液相色谱仪最小检测浓度测量结果不确定度评定

液相色谱仪最小检测浓度测量结果不确定度评定

张　 健 1 史雪源 2

枣庄市标准计量研究中心，山东枣庄 277000

中国建材检验认证集团枣庄有限公司 ，山东枣庄 277000

摘要：因为不同的组分在色谱柱中具有不同的流动相间分配系数和不同的吸附系数，因此可以利用流动组将待检测样品带入到液相色谱仪中进行分离，通过比较不同组分在分离器中的保留时间和对应的峰面积等数值来进行相应的定量分析和定性分析等工作，本文将对液相色谱仪最小检测浓度测量结果不确定度进行评定。

关键词：液相色谱仪；最小检测浓度；测量不确定度

一、对液相色谱仪的简要概述

根据液相色谱仪的相关检测需求 ，对于液相色谱仪来说，主要是对输液系统泵的流量稳定性的相关考察，以及对柱箱温度等数值的测量，一般是根据JJG 705-2002《实验室液相色谱仪检定规程》这一标准来进行考察。除了输液系统泵的流量稳定性和柱箱温度这两个数值外，还要对检测器相关性能进行考察，具体有基线相关和重复性相关两类指标，基线相关包括基线噪声和基线漂移，重复性相关包括定量重复性和定性重复性等。在液相色谱仪的相关检定规程中，对一些技术指标进行了明确的规定，除了上文所提到的基线噪声和基线漂移等，还有波长示值误差和线性范围等技术指标，这些在液相色谱仪的相关检定规程中都有明确的规定。

在对这些指标进行测量时，需要用到的检测器一般会应用到标准物质、微量进样器来对最小检测浓度进行检测，在检测噪声相关指标，如噪声幅度时，常常会用到积分仪和游标卡尺这些仪器，在使用仪器时，常常会产生测量结果的不确定度。除了仪器的使用外，环境的温度和进样体积，甚至于对实验数据的处理方法也会对仪器测量结果造成影响。下文将对使用过程中用到的可见光检测器、荧光检测器等仪器的最小检测浓度进行评定。

二、数学模型的建立

对于液相色谱仪来说，常用的检测器除了上文提到的可见光检测器和荧光检测器之外，还包括二极管阵列检测器和差示折光率检测器等。而对于不同的检测器来说，使用的最小检测浓度计算公式是同一个公式，公式可以表示成如下形式

C_L=2N_d*C*20*H^-1*V^-1

将其设置为一式

式中不同分量分别表示为

三、不确定度分析

1.对各个分量的不确定度分析

1.1基线噪声的不确定度分析μ_reι1

由于基线噪声主要是应用游标卡尺进行测量的，因此不确定度也来自于游标卡尺，一般基线噪声的不确定度都是零点零二，在实际的应用中，有时也使用色谱工作站对基线噪声进行记录，这时不确定度优于零点零一。

1.2基线噪声峰峰高测量值的相对不确定度μ_reι2

标准的操作过程中，一般操作过程中有六次进样，而基线噪声峰峰高测量的不确定度主要来源于输液系统泵的流量稳定性和进样的重复性，每次定量重复性为零点零三，则有下式：

μ_reι2=0.03/ =0.012

1.3标准物质的量的不确定度_μreι3

在整个不确定度的测量过程中，标准物质的量的不确定度是造成不确定度的主要来源，也是对检测结果影响最大的变量，对于这一项不确定度可以直接去有关国家证书中进行查询，液相色谱仪的不确定度为百分之五，因子K值为三，因此有下式：

μ_reι3=0.05/3=0.017

1.4对于进样体积的相对不确定度μ_reι4

在进样时，一般使用微量进样器来对进样物质的体积进行控制，根据相关规定要对进样称量六次，有百分之一的相对标准差，因此有下式：

μ_reι4=0.01/ =0.004

2.不确定度评定

2.1A类不确定度的评定

在A类不确定度的评定过程中，一般利用使用了标准物质检测仪进行定量重复操作后的数值进行评估，在整个不确定度的测量过程中，标准物质的量的不确定度是造成不确定度的主要来源，也是对检测结果影响最大的变量，对于这一项不确定度可以直接去有关国家证书中进行查询。最后可以确定A类不确定度的值为0.012.

