微小容量的測(cè)量方法研究

周歡

摘要：10uL以下微小容量的檢測(cè)和校準(zhǔn)需求迫切而且難度較大，本文總結(jié)了三種微小容量量值的測(cè)量方法：衡量法、分光光度法、雙波長(zhǎng)參比法。。

關(guān)鍵詞：微小容量、衡量法、分光光度法、雙波長(zhǎng)參比法

容量計(jì)量分類通常為：大容量、中容量和小容量計(jì)量，對(duì)超微容量、微小容量計(jì)量一般納入到小容量計(jì)量研究范疇。一般來(lái)說(shuō)，10uL以下的取液值在容量計(jì)量中就可以歸為微小容量計(jì)量測(cè)量。微小容量計(jì)量器具，比如移液器，微量進(jìn)樣器等在我國(guó)醫(yī)藥化工方面、實(shí)驗(yàn)室用分析儀器對(duì)樣品定性、定量方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，其被檢定或校準(zhǔn)的需求越來(lái)越迫切。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于微小容量的測(cè)量方法研究還處于起步階段，本文將介紹幾種已應(yīng)用或者正在測(cè)試當(dāng)中的微小容量的計(jì)量方法。

目前有以下幾種測(cè)量方案。

一、衡量法

衡量法的容積值由被檢裝置排出的蒸餾水質(zhì)量，蒸餾水溫度（對(duì)應(yīng)Kt值）決定。

容積值計(jì)算公式為：

式中：V20為標(biāo)準(zhǔn)溫度 20 ℃ 時(shí)微量進(jìn)樣器裝置的實(shí)際容量m3；m為被檢移液裝置所排出的蒸餾水表觀質(zhì)量，kg；ρb為砝碼密度，取 8 000 kg / m3；ρa(bǔ)為檢定時(shí)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的空氣密度，取 1.2 kg / m3；ρw：蒸餾水在 t ℃ 時(shí)的密度，kg / m3。

為了簡(jiǎn)便計(jì)算過(guò)程，將上式轉(zhuǎn)化為：

其中：

k（t）值可以查表得出。

二、分光光度法

當(dāng)溶液濃度以體積濃度表示時(shí)（ ），按照稀釋前稀釋后溶液中溶質(zhì)的量一定（ ），當(dāng) ， 一定時(shí)， 與 與成正比例關(guān)系。所以，知道了稀釋后溶液的濃度就可以得到稀釋前溶液的體積。

配置幾組不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)液，用分光光度計(jì)測(cè)算其光密度值E，求出回歸方程。

回歸方程代入測(cè)定稀釋液的光密度值，就可以得到測(cè)定被測(cè)微量進(jìn)樣器的質(zhì)量值。

三、超微量液體容積雙波長(zhǎng)參比測(cè)量方法（DWP）

根據(jù) Lambert-Beer 定律，當(dāng)一束平行單色光通過(guò)單一均勻的、非散射的吸光物質(zhì)溶液時(shí)，溶液的吸光度 A 與溶液濃度 c 和液層厚度 b 的乘積成正比

式中 ε 為比例常數(shù)，與入射光波長(zhǎng)和環(huán)境溫度等參數(shù)有關(guān)。

選取顯色劑作為待測(cè)液體，吸收波長(zhǎng)為λS，比例常數(shù)為 εS，濃度為 cS，待測(cè)體積為未知量VU；稀釋劑的吸收波長(zhǎng)為 λD，比例常數(shù)為 εD，濃度為 cD，體積為 VD。將稀釋比為 R 的顯示劑溶液加入樣品池中，在波長(zhǎng) λS和 λD處的吸收度為

式中 LSV為樣品測(cè)量的光程。重新放入一個(gè)新的樣品池，加入體積為 VD的稀釋液，測(cè)量λD處的吸收度為

式中 AD1為背景噪聲，LS為樣品測(cè)量的光程。通過(guò)待測(cè)加樣設(shè)備加入體積為 VU的顯色液，測(cè)量λS處的吸收度為

由以上幾式綜合得到：

這種測(cè)量方法不受光程和吸收常數(shù)等因素的影響，測(cè)量結(jié)果主要取決于標(biāo)準(zhǔn)顯色劑溶液稀釋比 R 和光譜讀數(shù)相對(duì)值。這樣測(cè)得的微小容量值將會(huì)更接近于真值。

小結(jié)

以上介紹的三種微小容量測(cè)量方案各有優(yōu)缺點(diǎn)。衡量法：優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單方便，成本小，缺點(diǎn)是蒸餾水的揮發(fā)會(huì)帶來(lái)很大的測(cè)量誤差；分光光度法：優(yōu)點(diǎn)是減少了人為的讀數(shù)誤差，缺點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)溶液配制的準(zhǔn)確與否直接回影響到后期的計(jì)算，而且同樣濃度溶液測(cè)量出來(lái)光度值每次都會(huì)有一些差別；雙波長(zhǎng)參比測(cè)量方法（DWP）的優(yōu)點(diǎn)是消除了一些其他因素的影響，比如光程差和吸收常熟，缺點(diǎn)是試驗(yàn)和計(jì)算的過(guò)程較為復(fù)雜，目前還不適合大量廣泛應(yīng)用此方法進(jìn)行微小容量量值的測(cè)量。

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（作者單位：陜西省計(jì)量科學(xué)研究院）