離子色譜儀最小檢測濃度的不確定度探討

摘要：本文主要依據(jù)JJG823-1993《離子色譜儀》所給出的離子最小濃度的檢測方法，運(yùn)用了規(guī)范化的最小檢測濃度不確定測量模型，對第一次的測量離子最小的檢測濃度的不確定性進(jìn)行了有效的研究分析以及評價，通過研究分析可以得出直接關(guān)系到最小檢測濃度的主要成分以及有關(guān)的靈敏度系數(shù)。根據(jù)試驗(yàn)研究結(jié)果證明，在試驗(yàn)當(dāng)中，直接影響最小檢測出濃度的主要分量為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的稀釋過程當(dāng)中，包含了人員配置方面以及操作誤差，在這兩個因素會直接引起離子色譜儀最小檢測濃度的不確定，其中，人員配置以及使用的儀器指標(biāo)在最小檢測濃度不確定度的過程中起到了重要的作用。

關(guān)鍵詞：離子色譜儀;最小檢測濃度;檢測離子峰高;不確定度

中圖分類號：X832 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）06-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.06.087

Discussion on the uncertainty of the minimum detection concentration of ion chromatograph

Wei Yanjuan

（Beihai Ecological Environment Monitoring Center of Guangxi Zhuang Autonomous Region，Beihai Guangxi 536000，China）

Abstract：Based on the detection method of the minimum ion concentration given in JJG823-1993 “Ion chromatograph”，this paper uses the standardized uncertainty measurement model of the minimum detection concentration to effectively analyze and evaluate the uncertainty of the first measurement of the minimum ion detection concentration.Through the research and analysis，it can be concluded that the main factor directly related to the minimum detection concentration the components and the related sensitivity coefficient are required.According to the test results，it is proved that in the process of diluting the reference material，the main component that directly affects the minimum detected concentration，includes the personnel allocation and operation error.These two factors will directly cause the uncertainty of the minimum detected concentration of the ion chromatograph，among which，the uncertainty of the personnel allocation and the instrument index used in the minimum detected concentration it plays an important role in the process.

Key words：Ion chromatograph;Minimum detection concentration;Detection ion peak height;Uncertainty

離子色譜儀作為一種快速、高效、敏捷的檢測分析設(shè)備，隨著時間的不斷發(fā)展以及技術(shù)的不斷進(jìn)步，其受到了普遍的應(yīng)用。當(dāng)前階段，在相關(guān)檢測技術(shù)不斷創(chuàng)新和改進(jìn)的背景下，離子色譜儀檢測濃度方式也有了很大程度上的提高，通過這種方式，也進(jìn)一步拓寬了離子色譜儀器的應(yīng)用范圍，同時，在這種情況下，對于很多微量、痕量的一些物質(zhì)的研究分析，也提升了一個新的高度。目前，需要有效的評估色譜儀本身的最小濃度的不確定性，并且在研究當(dāng)中所起的作用也越來越大。有效的評價色譜儀的性能過程中，其自身的最小濃度是一個非常重要檢測指標(biāo)。在以下的這篇文章中，就根據(jù)國家的相關(guān)規(guī)范要求，對于離子色譜儀最小檢測濃度的影響分析原因進(jìn)行分析，并且也針對其不同確定度的重要來源進(jìn)行研究，依照離子色譜儀檢測的相關(guān)規(guī)定的評價最小檢測濃度的相關(guān)方式，結(jié)合對應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，對于自身的不確定性進(jìn)行深入的研究。

1 實(shí)驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容

1.1 實(shí)驗(yàn)中使用的相關(guān)儀器以及所用的化學(xué)試劑

本次實(shí)驗(yàn)中，所使用的實(shí)驗(yàn)儀器的型號為CIC-100型號，并且這次所使用的離子色譜儀的生產(chǎn)廠家為青島盛瀚色譜技術(shù)有限公司，并且所采用的試劑名稱為：氯，并且通過相關(guān)的檢測，不確定度為U=1%（k=2），并且證書的編號為GBW（E）080520，此時，我們所使用的標(biāo)準(zhǔn)液的具體為1000g/L的濃度值。

