液相色譜儀測量結果的不確定度評定

樊熹玥　安衛東　楊　雪

(吉林省計量科學研究院(吉林省計量測試儀器與技術重點實驗室)，長春 130103)

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研究與討論

液相色譜儀測量結果的不確定度評定

樊熹玥安衛東楊雪

(吉林省計量科學研究院(吉林省計量測試儀器與技術重點實驗室)，長春 130103)

摘要：本文分析了液相色譜儀泵流量、最小檢測濃度測量過程中的不確定度來源，并對其測量結果進行不確定度評定。

關鍵詞：液相色譜儀(LC)泵流量最小檢測濃度不確定度評定

液相色譜儀是根據樣品中各組分在色譜柱內固定相和流動相分配或吸附等特性的差異，由流動相將樣品帶入色譜柱中進行分離，依據各組分的保留時間和響應值進行定性和定量分析的儀器。液相色譜法作為一種高效分離測定方法，對高沸點、難揮發及熱不穩定性的物質的分析尤為優越，被廣泛地應用于石油化工、食品醫藥、環境監測、衛生防疫等部門。

近年來，隨著液相色譜儀的應用領域不斷擴展，各種廠家、不同型號的液相色譜儀大量涌現。為評定液相色譜儀測量結果的可靠性，增強測量結果之間的可比性，本文依據JJG705-2014《液相色譜儀》國家計量檢定規程，對液相色譜儀泵流量、最小檢測濃度的測量結果進行了不確定度評定。

1 液相色譜儀泵流量測量結果的不確定度評定

以美國安捷倫公司生產的1200型液相色譜儀為例，流速設定為1.0mL/min，進行液相色譜儀泵流量測量結果的不確定度評定。其他流速的評定方法與其相同。

1.1泵流量的測量依據及方法

1.1.1泵流量的測量依據

JJG705-2014《液相色譜儀》國家計量檢定規程。

1.1.2泵流量的測量條件

溫度15～30℃，實驗過程中溫度變化不超過±2℃；相對濕度20～85%。

1.1.3泵流量的測量標準

1.1.3.1電子天平

測量范圍為0～210g，準確度等級Ⅰ級，分度值0.1mg。

1.1.3.2電子秒表

測量范圍1～86400s，最大允許誤差：±0.07s。

1.1.4泵流量的測量對象

液相色譜儀的輸液系統。

1.1.5泵流量的測量方法

設定泵流量值為0.5mL/min、1.0mL/min和2.0mL/min，流動相收集時間為10 min、5 min、和5min。

1.2泵流量的數學模型

Fm=(W2-W1)/(ρt·t)

FS—流量設定值，mL/min；SR—泵流量穩定性誤差；Fmax—同一設定流量3次測量值的最大值，mL/min；Fmin—同一設定流量3次測量值的最小值，mL/min；Fm—流量實測值，mL/min；W2—容量瓶+流動相的質量，g；W1—容量瓶的質量，g；ρt—實驗溫度下流動相的密度，g/cm3；t—收集流動相的時間，min。

1.3泵流量設定值誤差各輸入量的標準不確定度的評定

泵流量測量時，以100%甲醇為流動相，選用C18色譜柱。

使用經檢定合格的電子天平，最大允許誤差為±0.5 mg(在50g以內稱量時)，按均勻分布計算。

使用經檢定合格的電子天平，示值重復性為1.0 mg，按均勻分布計算。

1.3.1.2電子天平稱量W2時的標準不確定度

=0.0013g

則urel(m)=0.0013g/3.9093=0.04%

1.4泵流量設定值誤差測量結果的標準不確定度分量

泵流量設定值誤差測量結果的標準不確定度分量見表1。

表1　泵流量設定值誤差測量結果的標準不確定度分量

1.5泵流量設定值誤差測量結果的合成標準不確定度uc(SS)

1.6泵流量設定值誤差測量結果的相對擴展不確定度Urel(SS)

取包含因子k=2，則Urel(SS)=k·uc(SS)=0.6%

注1：流速為0.5mL/min、2.0mL/min時，評定方法與此相同，評定結果均為Urel(SS)=0.6%k=2。

注2：流量穩定性誤差SR的來源與SS的來源相同，因此SR的不確定度與SS的相同。

2最小檢測濃度測量結果的不確定度評定

以美國安捷倫公司生產的1200型液相色譜儀的紫外-可見光檢測器為例，進行液相色譜儀最小檢測濃度測量結果的不確定度評定，其他檢測器的評定方法與其相同。

2.1最小檢測濃度的測量依據及測量方法

2.1.1最小檢測濃度的測量依據

JJG705-2014《液相色譜儀》國家計量檢定規程。

2.1.2最小檢測濃度的測量條件

溫度15～30℃，實驗過程中溫度變化不超過±2℃；相對濕度20～85%。

2.1.3最小檢測濃度的測量標準

液相色譜儀檢定用溶液標準物質(萘-甲醇溶液，中國計量科學研究院)，濃度1.00×10-7g/mL，不確定度Urel=4%k=2。

2.1.4最小檢測濃度的測量對象

液相色譜儀。

2.1.5最小檢測濃度的測量方法

設定各參數，基線穩定后由用微量進樣器從進樣口注入20μL萘-甲醇標準溶液，記錄色譜圖，計算最小檢測濃度。

2.2最小檢測濃度的數學模型

式中：CL—最小檢測濃度,g/mL；

Nd—基線噪聲峰高；

c—標準溶液濃度，g/mL；

V—進樣體積，μL；

H—標準物質的峰高；

2.3最小檢測濃度各輸入量的相對標準不確定度的評定

校準證書中得出，50μL微量進樣器的不確定度為Urel=1.3%k=2則

2.4最小檢測濃度測量結果的標準不確定度分量

標準不確定度分量見表2。

表2　最小檢測濃度測量結果的標準不確定度分量

2.5最小檢測濃度測量結果的合成標準不確定度uc(CL)

2.6最小檢測濃度測量結果的擴展不確定度Urel(CL)

取包含因子k=2,則Urel(CL)=k·uc(CL)=5%

注：二極管陣列檢測器、熒光檢測器、示差折光檢測器、蒸發光檢測器最小檢測濃度的評定方法與紫外-可見光檢測器方法相同，評定結果為：

Urel= 5%k=2(熒光檢測器)

Urel= 6%k=2(示差折光率檢測器)

Urel= 6%k=2(蒸發光檢測器)

3結論

依據JJG705-2014《液相色譜儀》國家計量檢定規程，分析了液相色譜儀泵流量(以流速1.0mL/min為例)、最小檢測濃度(以紫外-可見光檢測器為例)測量過程中的不確定度來源，不確定度評定結果見表3。

表3　液相色譜儀測量結果的不確定度評定報告

Uncertainty evaluation on measurement results of liquid chromatograph.FanXiyue，AnWeidong，YangXue

(JilinInstitueofMetrology，KeylaburatoryofMeasurementTestEquipmentandTechnoloryofJilinProvince，Changchun130103,China)

Abstract：In this paper，we analyzed the sources of the uncertainty in the measurement of the pump flow and the minimum detection concentration of liquid phase chromatograph，and evaluated the uncertainty of the measurement results.

Key words:liquid chromatograph(LC); pump flow; minimum detection concentration uncertainty evaluation

收稿日期：2015-06-08

DOI:10.3936/j.issn.1001-232x.2016.01.010

作者簡介：樊熹玥，女，1981年出生，碩士，工程師，主要從事化學計量工作。