液相色谱仪最小检测浓度和定量测量重复性的测量不确定度

1、液相色谱仪最小检测浓度和定量测量重复性的测量不确定度1 测量方法(依据JJG 705-2002)液相色谱仪依据国家计量检定规程JJG705-2002液相色谱仪进行检定，其中紫外-可见光检测器、二极管阵列检测器均需测量最小检测浓度，整机还需检定定性测量重复性及定量测量重复性。紫外-可见光检测器和二极管阵列检测器浓度的测量方法：选用C18色谱柱，以100%甲醇为流动相，流量为 1.0mL/min，紫外检测器的波长选在 254nm,检测灵敏度调在最 灵敏档，记录纸速调至5 10cm/min (使用工作站的设置好相关参数)。开机预热，待仪 器稳定后记录30min,由检测器的最减倍数和测得的基线峰一峰局

2、对应的记录仪标度，按公式Nd=KB计算基线噪声。保持操作条件，用微量注射器从进样口注入1020uL 1x 10-7 g/mL的荼/甲醇溶液，打印的色谱图及相关数据或记录色谱图并测量计算相关数据，由色谱峰高和基线噪声峰一峰高，计算最小检测浓度cL(按20 p L进样量计算)。整机定性、定量重复性的测量方法：将仪器各部分连接好，选用C18色谱柱，根据仪器配置的检测器，选择流动相和测量参数：紫外检测器和二极管阵列检测器用100%甲醇为流动相，流量为 1.0mL/min,检测波长为254nm，灵敏度选择在 0.04左右，基线稳定后由进样器注入 5-10叫L的1X10-4g/mL荼/甲醇标准溶液；连续测

3、量6次，记录色谱峰的保留时间和峰面积，计算相对标准偏差RSD6。22.1数学模型最小检测浓度2NdcVcl = (1)20 H2.2定性、定量重复性1=X 100%X方差RSD6 = J§(x i - x)/(6 -1) x方差和灵敏系数2_22222222Uc(Cl)=c (Nd)u (Nd)c (c)u (c)u (H)u (H)+c (V)u (V) (3)灵敏系数C(Nd) = 2cV/(20H)C(c)=2NV/(2H (9)2C(H)=-2NdcV/(20H2) C(V) = -2N c / ( 2H4 最小检测浓度的不确定度分析与计算4.1标准不确定度分量的分析和计算4

4、.1.1输入量标准溶液浓度定值 c的标准不确定度u(c)的分析和计算输入量c的标准不确定度u(c)主要来源于标准溶液浓度定值的标准不确定度，采用 B类评定方法进行评定。根据定值证书给出的定制不确定度，按进样量20从L计算。不同检测器所用的标准物质不同及浓度不同，根据计算可得结果列于表1:表 1检测器名称紫外-可见光检测器二极管阵列检测器标准物质名称荼/甲醇溶液标准物质浓度(g/mL)1X 10-7证书给出U(k=2)(%)4U(c) (g/mL).-70.0200 X 10 '4.1.2输入量进样体积 V的标准不确定度 u(V)的评定标准物质的进样器一般为玻璃微量注射器，根据有关技术资

5、料，玻璃微量注射器由于环 境条件(如温度)及人员操作的不同，引起的误差一般不超过土 1%,认为服从均匀分布。各种不同的检测器，进样量按20uL计，则得：u(V)=a/k=(20 山x 10'3X 1%)/的=1.155X10-4mL4.1.2 输入量基线噪声 N的标准不确定度u(Nd)的分析和计算输入量N的标准不确定度u(Nd)主要来源于检测器工作稳定性等因素，基线噪声是仪器正常工作状态下， 不进样品连续记录 60分钟，然后选取60分钟内最大的一个峰谷，量取它的高度。采用 A类方法评定。这里为评定方便，仅以紫外-可见光检测器和二极管阵列检测器为例，将基线图谱均分为 6 段，取各段噪声最

6、大峰得 0.063mV、0.062 mV、0.057 mV、0.052 mV、0.053 mV、0.054 mV。平均值为 0.05683 mV由公式：h (Ni-12 N i)2u(N1)= sN= 1n 得：u(N1)= 4.708X10-3mVt n-1实际校准时应按实测值计算。另外如果是用绘图仪出色谱图的，则需使用卡尺量取，因此还需考虑卡尺带来的不确定度。 现在我们使用规格200mn#度为0.01mm(精度为0.02mni) 的数显卡尺，经查有关资料，该种卡尺的有关不确定度 U=0.01mm置信概率p=95%自由度v =8 , &( L) =0.01/1.96 =0.006mm