1.2 離子色譜儀的具體實(shí)驗(yàn)條件

本次研究試驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)中所用的是試劑為0.05ug/g，這種試劑是經(jīng)過在標(biāo)準(zhǔn)溶液中稀釋到0.05*10-6來得到，并且此時離子色譜儀分析環(huán)境條件的具體溫度為23℃、此時，具體的濕度為22%RH。

2 所測量的數(shù)據(jù)模型

根據(jù)相關(guān)的檢測規(guī)定，可以得出最小的濃度檢測模型為：

在這個公式當(dāng)中：表示的含義是最小的檢測值;在公式中，為公式中表示的離子值;H所在公式中表示的是離子峰高值：所在公式中表示的基線的噪聲。

3 合理的測量不確定度

目前，在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，可以應(yīng)用不確定度自身的規(guī)律，計(jì)算可以得到輸出量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度與輸入量自身標(biāo)準(zhǔn)不確定度的公式：

，

其中靈敏系數(shù)：

4 對于不確定度的源頭的研究

4.1 檢測離子濃度值引入不確定度

實(shí)驗(yàn)中的離子濃度值主要決定于所配比的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在檢測離子濃度之前，就需要依照相應(yīng)的離子色譜儀器的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行操作，當(dāng)所檢測最小濃度檢定的過程中，則需要選擇檢測離子氯離子的具體濃度為。與此同時，則標(biāo)準(zhǔn)的物質(zhì)濃度為1 000mg/L，因此，在配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的過程當(dāng)中，就需要積極的研究不確定度的影響因子。其中就涵蓋了標(biāo)準(zhǔn)溶液自身、吸量管、容量瓶自身的不確定度、實(shí)驗(yàn)人員的實(shí)驗(yàn)誤差等。

4.1.1 溶液自身的不確定度

在實(shí)驗(yàn)中，依據(jù)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)可以得出，類型為B類的評定標(biāo)準(zhǔn)：依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的證書，選取標(biāo)準(zhǔn)值為1000mg/L，與此同時，相對擴(kuò)展的不確定度為1%，并且，所取得的K值為2。

4.1.2 在試驗(yàn)研究當(dāng)中，吸管量以及容量瓶不確定度用

在本次的試驗(yàn)當(dāng)中，隸屬于B類：在通常情況下，實(shí)驗(yàn)中所使用的配比的溶液等，在國家標(biāo)準(zhǔn)允許的操作誤差如表1表示。

在標(biāo)準(zhǔn)溶液的配比過程當(dāng)中：在實(shí)際配比一定量濃度的溶液過程當(dāng)中，需要采取p0=1 000mg/L的原始標(biāo)準(zhǔn)溶液，而在實(shí)際的配比過程當(dāng)中，則需要使用1mL的吸管首先取1mL的原始標(biāo)準(zhǔn)溶液，在原始標(biāo)準(zhǔn)溶液當(dāng)中，所包含的物質(zhì)含量為1mg，與此同時，所使用的100ml的容量瓶需要再次稀釋100倍，在這種情況下，就會得到所配置的溶液濃度為，為此，就可以在實(shí)際的試驗(yàn)中采用10mL和5mL的吸量管，與此同時，還可以取25mL的，此時，就需要將這些溶液加入50mL的容量當(dāng)中，與此同時，還需要稀釋2倍，在這種情況下，我們會得到的配置溶液;此外，還需要使用10mL的吸量管，從而可以取10mL的，此時，也需要將這些溶液加入100mL的容量瓶，與此同時，還需要稀釋10倍，最終會得到的配置溶液，在通常情況下，所配置的溶液配置過程如下。

例如上面所描述的，如果溶液的原始濃度為p0=1mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液，此時，如果通過實(shí)驗(yàn)想要得出溶液濃度為，此時，所使用的檢測離子的濃度不確定的計(jì)算方式。

4.1.3 受實(shí)驗(yàn)室人員操作不到位影響而產(chǎn)生的不確定性

受實(shí)驗(yàn)室人員操作不到位影響而產(chǎn)生的不確定性，在一般情況下屬于B類測定，并且人員操作的不確定度為預(yù)計(jì)估算值，因此，假設(shè)人員操作引起的不確定性程度較大或者是較小的時候，操作人員自身操作能力就會受到影響，這樣的話，會取比較大的估值。除此之外，通過很多人的試驗(yàn)可以證實(shí)，在通常情況下，如果取值為5.0%這種方式可以反映出一般人正確的反應(yīng)水平，所以，在這種情況下需要對于試驗(yàn)操作人員自身操作引入的不確定度可以采取一定的估值，為5.0%。

