薄層色譜掃描儀檢定方法探討*

郭毅，賀寧，高旭輝

(陜西省計量科學研究院，西安 710065)

薄層色譜掃描儀具有微量、快速、分離效率高和靈敏度高等優(yōu)點，廣泛用于藥物、食品、石油化工、精細化工、生命科學等領(lǐng)域［1-7］。此類儀器國家沒有統(tǒng)一的量值溯源方法和標準裝置，無法確認儀器能否作為合格的計量器具使用。國內(nèi)部分計量檢測機構(gòu)提出了相關(guān)的檢測方法，并采用點樣展開法薄層板作為檢定用標準板。而此類薄層板不易保存，不方便攜帶，并且不能測定儀器測量線性，無法全面評價儀器性能。鑒于薄層色譜掃描儀目前國內(nèi)的量值溯源現(xiàn)狀，筆者申請了國家質(zhì)檢總局科技計劃項目“薄層色譜掃描儀檢定方法及標準裝置研究”(2013年已通過國家質(zhì)檢總局組織驗收)。通過該項目的研究，總結(jié)出了此類儀器的檢定方法，研制了已知孔徑的六孔薄層色譜標準板，并首次對儀器測量線性提出了技術(shù)要求。保證了此類儀器的性能得到全面正確的評價。

1 檢定項目及性能指標

薄層色譜掃描儀包括光源、單色器、樣品臺、檢測器和記錄儀等5部分，需要對每個可能影響儀器性能的部分進行研究。樣品臺是放置薄層板的地方，掃描時來自單色器的光照射到薄層板上，樣品臺帶著薄層板相對運動，從而完成樣品分析過程。檢測器是把來自樣品臺的反射或透射光信號變成電信號后進行檢測，檢測器的靈敏度、穩(wěn)定性直接影響測量結(jié)果。通過以上對儀器結(jié)構(gòu)的分析，筆者總結(jié)出對以下幾個參數(shù)進行量值溯源，可以全面評價儀器的性能，通過對不同生產(chǎn)廠家儀器的大量試驗數(shù)據(jù)總結(jié)，確定符合表1技術(shù)指標的儀器可滿足樣品分析使用的要求。

2 薄層色譜掃描儀的量值溯源方法

2.1 波長示值誤差和重復性

參考紫外可見分光光度計的波長檢定方法，采用低壓汞燈作為標準器使用［8］。低壓汞燈的特征波長是國際公認的波長計量標準。對于儀器波長示值誤差和重復性的檢定方法，是將低壓汞燈放在儀器光源處，預熱30 min后，采用全掃描的方式掃描200～700 nm的譜圖。比較掃描得到的特征譜線與理論譜線之差，按式(1)計算得到儀器的波長示值誤差。重復掃描3次，按式(2)計算即可得到儀器的波長重復性。

表1 薄層色譜掃描儀的計量性能要求

式中：Dm ——波長示值誤差，nm；

ms— —波長標準值，nm。

式中：dm——波長重復性；

mmax，mmin——分別為3次測量波長的最大值和最小值，nm。

取所有譜線中 mD中最大值作為波長示值誤差，所有譜線中dm最大值作為波長重復性。

2.2 背景漂移和基線噪聲

儀器背景漂移和基線噪聲對測量結(jié)果影響較大，針對這兩個指標，筆者進行了多次試驗，選擇在氘燈和鎢燈兩種光源下分別進行測量，取兩種光源下測量最大值作為儀器背景漂移和基線噪聲的檢定結(jié)果。具體步驟如下：

儀器選擇較小狹縫，透射測定方式。分別用氘燈和鎢燈光源，在200～370 nm和370～700 nm兩個波長段，對空白樣品室進行光譜掃描，記錄吸光度最大變化值，作為背景漂移測量數(shù)據(jù)。參考各個廠家說明書，并對不同波長下基線噪聲測量結(jié)果進行試驗篩選后，選取250 nm和630 nm作為噪聲的測量波長，掃描時間1 min，記錄基線峰(谷)的最大值，作為基線噪聲測量數(shù)據(jù)。

2.3 測量重復性

薄層色譜掃描儀樣品臺在掃描樣品時會相對運動，儀器每次測量完成后會復位，每次復位的原點位置是否一致，關(guān)系著下一次測量的準確性，所以需要分別對儀器測量位置、面積的重復性進行檢測。

筆者利用研制的薄層色譜標準板對樣品臺位置和面積重復性進行檢定，通過在不同測試波長下對薄層色譜標準板進行掃描，對所得譜圖進行分析，取測試譜圖基線平穩(wěn)的波長為此薄層板的檢測波長。最終確定檢測波長為400 nm，以反射測量模式和線性測量掃描方式對檢定用板上同一小孔重復測量6次，按式(3)計算6次測量峰頂點位置和峰面積的相對標準偏差作為測量重復性結(jié)果。

式中：RSD——位置或面積測量重復性相對標準偏差，%；

xi——第i次測得的位置或峰面積值；

2.4 儀器測量線性

薄層色譜掃描儀在樣品定量分析中需要選取不同濃度的標準溶液做標準曲線后測量未知樣品的含量，所以儀器的線性對儀器測量結(jié)果的影響非常大。傳統(tǒng)的點樣展開法薄層板，無法檢測儀器測量線性，筆者采用科研項目所研制的已知孔徑的六孔薄層色譜掃描儀檢定板進行檢定，連續(xù)六個小孔的面積為已知。按照重復性測量的儀器條件，對檢定標準板上連續(xù)六個已知孔徑的小孔進行掃描，重復測量3次。記錄每個孔3次測量所得平均峰面積數(shù)據(jù)，作為儀器線性測量數(shù)據(jù)。對孔面積和儀器測量峰面積進行線性回歸，計算線性相關(guān)系數(shù)，相關(guān)系數(shù)不小于0.995時判定儀器線性合格。

3 結(jié)語

建立了薄層色譜掃描儀的檢定方法，首次對儀器測量線性提出了要求，并對每個可能影響到儀器使用的技術(shù)參數(shù)提出了技術(shù)指標。解決了此類儀器無量值溯源方法和計量標準的現(xiàn)狀，提出了能全面正確評價儀器性能的量值溯源方法，為此類儀器量值溯源的統(tǒng)一提供了技術(shù)參考。

［1］崔廣興，楊明非. CS-910型薄層色譜掃描儀特殊檢測方法探討［J］.東北林業(yè)大學學報，1988(1): 104-109.

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［4］王緒明，趙慶華，梁愛君，等.薄層掃描法近年在醫(yī)藥學中的應(yīng)用進展［J］，解放軍藥學學報1999(2): 24-27.

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［8］JJG 178-2007 紫外、可見、近紅外分光光度計檢定規(guī)程［S］.