化學(xué)檢測(cè)中校準(zhǔn)曲線質(zhì)量控制要點(diǎn)

代威峰

國(guó)投新疆羅布泊鉀鹽有限責(zé)任公司 新疆哈密 839000

在化學(xué)檢測(cè)中，控制相關(guān)系數(shù)是檢測(cè)人員通?？梢宰龅降模蠖鄶?shù)檢測(cè)儀器也會(huì)給出圖譜中的相關(guān)系數(shù)。通常需要計(jì)算，比較復(fù)雜。很多實(shí)驗(yàn)室并不重視這兩項(xiàng)的檢驗(yàn)，或者采用粗略的估計(jì)方法，而不是用統(tǒng)計(jì)學(xué)進(jìn)行定量控制。本文給出的校準(zhǔn)曲線質(zhì)量控制的具體指標(biāo)和方法用于校準(zhǔn)曲線的標(biāo)準(zhǔn)化，可以保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

1 校準(zhǔn)曲線的定義及制作

校準(zhǔn)曲線是指描述被測(cè)物質(zhì)的濃度或量與相應(yīng)的測(cè)量?jī)x器響應(yīng)或其他指示量之間的定量關(guān)系的曲線。制作校準(zhǔn)曲線是獲得準(zhǔn)確測(cè)量結(jié)果的基礎(chǔ)。校準(zhǔn)曲線是分析方法的線性范圍。根據(jù)該方法的測(cè)量范圍，制備一系列濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，并均勻分布在測(cè)量范圍內(nèi)[1]。

2 校準(zhǔn)曲線的使用

2.1 校準(zhǔn)曲線存在的問題

校準(zhǔn)曲線按照生產(chǎn)方法和概念分為標(biāo)準(zhǔn)曲線和工作曲線，這是一個(gè)抽象概念，在應(yīng)用過程中需要加以區(qū)分和理解。也稱為完整曲線的工作是預(yù)處理分析，即采樣分析。標(biāo)準(zhǔn)曲線和控制曲線的實(shí)現(xiàn)步驟是一致的，主要用于實(shí)驗(yàn)室液壓系統(tǒng)。實(shí)際使用時(shí)，分析結(jié)果可能會(huì)有差異，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)曲線和曲線很容易混淆。有時(shí)會(huì)出現(xiàn)使用誤差，導(dǎo)致分析結(jié)果的偏差。從目前的環(huán)境監(jiān)測(cè)和分析方法來看，分光光度法更容易采用，通過制作已知成分和含量的各種實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)溶液的校準(zhǔn)曲線，在校準(zhǔn)曲線的測(cè)量范圍內(nèi)，從實(shí)驗(yàn)中記錄的測(cè)量樣品值中標(biāo)記出待測(cè)成分的濃度。應(yīng)注意將被測(cè)樣品的成分含量控制在合理的測(cè)量范圍內(nèi)，以確保在校準(zhǔn)曲線中的準(zhǔn)確定位[2]。

2.2 校準(zhǔn)曲線的制定

要制作校準(zhǔn)曲線，需要調(diào)整空白中的吸光度，使其達(dá)到零濃度點(diǎn)。根據(jù)吸光度校正的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，曲線回歸過程中應(yīng)涉及到零濃度點(diǎn)的回歸，面對(duì)零濃度點(diǎn)參與回歸后的種種問題，相關(guān)學(xué)者和技術(shù)人員提出零濃度點(diǎn)不應(yīng)繼續(xù)參與回歸。當(dāng)回歸的基數(shù)變少時(shí)，曲線的標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)受到影響。根據(jù)“最小二乘法”的計(jì)算方法，只要回歸中涉及的值不是異常值，在曲線回歸中加入零濃度點(diǎn)不會(huì)影響檢出限，甚至?xí)s小曲線測(cè)量范圍。在校準(zhǔn)曲線的使用中，得出儀器測(cè)量的平均值越接近樣品含量的實(shí)際值，測(cè)量結(jié)果的偏差越小，從而使測(cè)量效果更加準(zhǔn)確。因此，為了保證測(cè)量質(zhì)量，有必要對(duì)樣品測(cè)量進(jìn)行多次測(cè)試，使環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)更加可靠和合理。

2.3 校準(zhǔn)曲線合理范圍的確定

校準(zhǔn)曲線需要通過分析比較計(jì)算儀器響應(yīng)和線性范圍。在使用中，儀器測(cè)量的參考點(diǎn)應(yīng)落在曲線的最低濃度點(diǎn)和最高濃度點(diǎn)之上。由于曲線弧度較大，起點(diǎn)附近的線性范圍是否符合定量標(biāo)準(zhǔn)需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)計(jì)算。政府及相關(guān)部門頒布的《環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證標(biāo)準(zhǔn)》為校準(zhǔn)曲線的使用提供了依據(jù)。規(guī)范中主要提出“以3倍檢測(cè)濃度作為判定標(biāo)準(zhǔn)”，而相關(guān)環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法技術(shù)指南中提出“以4倍檢測(cè)濃度作為判定標(biāo)準(zhǔn)”。目前國(guó)內(nèi)相關(guān)政策很多，但沒有統(tǒng)一明確的檢測(cè)限規(guī)范。

3 校準(zhǔn)曲線使用中的注意事項(xiàng)

