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荧光分光光度计测量结果不确定度分析与评定
发布时间:2018-12-03 点击次数:39次

阐述了荧光分光光度计检出限测量结果的不确定度评定过程和方法, 对不确定度来源进行分析, 并最 终给出测量结果的扩展不确定度。

荧光分光光度计是用来测定荧光物质的性质和含量 的分析仪器, 具有灵敏度高、 选择性强、 用样量少、 方 法简便、 工作曲线线性范围宽等优点, 可以广泛应用于 生命科学、 有机和无机化学等领域。 1 概述 1.1 测量依据 根据 JJG 537—2006 《荧光分光光度计》 的相关要 求进行测量。 1.2 环境条件 环境温度 (20±10) ℃, 且相对稳定; 相对湿度不 大于 85%; 电源电压 (220±22) V。 1.3 计量标准 计量标准为硫酸奎宁荧光标准物质, 标准物质号: GBW (E) 130100; 标准物质标准值: 98.6%; 相对扩展 不确定度: Urel=0.5%, k=2。 1.4 被测对象 荧光分光光度计, 对 于 配 制 A 类单色器的仪器, 其检出极限为不大于 5×10-10 g/mL; 对于配制 B 类单色 器的仪器, 其检出极限为不大于 1×10-8 g/mL。 1.5 测量方法 按照规程规定的检定条件, 使仪器处于最运行状 态。 用 0.05 mol/L 硫酸溶液做空白溶液, 选取规定浓度 硫酸奎宁标准溶液。 灵敏度置, 选择适当的狭缝 宽度。 根据激发波长在 350 nm、 发射波长在 450 nm 左 右的原则, 设定两侧的波长或选择滤光片。 对空白溶液 与标准溶液进行连续交替 11 次测量。 按规程中的公式 计算仪器检出限。 2 数学模型及不确定度传播率 2.1 数学模型 被测荧光分光光度计检出限的计算公式为: (1) 式中: DL——检出限; ——11 次测量的平均荧光强度; c——标准溶液的质量浓度; s——单次测量的标准偏差。 2.2 不确定度传播率 仪器检出限的不确定度传播率计算公式为: (2) 2.3 灵敏系数 公 式 (2) 中的 灵 敏 系 数 c1= , c2= , c3= 。 3 标准不确定度评定 按照规程要求, 以一台型号为 F2500 的荧光分光光 度计为例, 其检出限测量数据如表 1 2 所示 F ?。

4 标准不确定度的评定 4.1 溶液测量重复性引入的不确定度分量 u (s) 计算出单次测量的标准偏差 s=0.553, 规程中规定 测量重复性次数为 3 次, 则溶液测量重复性引入的不确定度分量 = =0.319 4.2 由仪器的直接测量结果引入的不确定度分量 (1) 用仪器直接测量空白溶液, 由于时间、 环境温 度等影响, 引起零点漂移的偏差不超过 0.5%, 其值符 合均匀分布, 其不确定度为 =0.5%× =0.239 1 (2) 用仪器直接测量标准溶液, 由于时间、 环境温 度等影响, 引起零点漂移的偏差不超过 1.5%, 其值符 合均匀分布, 其不确定度为 =1.5%× =0.911 5 4.3 由标准溶液的稀释配制引入的不确定度分量 u (c) 标准溶液浓度计算公式为: c= (3) 式中: c——标准溶液浓度; m——硫酸奎宁标准物质的质量; V——稀释体积。 (1) 配制 500 mL 浓度为 1×10-5 g/mL 的硫酸奎宁储 备液时, 称量硫酸奎宁固体标准物质的质量为 5.00 mg。 天平称量引入的不确定度为天平检定的最大允许误差± 0.5 mg, 由天平称量引入的不确定度分量为 u (c1) = mg, 符合正态分布。 传播系数为 mL-1 , 则 u (c1) =5.8×10-7 g/mL (2) 配置 500 mL 浓度为 1×10-5 g/mL 的硫酸奎宁储 备液时, 500 mL 容量瓶检定合格达到 A 级的最大允许 误差为±0.25 mL, 由容量瓶定容引起的不确定度分量为 u (c2) = =0.144 mL, 符合 正 态 分 布 。 传 播 系 数 为- , 则 u (c2) =2.9×10-9 g/mL 4.4 二级标准物质硫酸奎宁引入的不确定度分量 u (c3) (1) 硫 酸奎宁荧光标准物质的不确定度为 Urel= 0.5%, k=2 (根据标物证书得到), 分量为 0.25%, 按照 称样量换算成绝对不确定度为 0.002 5×0.005=1.25×10-5。

g, 传播系数为 mL-1 , 则 u (c3) =5.8×10-7 g/mL (2) 标准溶液是由储备液按 1: 10、 1: 10、 1:100 分 3 次稀释得到的, 在此过程中所用到的玻璃量器有 25 mL 移液管、 250 mL 容量瓶等, 其合成后的不确定 度分量 u (c4) =1×10-11 g/mL 4.5 标准不确定度一览表5 合成标准不确定度 以上标准不确定度分量合成的标准不确定度 uc (DL) = =5.2×10-9 g/mL 6 扩展不确定度 测量荧光分光光度计检出限的相对扩展不确定度为 U=1.0×10-8 g/mL, k=2 7 结束语 由计算结果可以看出, 以校准荧光分光光度计检出 限项目为例, 标准溶液配制、 标准物质的称量和标准物 质本身的不确定度 3 个因素对评定结果的影响较大。 这 就要求选取硫酸奎宁标准物质时尽量选取不确定度小的 一级标准物质, 称量标准物质时尽量选取有效数字多的 一级天平, 同时在标准溶液配制时选用经过检定的玻璃 量具仔细称量, 尽量减小人为误差, 这样才能对最后的 结果做出准确评定。


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