全自動液體樣品處理平臺在理化分析中的應(yīng)用

高原 郭玉

（合肥市環(huán)境監(jiān)測中心站，安徽 合肥 230001）

標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制是環(huán)保實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)工作之一，廣泛地存在于水質(zhì)分析的各種方法中，或是標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制，亦或有證標(biāo)樣的稀釋，都離不開標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制。

本實(shí)驗(yàn)室使用的全自動液體樣品處理平臺ALSP-02，是一種通用且智能實(shí)驗(yàn)室液體樣品處理系統(tǒng)，兼具了標(biāo)準(zhǔn)梯度配制，標(biāo)準(zhǔn)液體稀釋，稀釋后液體混勻，液體定點(diǎn)轉(zhuǎn)移，液體定量分配，混合標(biāo)準(zhǔn)配制等多種功能，可以滿足實(shí)驗(yàn)室日常工作中的多方位需求。標(biāo)準(zhǔn)曲線是各類化學(xué)分析方法的基石，但是就是這看似簡單的基礎(chǔ)工作，卻讓很多實(shí)驗(yàn)室分析人員感到頭痛，例如大量繁復(fù)的人工計算，混標(biāo)配制麻煩，不同分析人員之間的重現(xiàn)性不好，樣品分裝稀釋定容乃以及標(biāo)準(zhǔn)配制后大量移液管、容量瓶的清洗，這些基本卻繁復(fù)的工作不光消耗了實(shí)驗(yàn)分析人員大量的時間，還極易造成試劑標(biāo)準(zhǔn)的浪費(fèi)。因而，實(shí)驗(yàn)室選擇了一臺全自動液體樣品處理平臺來滿足各種方法對標(biāo)準(zhǔn)溶液配制的需求。實(shí)驗(yàn)通過對該平臺配制的各類方法的標(biāo)準(zhǔn)曲線及有證質(zhì)控樣品的測定來直觀的反應(yīng)該系統(tǒng)在環(huán)保領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

一、儀器部分

（一）使用儀器簡介

儀器全名是全自動液體樣品處理平臺，型號是ALSP-02，包含主機(jī)加四個玻璃瓶及筆記本電腦一臺，主機(jī)內(nèi)置高精度的X-Y-Z 三維機(jī)械臂，高精度進(jìn)口計量泵（相對標(biāo)準(zhǔn)偏差≤±0.2%,重復(fù)性≦0.05%），5 路式液體通道，石英取樣針一根，標(biāo)準(zhǔn)50ml 母液試劑位14 位，50ml 樣品瓶32位和100ml 樣品瓶18 位各兩組?？蓪?shí)現(xiàn)在10-10000μL 范圍內(nèi)精確移液。

（二）工作原理

首先，儀器開始工作之前將濃標(biāo)倒入干凈且干燥的玻璃試管中并放在指定的母液位，樣品溶液在注射泵的推動下，儲存在儀器的輸出管路里面，然后進(jìn)樣針在機(jī)械臂的操作下，轉(zhuǎn)移到指定的樣品位，進(jìn)樣泵推動母液及稀釋液先后進(jìn)入樣品位試管中在指定的樣品瓶中進(jìn)行多種標(biāo)液的稀釋及混合。另外為避免不同標(biāo)準(zhǔn)液體之間免交叉污染，儀器開始工作之前及結(jié)束之后都可以自動清洗進(jìn)樣針。同時將洗針產(chǎn)生的廢液用廢液桶統(tǒng)一收集處理，避免二次污染。從取樣量計算到針管清洗到母液轉(zhuǎn)移到液體稀釋到目標(biāo)液定容再到目標(biāo)液混勻整個過程全部由儀器自動完成，無須人工干預(yù)。

（三）儀器功能

儀器主要功能包括標(biāo)液配制，液體分配，液體轉(zhuǎn)移和樣品處理，其中標(biāo)液配制還包括單標(biāo)配制，混標(biāo)配制，逐級稀釋，固體配制，智能稀釋和內(nèi)標(biāo)法。

二、實(shí)驗(yàn)分析

（一）配制流程

以配制總氮連續(xù)流動分析法的標(biāo)準(zhǔn)曲線為例，該方法使用的總氮標(biāo)準(zhǔn)溶液是濃度為500mg/L，先把500mg/L 的濃標(biāo)稀釋成50mg/L 的中間液，然后再以50mg/L 的中間液為母液稀釋成儀器所需的濃度梯度。