對(duì)于曲線坡度固定的分析項(xiàng)目，批次間隙較小，可以使用原始對(duì)齊曲線進(jìn)行采樣分析。但是，取樣分析應(yīng)同時(shí)進(jìn)行兩次空白試驗(yàn)和一個(gè)中間標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)。測(cè)量的平均參考點(diǎn)不能超過標(biāo)準(zhǔn)曲線相應(yīng)點(diǎn)密度值的10%，因?yàn)樾?zhǔn)曲線需要重新創(chuàng)建。盡管如此，校準(zhǔn)曲線應(yīng)每?jī)蓚€(gè)月制作一次。在比色分析中，當(dāng)儀器條件發(fā)生變化時(shí)（如更換光源燈泡、校正儀器波長(zhǎng)或維護(hù)儀器等），而標(biāo)準(zhǔn)溶液是新配制的，標(biāo)準(zhǔn)曲線也要重新制作[3]。

4 校準(zhǔn)曲線的檢驗(yàn)

4.1 校準(zhǔn)曲線的線性檢驗(yàn)

校準(zhǔn)曲線的線性檢驗(yàn)，即精度檢驗(yàn)，通常用相關(guān)系數(shù)R來判斷．．根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)的知識(shí)，如果兩個(gè)變量之間存在線性關(guān)系，那么關(guān)系的緊密程度可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的線性相關(guān)系數(shù)r來表示，Excel中的函數(shù)是皮爾遜函數(shù)。R值范圍為-1- l，R＞0為正相關(guān)，r＜0為負(fù)相關(guān)。r的絕對(duì)值越大，關(guān)聯(lián)度越高。R值越接近0，相關(guān)性越不接近。當(dāng)r=0時(shí)，意味著兩個(gè)變量之間沒有相關(guān)性。

在水質(zhì)檢驗(yàn)中，明確要求 | r | ＞0．999 石墨爐原子吸收光譜法。如果校準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)達(dá)不到規(guī)定要求，應(yīng)找出原因并進(jìn)行校正，合格的校準(zhǔn)曲線應(yīng)重新繪制。通常，影響校準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)的因素主要包括標(biāo)準(zhǔn)樣品系列的制備、測(cè)定波長(zhǎng)、光源狀態(tài)、進(jìn)樣方法、分析方法本身的精度、儀器的精度等。

4.2 校準(zhǔn)曲線的截距檢驗(yàn)

校準(zhǔn)曲線的截距檢驗(yàn)，即準(zhǔn)確度檢驗(yàn)。截距表示試劑空白的大小，是一個(gè)總體均值為0左右正態(tài)分布的隨機(jī)變量，是實(shí)驗(yàn)室誤差在Y軸上的反映。實(shí)驗(yàn)誤差越小，截距越接近0。理想回歸線，截距a=0。但由于不可控的隨機(jī)因素，實(shí)驗(yàn)中存在正的或負(fù)的系統(tǒng)誤差，大多數(shù)回歸線的截距都不是0。在這種情況下，有必要通過統(tǒng)計(jì)程序，即顯著性檢驗(yàn)來檢驗(yàn)截距A和0。經(jīng)檢查，在給定置信水平（通常為95%）下無顯著差異時(shí)，A可進(jìn)行0處理；如果A和0有顯著差異，說明校準(zhǔn)曲線回歸計(jì)算結(jié)果的精度不高，要找出原因，進(jìn)行修正。如果回歸方程未經(jīng)上述檢驗(yàn)和處理直接投入使用，將會(huì)給測(cè)量結(jié)果帶來差值等于A的系統(tǒng)誤差。

截取測(cè)試也可以使用截取端口對(duì)的相對(duì)剩余標(biāo)準(zhǔn)差Js。作為測(cè)試指標(biāo)的相對(duì)值。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，允許范圍≥30%。對(duì)于不同的分析方法和精度要求，允許范圍可以適當(dāng)調(diào)整。

4.3 剩余標(biāo)準(zhǔn)偏差或相對(duì)偏差的檢驗(yàn)

由于校準(zhǔn)曲線的斜率經(jīng)常隨環(huán)境溫度、滴漏、存儲(chǔ)時(shí)間等而變化，因此最好在測(cè)量樣品時(shí)繪制校準(zhǔn)曲線。但是，在實(shí)踐中，只要環(huán)境、氣候、儀器、人員等條件隨著時(shí)間的推移略有變化，就可以使用相同的曲線而不是單個(gè)圖形。在這種情況下，根據(jù)設(shè)備的穩(wěn)定性定期檢查校準(zhǔn)曲線。方法是必需的，其中測(cè)量是標(biāo)準(zhǔn)偏差s-什么或相對(duì)偏差。

校驗(yàn)校準(zhǔn)曲線時(shí)，用空平行樣本和中密度平行樣本測(cè)量平行樣本，以確定信號(hào)值的平均值，然后從濃度信號(hào)的平均值中減去空格。如果信號(hào)值超出了相應(yīng)的可信范圍，則曲線不再可用，必須重新設(shè)置默認(rèn)順序并重新生成回歸曲線。

5 結(jié)語(yǔ)

校準(zhǔn)曲線是描述被測(cè)物含量與檢測(cè)儀器響應(yīng)值或指示量之間定量關(guān)系的曲線。隨著光譜儀、色譜儀等先進(jìn)大型儀器在微量和痕量化學(xué)分析中的廣泛應(yīng)用，校準(zhǔn)曲線的使用越來越多。標(biāo)定曲線的制作是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，比如化學(xué)檢測(cè)，不僅會(huì)造成空白值高，還會(huì)改變截距和斜率。而且每個(gè)分析項(xiàng)目的影響因素并不完全相同，需要每個(gè)分析師對(duì)具體問題進(jìn)行分析。制作標(biāo)定曲線時(shí)，勤于思考，謹(jǐn)慎操作，精益求精。