2.2流动相测量结果的相对标准不确定度评定

流动相包括秒表中时间的流动和容器中容量瓶液体的流动，不同流动相具有不同的不确定度，具体有秒表分度值的不确定度，秒表标准不确定度和容量瓶不确定度等等，这些分量的自由度都可以在参考文献中的表格中查到。

2.2.1秒表分度值的相对标准不确定度

对于秒表来说，它的分度值为零点一，在测量流速时进行的最小时长为三百秒，在文献中可以查到秒表分度值的不确定度为0.0003，且自由度的值为2。

2.2.2秒表的不确定度

在参考文献中可以查到秒表的不确定度为0.0000001，自由度的值为5，这项数值的不确定度相比于其他的不确定度数值太小，因此在进行分析中可以忽略。

2.2.3容量瓶的相对标准不确定度

查阅容量瓶的校准证书可以发现容量瓶的相对标准不确定度在0.002，且自由度的值为2。

2.2.4仪器流速稳定性的相对标准不确定度

根据JJG 705-2002《实验室液相色谱仪检定规程》这一标准，可以查询到仪器流速稳定性的相对标准不确定度在百分之二，且自由度为2。

3.不确定度分析

在取样过程中，人眼对容量瓶的观测以及环境温度可能也会引入一些不确定度，但通过实践操作表明，在测量过程中人眼导致的不确定度和温度导致的不确定度都可以忽略不计。

4.结论

在评定液相色谱仪最小检测浓度的测量结果不确定度评定中将一式作为它的数学模型，同时除了最小检测浓度、基线噪声峰峰高、标准物质浓度、标准溶液的色谱峰高和进样体积这五个变量之外，还需考虑其他可能对不确定度评定产生影响的影响因素。在使用仪器时，常常会产生测量结果的不确定度。除了仪器的使用外，环境的温度和进样体积，甚至于对实验数据的处理方法也会对仪器测量结果造成影响。因此在实验过程中要注意避开一些大功率的用电装置，并且尽量在恒温实验室内进行试验，保证实验不会受到温度等外部因素的影响，这些外部影响的总体不确定度不仅会受到主观因素的影响，还可能受到客观条件的影响， 在实验中注意控制这些外部影响条件可以将不确定度优于百分之五。

四、结束语

在A类不确定度的评定过程中，一般利用使用了标准物质检测仪进行定量重复操作后的数值进行评估，在整个不确定度的测量过程中，标准物质的量的不确定度是造成不确定度的主要来源，也是对检测结果影响最大的变量。不同的组分在色谱柱中具有不同的流动相间分配系数和不同的吸附系数，因此可以利用流动组将待检测样品带入到液相色谱仪中进行分离，通过比较不同组分在分离器中的保留时间和对应的峰面积等数值来进行相应的定量分析和定性分析等工作. 在实验过程中要注意避开一些大功率的用电装置，并且尽量在恒温实验室内进行试验，保证实验不会受到温度等外部因素的影响，这些外部影响的总体不确定度不仅会受到主观因素的影响，还可能受到客观条件的影响，本文对不确定度进行分析后，对实验进行优化可以使结果优于百分之五。

参考文献：

[1]黄旭, 吴南英. 液相色谱仪(紫外-可见分光检测器)最小检测浓度测量结果不确定度评定[J]. 科技信息, 2011, 000(023):48+50.

[2]薛成. 液相色谱仪紫外-可见光检测器最小检测浓度测量结果的不确定度评定[J]. 计量与测试技术, 2010, 037(008):69-69.

[3]阚丽洁. 检定离子色谱仪过程中对氯离子的最小检测浓度的不确定度评定[C]// 2008年江苏省计量测试学术论文集. 0.