（二）在傳統(tǒng)手工方法中的應(yīng)用

以六價鉻以和氟化物的測定為例，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)由于平臺配有固定尺寸的玻璃試管，故而只適合六價鉻，氨氮等這種不需要進(jìn)一步處理的項目。像傳統(tǒng)方法測定總氮總磷、揮發(fā)酚氰化物等這些需要消解，蒸餾的則不是很適合，畢竟再把標(biāo)液轉(zhuǎn)移到比色管中再處理是不現(xiàn)實(shí)的，有一定的局限性。實(shí)驗(yàn)中所用到的六價鉻和氟化物的標(biāo)液均為從環(huán)保部標(biāo)樣所購入的有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，標(biāo)準(zhǔn)批號分別為鉻溶液101213，氟化物 201743；儀器分別為紫外可見分光光度計UV-2600，離子計雷磁PXSJ-216F。

（三）在儀器分析方法中的應(yīng)用

全自動液體樣品處理平臺在儀器方法中的應(yīng)用可以說是特別廣泛了。首先，儀器法標(biāo)曲上的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)個數(shù)普遍比傳統(tǒng)手工方法要多，這無疑增加了人工配制的工作量。其次人工配制的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)一般量很大，儀器的進(jìn)樣量又小，稀釋后的標(biāo)曲又不能二次使用，這勢必會造成試劑標(biāo)準(zhǔn)的浪費(fèi)。全自動液體樣品處理平臺就能很好地解決這個問題。下面我會從單標(biāo)準(zhǔn)的濃度梯度稀釋、混標(biāo)濃度梯度稀釋以及有證標(biāo)樣的準(zhǔn)確度和精密度幾個方面來展開分析。

1.單標(biāo)準(zhǔn)的濃度梯度稀釋。以連續(xù)流動分析法測定水中總氮，流動注射法測定水中總磷和氣象分子光譜法測定水中氨氮為例。

以下實(shí)驗(yàn)中所用到的總氮、總磷、氨氮的標(biāo)準(zhǔn)溶液均為環(huán)保部標(biāo)樣所購入的有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，標(biāo)準(zhǔn)批號分別為總氮溶液200504，磷標(biāo)液190430，氨氮溶液 102222；所用儀器分別為連續(xù)流動分析儀SAN++，總磷自動分析儀IL500P，氣相分子吸收光譜儀GMA3376。

2.混標(biāo)的濃度梯度稀釋。以離子色譜法測定水中無機(jī)陰離子為例。

以下實(shí)驗(yàn)中所用到的陰離子標(biāo)準(zhǔn)溶液為國際有色金屬及電子材料分析測試中心購入的有證標(biāo)準(zhǔn)樣，所用儀器為離子色譜儀ICS2000。

（四）有證標(biāo)準(zhǔn)液體的準(zhǔn)確度和精密度

除了配制標(biāo)準(zhǔn)曲線，我們也常用該平臺來稀釋有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。下面選擇了幾個參數(shù)的有證標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測定，直觀反應(yīng)前處理儀器的準(zhǔn)確度和精密度。配制總氮標(biāo)樣203251（2.48±0.017mg/L），三次測量結(jié)果為2.48mg/L,2.48mg/L，2.49mg/L，均值2.48mg/L，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差0.23%；配制總磷標(biāo)樣203965（0.299±0.013mg/L），三次測量結(jié)果為0.299mg/L,0.299mg/L,0.300mg/L 均值0.300mg/L，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差0.19%；配制六價鉻標(biāo)樣203357（0.183±0.010mg/L），三次測量結(jié)果分別為0.183mg/L,0.183mg/L,0.183mg/L，均值0.183mg/L，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差0%。

三、結(jié)果討論

由以上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，1.儀器配制的標(biāo)曲和手工配制的標(biāo)曲在曲線斜率上差別不大，且相關(guān)系數(shù)均≧0.9995，甚至儀器配制的標(biāo)曲線性系數(shù)比手工配制的略勝一籌，用來配制標(biāo)曲完全沒有問題。2.儀器配制的標(biāo)曲在儀器方法中的應(yīng)用更加廣泛些，對于部分傳統(tǒng)的手工分析方法而言，尤其是標(biāo)曲樣品還需要進(jìn)一步處理的時候，液體轉(zhuǎn)移不是很方便，從這一點(diǎn)看，稍有局限性。3.平臺配制的有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的精密度和準(zhǔn)確度均很優(yōu)秀。4.儀器的電腦和主機(jī)采用WIFI 無線技術(shù)連接，配制有毒害易揮發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)時可以將主機(jī)放在通風(fēng)櫥中操作，分析人員可以在通風(fēng)櫥外操作電腦，遠(yuǎn)離儀器遠(yuǎn)離有毒有害試劑。全自動液體樣品處理平臺實(shí)現(xiàn)了計算自動化，清洗自動化，配液自動化，不但可以提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度、節(jié)省計算時間、節(jié)省配制時間，而且能夠保護(hù)實(shí)驗(yàn)人員、節(jié)省實(shí)驗(yàn)成本、防止漏加錯加帶來的返工降低錯誤機(jī)率、消除人員差異，提高實(shí)驗(yàn)的重現(xiàn)性，在理化分析（環(huán)保領(lǐng)域）中的應(yīng)用非常有前景。