量點(diǎn)。筆者認(rèn)為沒必要非得剛好3倍關(guān)系，可采用0.005mg/L作為配制曲線系列標(biāo)準(zhǔn)濃度的起始點(diǎn)，也即檢出限的測量點(diǎn)。一是考慮便于曲線系列標(biāo)準(zhǔn)濃度選取點(diǎn)的時候呈現(xiàn)倍數(shù)關(guān)系；二是考慮測量點(diǎn)在稀釋過程中引入的不確定度。

配制0.005mg/L和0.006mg/L水中揮發(fā)酚標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋所用的量器如表1所示(標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)母液濃度為1000mg/L)，其中5mL單標(biāo)線吸量管的容量允許誤差為±0.015mL，量取6mL的溶液需要的10mL分度吸量管的容量允許誤差為±0.05mL，兩者配制過程中引入的不確定度顯然配制0.005mg/L的小。除了水中揮發(fā)酚，其他測量成分的測量點(diǎn)也類似，可稍微變通一下。

關(guān)于儀器檢出限，需要注意的是規(guī)范對氨氮的要求是≤0.04mg/L，而環(huán)境保護(hù)部發(fā)布的HJ665-2013《水質(zhì)氨氮的測定連續(xù)流動-水楊酸分光光度法》中對于直接比色模塊的要求是≤0.01mg/L(檢測池光程為30mm)，采用在線蒸餾模塊的要求是≤0.04mg/L(檢測池光程10mm)。

對于直接比色模塊，若檢出限校準(zhǔn)結(jié)果是0.035mg/L，雖然符合校準(zhǔn)規(guī)范的要求，但實(shí)際上已經(jīng)超出了環(huán)保要求，對于客戶來說這臺儀器已經(jīng)超范圍了，這時需要及時跟客戶溝通說明情況。如有必要，重新對儀器從基礎(chǔ)維護(hù)、配制試劑等方面逐個排查問題后，再校準(zhǔn)一遍來確認(rèn)儀器的檢出限。另外，建議給出檢出限的同時應(yīng)標(biāo)注檢測池光程大小以及使用的是直接比色模塊還是在線蒸餾模塊。

四、重復(fù)性

取系列標(biāo)準(zhǔn)濃度的中間點(diǎn)重復(fù)7次求RSD，即為儀器的重復(fù)性。校準(zhǔn)規(guī)范中重復(fù)性的參考指標(biāo)RSD只要≤5%，在儀器正常工作條件下，基本不會超過這個值。而超過限值的原因主要有兩個:

一是基線漂移太大，造成多次進(jìn)樣的數(shù)值偏差較大，直接影響重復(fù)性。造成基線漂移的原因有:

(1)試劑不穩(wěn)定、受污染或過期。

(2)使用陳舊的濾光片、光源。

(3)流通池受污染。

二是峰形異常造成數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。造成這種情況的原因及解決辦法:

(1)電壓不穩(wěn)定導(dǎo)致峰形不好，需要使用穩(wěn)壓器。

(2)泵管彈性不好，需要檢查更換泵管。

(3)流通池帶有氣泡過多的液體流過流通池，需超聲除氣。

(4)進(jìn)樣管部分堵住使峰忽大忽小等。具體需要根據(jù)實(shí)際情況，逐一排查解決問題。

收尾工作:流動分析儀最常發(fā)生問題就是部件堵塞，需要及時沖洗。校準(zhǔn)結(jié)束后應(yīng)對管路進(jìn)行清洗，一般用純水進(jìn)行清洗，清洗時間不應(yīng)少于化學(xué)延遲時間(從進(jìn)樣開始到第一個峰出現(xiàn)的時間，也可以用目視的方法觀察管路內(nèi)試劑的顏色是否都已經(jīng)被水沖洗干凈)。管道清洗結(jié)束后，需將泵管從泵管卡位上松開，以延長泵管壽命。

五、結(jié)束語

本文針對分光光度法流動分析儀在實(shí)際校準(zhǔn)工作中可能會遇到的問題進(jìn)行探討，并結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)指出校準(zhǔn)過程中需要注意的環(huán)節(jié)，是對日常工作的一個總結(jié)，同時期望能夠給同樣從事化學(xué)計(jì)量的同行們帶來幫助。

本文刊發(fā)于《中國計(jì)量》雜志2019年第8期

作者：江蘇省無錫市計(jì)量測試院王靈燕王知沈亞芹周夏英

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