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熒光分光光度計測量結果不確定度分析與評定
更新時間:2018-12-04 點擊次數:4102

闡述了熒光分光光度計檢出限測量結果的不確定度評定過程和方法, 對不確定度來源進行分析, 并 終給出測量結果的擴展不確定度。

熒光分光光度計是用來測定熒光物質的性質和含量 的分析儀器, 具有靈敏度高、 選擇性強、 用樣量少、 方 法簡便、 工作曲線線性范圍寬等優點, 可以廣泛應用于 生命科學、 有機和無機化學等領域。 1 概述 1.1 測量依據 根據 JJG 537—2006 《熒光分光光度計》 的相關要 求進行測量。 1.2 環境條件 環境溫度 (20±10) ℃, 且相對穩定; 相對濕度不 大于 85%; 電源電壓 (220±22) V。 1.3 計量標準 計量標準為硫酸奎寧熒光標準物質, 標準物質號: GBW (E) 130100; 標準物質標準值: 98.6%; 相對擴展 不確定度: Urel=0.5%, k=2。 1.4 被測對象 熒光分光光度計, 對 于 配 制 A 類單色器的儀器, 其檢出極限為不大于 5×10-10 g/mL; 對于配制 B 類單色 器的儀器, 其檢出極限為不大于 1×10-8 g/mL。 1.5 測量方法 按照規程規定的檢定條件, 使儀器處于運行狀 態。 用 0.05 mol/L 硫酸溶液做空白溶液, 選取規定濃度 硫酸奎寧標準溶液。 靈敏度置, 選擇適當的狹縫 寬度。 根據激發波長在 350 nm、 發射波長在 450 nm 左 右的原則, 設定兩側的波長或選擇濾光片。 對空白溶液 與標準溶液進行連續交替 11 次測量。 按規程中的公式 計算儀器檢出限。 2 數學模型及不確定度傳播率 2.1 數學模型 被測熒光分光光度計檢出限的計算公式為: (1) 式中: DL——檢出限; ——11 次測量的平均熒光強度; c——標準溶液的質量濃度; s——單次測量的標準偏差。 2.2 不確定度傳播率 儀器檢出限的不確定度傳播率計算公式為: (2) 2.3 靈敏系數 公 式 (2) 中的 靈 敏 系 數 c1= , c2= , c3= 。 3 標準不確定度評定 按照規程要求, 以一臺型號為 F2500 的熒光分光光 度計為例, 其檢出限測量數據如表 1 2 所示 F ?。

4 標準不確定度的評定 4.1 溶液測量重復性引入的不確定度分量 u (s) 計算出單次測量的標準偏差 s=0.553, 規程中規定 測量重復性次數為 3 次, 則溶液測量重復性引入的不確定度分量 = =0.319 4.2 由儀器的直接測量結果引入的不確定度分量 (1) 用儀器直接測量空白溶液, 由于時間、 環境溫 度等影響, 引起零點漂移的偏差不超過 0.5%, 其值符 合均勻分布, 其不確定度為 =0.5%× =0.239 1 (2) 用儀器直接測量標準溶液, 由于時間、 環境溫 度等影響, 引起零點漂移的偏差不超過 1.5%, 其值符 合均勻分布, 其不確定度為 =1.5%× =0.911 5 4.3 由標準溶液的稀釋配制引入的不確定度分量 u (c) 標準溶液濃度計算公式為: c= (3) 式中: c——標準溶液濃度; m——硫酸奎寧標準物質的質量; V——稀釋體積。 (1) 配制 500 mL 濃度為 1×10-5 g/mL 的硫酸奎寧儲 備液時, 稱量硫酸奎寧固體標準物質的質量為 5.00 mg。 天平稱量引入的不確定度為天平檢定的大允許誤差± 0.5 mg, 由天平稱量引入的不確定度分量為 u (c1) = mg, 符合正態分布。 傳播系數為 mL-1 , 則 u (c1) =5.8×10-7 g/mL (2) 配置 500 mL 濃度為 1×10-5 g/mL 的硫酸奎寧儲 備液時, 500 mL 容量瓶檢定合格達到 A 級的大允許 誤差為±0.25 mL, 由容量瓶定容引起的不確定度分量為 u (c2) = =0.144 mL, 符合 正 態 分 布 。 傳 播 系 數 為- , 則 u (c2) =2.9×10-9 g/mL 4.4 二級標準物質硫酸奎寧引入的不確定度分量 u (c3) (1) 硫 酸奎寧熒光標準物質的不確定度為 Urel= 0.5%, k=2 (根據標物證書得到), 分量為 0.25%, 按照 稱樣量換算成不確定度為 0.002 5×0.005=1.25×10-5。

g, 傳播系數為 mL-1 , 則 u (c3) =5.8×10-7 g/mL (2) 標準溶液是由儲備液按 1: 10、 1: 10、 1:100 分 3 次稀釋得到的, 在此過程中所用到的玻璃量器有 25 mL 移液管、 250 mL 容量瓶等, 其合成后的不確定 度分量 u (c4) =1×10-11 g/mL 4.5 標準不確定度一覽表5 合成標準不確定度 以上標準不確定度分量合成的標準不確定度 uc (DL) = =5.2×10-9 g/mL 6 擴展不確定度 測量熒光分光光度計檢出限的相對擴展不確定度為 U=1.0×10-8 g/mL, k=2 7 結束語 由計算結果可以看出, 以校準熒光分光光度計檢出 限項目為例, 標準溶液配制、 標準物質的稱量和標準物 質本身的不確定度 3 個因素對評定結果的影響較大。 這 就要求選取硫酸奎寧標準物質時盡量選取不確定度小的 一級標準物質, 稱量標準物質時盡量選取有效數字多的 一級天平, 同時在標準溶液配制時選用經過檢定的玻璃 量具仔細稱量, 盡量減小人為誤差, 這樣才能對后的 結果做出準確評定。

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