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分光光度法流动分析仪的校准探讨

发布时间：2021-01-24 作者：王灵燕王知沈亚芹周夏英来源：中国计量杂志浏览：5013

一、波长示值最大允许误差

一般来说，作为校准滤光片用的标准器——紫外可见分光光度计为了保证仪器的稳定性是不会带到现场的，那么滤光片就需要送检。但是滤光片很容易受潮，而且受潮后性能降低，项目分析的灵敏度会大幅度降低。建议每次送检时，将滤光片用干净的纸包好放入带有干燥剂的密封袋中送检，流转进入实验室后，放进专用干燥器中，并保证干燥器的硅胶处于无水状态。

对滤光片的校准，首先需要对滤光片表面进行清洁处理:(1)可用洗耳球吹净表面浮尘；(2)经委托方允许后，对污染严重的滤光片用脱脂棉蘸清洗液(乙醇和乙醚的1:4混合物)擦净表面。接着，按照JJF1568-2016《分光光度法连续流动分析仪校准规范》要求，就可以顺利进行波长示值误差的校准。需要注意的是，不同厂家的流动分析仪对应的滤光片，对同一个物质的分析，它所对应的波长是有区别的。例如，荷兰SKALAR生产的SAN++总氮的滤光片为540nm，而德国SEAL生产的AA3总氮的滤光片为550nm。针对这种情况，需要分辨清楚各个厂家的滤光片的波长标称值。此外，对于采用多通道全谱直读式CCD检测器的流动分析仪，是不需要滤光片选择波长的，只要仪器自检通过便可进行其他项目的校准。

二、测量线性

校准前的准备:开机前检查各条试剂管路连接是否良好，防止漏气或不严实导致泵液不正常；仪器开机后，先走纯水，清洗管路，检查管道有无漏水或压力是否稳定；纯水冲洗一段时间后，将管道放入对应的试剂瓶中，从管路内溶液的颜色可以看出试剂是否置换掉纯水通过流通池，接着便是等待基线稳定后进行校准。一般来说，整个稳定的时间需要(1～2)h，可以利用这段时间配制根据规范描述，配制范围约为两个数量级，均匀分布5个浓度点的系列标准溶液，来测量仪器的线性。但是在实际应用中发现，若配制的浓度点相差100倍跨越两个数量级，会导致最低点基本被基线掩盖，无法读出准确的响应值。根据经验，不管是SKALAR还是SEAL厂家生产的系列仪器，通常最佳的配制范围为一个数量级，浓度最低点和最高点最好不要超过20倍。以AA3仪器为例，在确定好系列标准浓度后，在开始分析前，需要对仪器的增益进行调整。用标准浓度中的最高点来进行调节，响应太高超出100%，则降低增益；响应太低则调高增益，最终使信号响应的峰值落在纵坐标的80%以上，在90%附近更好。当然，如果仪器的基线噪声不是太好，在排除试剂中微小颗粒物或气泡影响、泵管老化、透析膜破裂等原因之后，在保证最低浓度点能够读出的情况下，可牺牲响应值，适当调低增益，以得到较好的基线，使后续校准能够顺利进行。

三、检出限

根据规范描述，取计量特性的表格中对应测量成分检出限3倍的浓度点作为检出限的测量点，例如水中挥发酚的检出限要求为≤0.002mg/L，则取0.006mg/L作为测量点。笔者认为没必要非得刚好3倍关系，可采用0.005mg/L作为配制曲线系列标准浓度的起始点，也即检出限的测量点。一是考虑便于曲线系列标准浓度选取点的时候呈现倍数关系；二是考虑测量点在稀释过程中引入的不确定度。

配制0.005mg/L和0.006mg/L水中挥发酚标准溶液稀释所用的量器如表1所示(标准物质母液浓度为1000mg/L)，其中5mL单标线吸量管的容量允许误差为±0.015mL，量取6mL的溶液需要的10mL分度吸量管的容量允许误差为±0.05mL，两者配制过程中引入的不确定度显然配制0.005mg/L的小。除了水中挥发酚，其他测量成分的测量点也类似，可稍微变通一下。

关于仪器检出限，需要注意的是规范对氨氮的要求是≤0.04mg/L，而环境保护部发布的HJ665-2013《水质氨氮的测定连续流动-水杨酸分光光度法》中对于直接比色模块的要求是≤0.01mg/L(检测池光程为30mm)，采用在线蒸馏模块的要求是≤0.04mg/L(检测池光程10mm)。

对于直接比色模块，若检出限校准结果是0.035mg/L，虽然符合校准规范的要求，但实际上已经超出了环保要求，对于客户来说这台仪器已经超范围了，这时需要及时跟客户沟通说明情况。如有必要，重新对仪器从基础维护、配制试剂等方面逐个排查问题后，再校准一遍来确认仪器的检出限。另外，建议给出检出限的同时应标注检测池光程大小以及使用的是直接比色模块还是在线蒸馏模块。

四、重复性

取系列标准浓度的中间点重复7次求RSD，即为仪器的重复性。校准规范中重复性的参考指标RSD只要≤5%，在仪器正常工作条件下，基本不会超过这个值。而超过限值的原因主要有两个:

一是基线漂移太大，造成多次进样的数值偏差较大，直接影响重复性。造成基线漂移的原因有:

(1)试剂不稳定、受污染或过期。

(2)使用陈旧的滤光片、光源。

(3)流通池受污染。

二是峰形异常造成数据不准确。造成这种情况的原因及解决办法:

(1)电压不稳定导致峰形不好，需要使用稳压器。

(2)泵管弹性不好，需要检查更换泵管。

(3)流通池带有气泡过多的液体流过流通池，需超声除气。

(4)进样管部分堵住使峰忽大忽小等。具体需要根据实际情况，逐一排查解决问题。

收尾工作:流动分析仪最常发生问题就是部件堵塞，需要及时冲洗。校准结束后应对管路进行清洗，一般用纯水进行清洗，清洗时间不应少于化学延迟时间(从进样开始到第一个峰出现的时间，也可以用目视的方法观察管路内试剂的颜色是否都已经被水冲洗干净)。管道清洗结束后，需将泵管从泵管卡位上松开，以延长泵管寿命。