7、。选一张图谱，量得 0.5mV坐标为 68.44mm,则，-.x， 5(N2) =(0.5mV/68.44mm ) x 0.006mm=4.383 x 10 mV卡尺带来的不确定度相对较小，可忽略不计，贝U：u(Nd)=u(N)=4.708 X0-3mV4.1.3 输入量峰高H的标准不确定度u(H)主要来源于进样系统性能和进样操作方法、分离柱性能、柱相温度稳定性、检测器信号转换性能、信号处理电路、积算器(绘图仪)或色谱数据处理机或色谱处理工作站(A/D转换、量化误差)等因素，最终表现在峰高的不重复性，可采用 A类方法评定。根据不同的检测器，分别选用性能较好的液相色谱仪，按规程要求设置好最佳工作

8、状态，分别重复进样10次，每次进样10此得到相应10次的峰高及计算得到相应的标准偏差列于表2:表 2检测器H1H2H3H4H5H6H7H8H9H10紫外2.0152.0782.0482.0872.0692.0922.0242.0362.07620.64平均值紫外2.0589单次标准偏差0.026789是计检定时测量一次，故 u(H)=s ,即紫外 u(H )= 0.026789mV4.2标准不确定度分类一览表，见表 3表3紫外-可见光检测器标准不确定度分量一览表标准不确定度分量不确定度来源标准不确定值u(Xi)q =? f /?为 = ci u xiuN)基线噪声的不确定度4.708X 10-

9、3mV4.875X 10-8 g? mU? mV-1_-102.287 X010 g/mLu(c)标准物质浓度的不确定度一 一9.2 X10 g /mL0.02765.22 >d0-11g/mLu(H)色谱峰高的不确定度0.02679 mV-1.341 10-9 g mL? mV-13.593X10-11g/mLu(V)进样体积的不确定度-41.155 X10 mL7 -2.760 107g，mL2, mV-13.188 X0-11g/mL4.3合成不确定度由公式222222222uc cL =c (Nd)u ( Nd) +c (c)u (c) +c ( H)u (H)+ c (V) u

10、 (V)得紫外-可见光检测器和二极管阵列检测器uc (cL)I 99999999uc(cl)= .c (Nd)u (Nd) +c (c)u (c) +c (H) u (H) +c (V) u (V)-10=2.394 10 g/mL?7c(c)=2NdV/(2 0H)=2 X10 7g/mL >10uL/(20uL X2.0589mV) =0.0276C(V) = 2c/(20H)=2 X10?7g /mL X10uL/(20uL >2.0589 mV) = 4.857 X10-8(g mL-v mV1)2-72.2c(H ) = -2 NdcV / (20H )= 2 x 0.0

11、5683mVx 10 g/mLx 10uL /(20uL x 2.0589 mV )=-1.341 x 10 9 (gmL-1' mV1) 一 .-7. - - 3 C(V) = 2 Ndc/ (20H ) = 2 X 0.05683mVX 10 g/M l/( 20uL X 10 X 2.0589mV)=一 2.760 x 10 7 (g，mL2' mV1)4.4扩展不确定度为使用方便，取k=2,则各种检测器的检测限(或灵敏度)测量结果的扩展不确定度为:对于紫外检测器U = 2X 2. 3 9刈 10-10=4.8 X0-10 g/mL k = 2定量重复性的不确定度分析与计

12、算不同组分在色谱柱中的保留时间是不同的，对于一台能稳定工作的色谱仪，在相同的 色谱测量条件下，相同组分的出峰位置基本相同，这是色谱仪定性测量的基本原则。实践证明，测量过程的各种因素若没有较大改变，定性测量结果基本不会改变，故对定性测量重复性评定不确定性没有意义。定量重复性的不确定度由一仪器定量测量的不重复性、进样量的差异等带来的不确定 度。其结果反映在峰面积的不重复性。由于定量重复性的测量是用同一支标准溶液进行的，应该认为该溶液是完全均匀的， 因此认为定量重复性的不确定度与与气相色谱仪检定用标准物质的不确定度无关。5.1定量测量的不重复性带来的不确定度u(RSDCf )的评定定量测量的不重复性

13、主要是仪器的稳定性、操作过程及环境变化等因素引起，可采用A类方法评定。根据监测性能的不同，分别选用稳定性较好的液相色谱仪，设置好最佳工作状态，保证在较稳定的环境条件下， 待仪器稳定后用相应的标准溶液分别重复进样10次，记录峰面积，并计算各检测器的定量测量重复性，结果如表6:表 6检测器A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10紫外15515156421537815436161251493715438157961533415649平均值紫外15525印测量重复性2.02由定量重复性计算公式可知，它是一个相对标准偏差， 实际检定时重复测量 6次，因此它的不确定度可有公式计算u(RSD)-2RSD1)得:紫外检测器：5.2 合成不确定度就等于u(RSD),则:紫外检测器：u(RSD) =0.639%u(RSD) =0.639%5.3 扩展不确定度取k=2,