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JJG823-1993《離子色譜儀》所給出的離子最小濃度的檢測方法，運用了規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系到最小檢測濃度的主要成分以及有關的靈敏度系數。根據試驗研究結果證明，在試驗當中，直接影響最小檢測出濃度的主要分量為標準物質的稀釋過程當中，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在最小檢測濃度不確定度的過程中起到了重要的作用。

關鍵詞：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 文獻標識碼：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、敏捷的檢測分析設備，隨著時間的不斷發展以及技術的不斷進步，其受到了普遍的應用。當前階段，在相關檢測技術不斷創新和改進的背景下，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，也進一步拓寬了離子色譜儀器的應用范圍，同時，在這種情況下，對于很多微量、痕量的一些物質的研究分析，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。在以下的這篇文章中，就根據國家的相關規范要求，對于離子色譜儀最小檢測濃度的影響分析原因進行分析，并且也針對其不同確定度的重要來源進行研究，依照離子色譜儀檢測的相關規定的評價最小檢測濃度的相關方式，結合對應的數據模型，對于自身的不確定性進行深入的研究。

1 實驗的相關內容

1.1 實驗中使用的相關儀器以及所用的化學試劑

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

1.2 離子色譜儀的具體實驗條件

本次研究試驗中，實驗中所用的是試劑為0.05ug/g，這種試劑是經過在標準溶液中稀釋到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 所測量的數據模型

根據相關的檢測規定，可以得出最小的濃度檢測模型為：

在這個公式當中：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，在實驗當中，可以應用不確定度自身的規律，計算可以得到輸出量的標準不確定度與輸入量自身標準不確定度的公式：

，

其中靈敏系數：

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

實驗中的離子濃度值主要決定于所配比的標準溶液，在檢測離子濃度之前，就需要依照相應的離子色譜儀器的相關規定進行操作，當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，則標準的物質濃度為1 000mg/L，因此，在配制標準溶液的過程當中，就需要積極的研究不確定度的影響因子。其中就涵蓋了標準溶液自身、吸量管、容量瓶自身的不確定度、實驗人員的實驗誤差等。

4.1.1 溶液自身的不確定度

在實驗中，依據有關的標準可以得出，類型為B類的評定標準：依據標準物質的證書，選取標準值為1000mg/L，與此同時，相對擴展的不確定度為1%，并且，所取得的K值為2。

4.1.2 在試驗研究當中，吸管量以及容量瓶不確定度用

在本次的試驗當中，隸屬于B類：在通常情況下，實驗中所使用的配比的溶液等，在國家標準允許的操作誤差如表1表示。

在標準溶液的配比過程當中：在實際配比一定量濃度的溶液過程當中，需要采取p0=1 000mg/L的原始標準溶液，而在實際的配比過程當中，則需要使用1mL的吸管首先取1mL的原始標準溶液，在原始標準溶液當中，所包含的物質含量為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，就可以在實際的試驗中采用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的標準溶液，此時，如果通過實驗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算方式。

4.1.3 受實驗室人員操作不到位影響而產生的不確定性

受實驗室人員操作不到位影響而產生的不確定性，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計估算值，因此，假設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，通過很多人的試驗可以證實，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水平，所以，在這種情況下需要對于試驗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%。

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

通過進行分析來看，當對離子濃度中的不確定程度進行檢驗的時候，還存在著相關的影響因素，其中表現為稀釋期間人員操作不到位，誤差較高，而且吸量管內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行全面檢驗

針對離子峰引進的不確定度來講，被稱之為A類型評測，在具體分析探究期間，需要明確H的標準不確定性，從樣品的峰高入手，獲取測量的重復性。其次，結合實際情況選取與之相符的型號，借助離子色譜儀進行有關的檢測，同時，還需要使用洗脫液當做流動相，同時，所采取的流速為2.0mL/s。等到基線基本穩定以后，最終測得噪聲為15mm.此時，還需要使用原先所制定的標準溶液氯原子溶液，并且整個樣本的體積為25μL，此時，需要對于色譜儀器進行多次進樣，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，引進的不確定度被稱之為b級評測，經由相關實驗結果得出，基線噪聲的不確定度在其中占據的比例是極高的，經過具體的估值以后可以得出：

5 合成標準的不確定度

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

6 擴展不確定度

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%，在試驗中，經過詳細的計算，也得出了最小檢驗濃度的擴展不確定度為。

7 結語

對于這次的試驗，當相關的實驗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確的結果。目前，需要加大對最小檢測濃度不確定度的探究力度，以此獲得相應的擴展不確定度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，相對不確定度表現為15%。通過詳細探究離子色譜與最小檢出濃度的測量情況來看，對其產生影響的相關因素表現為由1 000mg/L逐漸地慢慢稀釋到0.05μg/mL，在此時，就由相關檢測人員結合瓶頸測量的模型進行分析，將靈敏度系數應用于測量模型，以此獲取準確的結果。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，此種方式是增強檢測濃度能力的實際測量能力，通過這種方式，也可以有效地降低不確定度的瓶頸發展問題。在實際的測量過程當中，也需要及時有效的避免相關人員在實際的操作過程中，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

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收稿日期：2020-05-03

作者簡介：韋燕娟（1983-），女，壯族，本科學歷，工程師，研究方向為生態環境監測分析。