一種高精度液相自動進樣器檢定測試方法

滕世昌 樊曉翠 張守忠 許愛華 馬 潔 張鳳旺

(1.青島市生態環境局西海岸新區分局環境監測中心，青島 266000 ；2.山東省社會公正計量行，濟南 250014；3.山東省計量科學研究院，濟南 250014；4.山東省計量檢測中心，濟南 250014； 5.日照市計量測試所，日照 276800)

1 引言

自動進樣器在生化分析儀器、色譜分析儀器中有著廣泛的應用。自動進樣器作為高效液相色譜儀的一部分，其作用相當重要，進樣的可靠性和精確性直接影響著分析結果。所以對自動進樣器進樣量的可靠性的驗證具有重要的意義。因此，在研發生化分析儀器、色譜分析儀器的企業也應研發出高效、精準的自動進樣器，并且有必要對自動進樣器的性能進行驗證。實現自動進樣器的高效精確運行，需滿足以下3個基本要求:

(1)自動進樣器重復運行保障其定位誤差盡可能低;

(2)對于滿環進樣要保證其注射泵吸樣體積的穩定性越高越好；

(3)自動進樣器在進樣和洗針后，殘留率要低。

由于我國在《液相色譜儀計量檢定規程》[1]以及《高效液相色譜儀國家標準》[2]中均沒有提及自動進樣器性能檢測的方法。因此，通過文獻查閱和實際實驗分析我們歸納了自動進樣器的性能檢測方法，主要對自動進樣器的運行定位精度、進樣體積穩定性和進樣殘留率展開了驗證研究[3-6]。

本實驗針對自動進樣器檢測樣品保證精確度主要從殘留率和進樣體積重復性進行方法設定與檢測。針對自動進樣器運行精度采用定位精度誤差檢測方法進行檢測。其中定位精度可以準確反映自動進樣器機械運行的精確度，進樣體積穩定性可以保障檢測樣品的重復穩定性，殘留率則直接反映進一針樣品是否會影響第二針樣品的檢測。

2 實驗部分

2.1 儀器與試劑

2.1.1儀器

LC/LCMS多功能高精度自動進樣器(青島盛瀚色譜技術有限公司)；CIC-D120型離子色譜儀(青島盛瀚色譜技術有限公司)，配備Clarity操作軟件；電子天平(AL104，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司)；純水機(四川優普超純科技有限公司)；干燥箱()；數顯千分表(QFH-350A，臺灣EEE)。

2.1.2試劑

NaCL試劑(優級純，國藥集團化學試劑有限公司)，Br-(1000mg/L，國家標準物質)，Na2CO3(分析純，天津市光復科技發展有限公司)，NaHCO3(分析純，國藥集團化學試劑有限公司)。

2.2 條件

2.2.1定位精度誤差

(1)測試方法：

選擇自動進樣器的X軸和Y軸經常使用的一段長度為50mm的位置，進樣針座在50mm范圍內取4個點，分別做往復運動7次。根據千分表的讀數，同一個點7次千分表讀數的最大差值即為該點的重復定位精度，4個點的千分表讀數最大差值即為該軸向的重復定位精度，兩個軸向的最大值即為儀器的定位精度。

(2)測試步驟

①分別選取進樣器X軸和Y軸經常使用的一段長度為50mm的范圍；

②預先安裝好千分表(千分表需清零)，并確保剛性連接，測試過程中無移動或者變形；

③操作人員按照編寫的測試程序進行測試。

a)自動進樣器初始化后從原點開始，在X軸和Y軸兩個方向分別取4個點以工進速度(0.5米/分)分別運行50mm；

b)停留10秒后回到原點，停留期間注意讀取記錄千分表的示值；

c)取4個點分別重復上述步驟7次，分別記錄測試數據。7次讀數的最大差值即為該點的重復定位精度，每軸向4個點所有測試結果中最大差值即為此軸向的重復定位精度，取兩個軸向的最大值即為儀器的定位精度。