根據(jù)上面的文章所描述，我們在試驗(yàn)中可以準(zhǔn)確地得到檢測離子的具體濃度為引入的不確定度。

通過進(jìn)行分析來看，當(dāng)對離子濃度中的不確定程度進(jìn)行檢驗(yàn)的時候，還存在著相關(guān)的影響因素，其中表現(xiàn)為稀釋期間人員操作不到位，誤差較高，而且吸量管內(nèi)有著較為明顯得不確定性。

4.2 對離子峰高引入的相對不確定度進(jìn)行全面檢驗(yàn)

針對離子峰引進(jìn)的不確定度來講，被稱之為A類型評測，在具體分析探究期間，需要明確H的標(biāo)準(zhǔn)不確定性，從樣品的峰高入手，獲取測量的重復(fù)性。其次，結(jié)合實(shí)際情況選取與之相符的型號，借助離子色譜儀進(jìn)行有關(guān)的檢測，同時，還需要使用洗脫液當(dāng)做流動相，同時，所采取的流速為2.0mL/s。等到基線基本穩(wěn)定以后，最終測得噪聲為15mm.此時，還需要使用原先所制定的標(biāo)準(zhǔn)溶液氯原子溶液，并且整個樣本的體積為25μL，此時，需要對于色譜儀器進(jìn)行多次進(jìn)樣，此時，也需要用儀器工作站來有效的收集圖譜，以此可以描述出相應(yīng)的峰高。

4.3 基線噪聲引入的不確定度

通過相對探究來看，在基線噪聲中，引進(jìn)的不確定度被稱之為b級評測，經(jīng)由相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出，基線噪聲的不確定度在其中占據(jù)的比例是極高的，經(jīng)過具體的估值以后可以得出：

5 合成標(biāo)準(zhǔn)的不確定度

如果直接輸入量、H、，并且這幾個不同的量之間相互的獨(dú)立，并且具有典型值，最終經(jīng)過計(jì)算可以得到不同的確定度以及不同的靈敏度系數(shù)。

6 擴(kuò)展不確定度

針對所包含的因子K，可以取值為2，并且所涵蓋的概率為95%，在試驗(yàn)中，經(jīng)過詳細(xì)的計(jì)算，也得出了最小檢驗(yàn)濃度的擴(kuò)展不確定度為。

7 結(jié)語

對于這次的試驗(yàn)，當(dāng)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)人員在檢測最小檢出濃度的測量過程中，最終所檢測出的氯離子濃度為0.05μg/g，此時，所檢測進(jìn)樣的體積為25μL，并且通過多次的有效評測，可以在最終階段獲取最準(zhǔn)確的結(jié)果。目前，需要加大對最小檢測濃度不確定度的探究力度，以此獲得相應(yīng)的擴(kuò)展不確定度0.00010μg/g。所以，在濃度相對不確定度這種情況下，在進(jìn)行具體濃度檢測期間，可以得出最小檢測，相對不確定度表現(xiàn)為15%。通過詳細(xì)探究離子色譜與最小檢出濃度的測量情況來看，對其產(chǎn)生影響的相關(guān)因素表現(xiàn)為由1 000mg/L逐漸地慢慢稀釋到0.05μg/mL，在此時，就由相關(guān)檢測人員結(jié)合瓶頸測量的模型進(jìn)行分析，將靈敏度系數(shù)應(yīng)用于測量模型，以此獲取準(zhǔn)確的結(jié)果。除此之外，在研究影響分量的過程中，獲取的影響分量依然如此。從中看出，此種方式是增強(qiáng)檢測濃度能力的實(shí)際測量能力，通過這種方式，也可以有效地降低不確定度的瓶頸發(fā)展問題。在實(shí)際的測量過程當(dāng)中，也需要及時有效的避免相關(guān)人員在實(shí)際的操作過程中，人員操作所引入的不確定度，此時，在整個離子色譜儀最小檢測濃度的不確定度的研究過程中，也是非常重要的。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2020-05-03

作者簡介：韋燕娟（1983-），女，壯族，本科學(xué)歷，工程師，研究方向?yàn)樯鷳B(tài)環(huán)境監(jiān)測分析。