(3)檢測判據：兩個軸向的最大值即為儀器的定位精度，定位精度誤差<0.2mm即為合格，定位精度位置數據獲取見表1。

2.2.2進樣體積重復性檢測

(1)測試條件

樣品：質量濃度為30%NaCl溶液；

流動相：超純水；

流速：1.0mL/min；

進樣量：500μL；

設備：自動進樣器(500μL定量環)、CIC-D120離子色譜儀、50mL燒杯7個、干燥箱。

(2)測試步驟

將30% NaCl溶液裝入樣品瓶中密封，準備7個干凈的燒杯分別編號1～7，烘干至恒重(80℃干燥箱內烘干2h，然后放入干燥皿中降至室溫稱重，再次放入烘干箱中烘干，放入干燥皿中降至室溫再次稱重，直至兩次差值在0.0002g之內)，并稱重W杯。準備收集自動進樣器吸取的樣品及流動相；設定泵流速為1mL/min，1個燒杯收集10次樣品設為1組，一共收集7組溶液，然后將其放入80℃干燥箱內烘干8h至恒重，然后分別稱重烘干燒杯質量W燥，獲得7個燒杯前后差值W1～W7，見表2。

計算7組數據相對標準偏差RSD%。

(3)檢測判據

計算收集的自動進樣器吸取的7組樣品質量相對標準偏差，即為進樣體積重復性，其值RSD%<0.2%則合格。

2.2.3樣品殘留測試條件

(1)測試條件

樣品：200 μg/mL的Br-標液；

流動相：2+8mM的Na2CO3+NaHCO3溶液；

色譜柱：SH-AC-3，各陰離子可與水負峰及常見干擾峰完全分離，如樣品有特殊干擾物，以與樣品干擾物的分離為準，分離度在2.0以上；

定量環：25μL；

流速：1.0mL/min；

設備：自動進樣器、CIC-D120型離子色譜儀。

(2)測試步驟

(a)測試最小檢出濃度

Br-最小檢出濃度Cmin計算，參考JJG 823-2014離子色譜儀檢定規程，有以下公式：

式中：

Cmin—最小檢測濃度，μg/mL；

HN—基線噪聲峰峰值，μV；

c—標準溶液濃度，2μg /mL；

H—標準溶液的色譜峰高，μV；

V—進樣體積，25μL。

(b)先進一針純水樣品，測得Br-的濃度值，洗針；再進高濃度Br-樣品，測得Br-的濃度值，洗針；再進一針純水樣品，測得Br-的濃度值，洗針。計算第1針和第3針Br-的濃度差值得到C2，Br-樣品濃度C1=200μg /mL，按照以下公式計算得到殘留率：

(c)若第3針未檢測出Br-，則

(3)檢測判據

計算每一針樣品殘留率<0.01%即為合格。

3 結果與討論

3.1 定位精度誤差數據

定位精度誤差數據見表3。

表3 定位精度數據表

3.2 進樣體積重復性數據

進樣體積重復性數據見表4。

表4 進樣體積重復性數據

3.3 殘留率數據

Br-最小檢出濃度

Cmin計算參考JJG 823-2014離子色譜儀檢定規程。

HN—基線噪聲峰峰值，30μV;

C—標準溶液濃度，見圖1，2.0μg /mL ;

H—標準溶液的色譜峰高，見圖1，19847μV；

V—進樣體積，25μL；

Br-最小檢出濃度Cmin

Cmin=2*30*2/19847=0.006μg/mL。

以Br-計算清洗殘留率，樣品Br-濃度C1=200μg /mL，先進一針純水測得其Br-濃度為C2；樣品后一針水樣Br-濃度C3；由一下數據發現前后兩次純水均未檢出Br-，利用Br-最小檢出濃度進行計算。具體數據見表5，色譜圖見圖1、圖2。

圖1 2μg/mLBr-標液色譜圖

圖2 200μg/mLBr-標液色譜圖

表5 Br-2.0μg /mL測試數據

即殘留率符合<0.01%的要求。

3.4 結論

基于青島盛瀚色譜技術有限公司研發的LC/LCMS多功能高精度自動進樣器，建立了一套檢定液相自動進樣器精確度和準確度的檢測方法。該方法包括定位精度誤差(進樣位置精確度)、進樣體積重復性和殘留率(進樣穩定性和準確度)的分析檢測。實驗測得最大定位精度誤差為0.066mm<0.2mm，說明自動進樣器定位精確性較好；測得進樣體積重復性RSD%=0.173%<0.2%，說明自動進樣器進樣穩定性較好；測得殘留率為0.003%<0.01%，說明自動進樣器避免不同樣品交叉污染準確性較好。