您當前的位置：檢測資訊 > 實驗管理
嘉峪檢測網 2024-11-11 08:22
導 讀
標準曲線法是化學定量分析的常用方法之一，但往往由于操作者缺乏必要的質量控制知識而出現較大的實驗誤差。本文總結了在分析化學實驗室工作的經驗和教訓，嘗試全面闡述標準曲線制作的可能產生問題的點，旨在有效提高化學定量分析的準確度和精密度。
一、理論偏離
1.違背比爾朗伯定律
比爾朗伯定律（Beer-Lambert Law）是光譜學中的一個基本定律，描述了物質對光的吸收與物質的濃度和光程長度之間的關系。該定律可以表達為：
A =?? *c*l
A=?⋅c⋅l?⋅c⋅l
其中：
AA 是吸光度（Absorbance），即光通過樣品后的衰減程度。
?? 是摩爾吸光系數（Molar Extinction Coefficient），它是物質特有的，與光的波長有關。
cc 是溶液的摩爾濃度（Molarity），即單位體積內的摩爾數。
ll 是光程長度（Path Length），即光在樣品中通過的路徑長度。
比爾朗伯定律的適用條件是：
溶液必須是均勻的，沒有顆粒或懸浮物。
吸收物質的濃度較低，以保證吸收光與樣品的相互作用是線性的。
吸收光的波長必須在吸收物質的吸收光譜范圍內，且吸收帶較窄。
實際實驗對標要求：
譜線純凈；
溶液濃度較低。
實際案例：在水質分析中，檢測水中的重金屬含量時，如果水樣中的重金屬濃度過高，超過了儀器的線性響應范圍，由于雜散光的干擾，校正曲線就會出現非線性現象。
2.塞曼效應背景下的校正曲線反轉
塞曼效應是物理學中的一個現象，它描述了在外部磁場存在的情況下，原子光譜線的分裂現象。這個效應是由荷蘭物理學家Pieter Zeeman在1896年發現的，因此以他的名字命名。
當原子或分子被置于磁場中時，由于電子的軌道運動和自旋，它們會與磁場相互作用，導致能級的微小變化。這種能級的變化會導致光譜線分裂成幾個分量，這種現象就是塞曼效應。塞曼效應可以分為兩種類型：
正常塞曼效應（Normal Zeeman Effect）：當磁場與觀測方向垂直時，光譜線分裂成三個分量，這是由于電子的軌道角動量與磁場相互作用的結果。
反常塞曼效應（Anomalous Zeeman Effect）：當磁場與觀測方向不垂直時，由于電子的自旋也參與與磁場的相互作用，光譜線分裂成更多的分量。
實際案例： 在使用塞曼效應背景校正的石墨爐原子吸收光譜儀中，隨著樣品量的增加，背景值會逐漸升高。但總信號并不會隨著樣品量的增加而增加，特別是在高濃度區域，總吸收趨于一個恒定值。這導致在扣除背景信號后，樣品信號會隨著樣品量的增加而出現反轉現象，進而導致校正曲線非線性。
二、校準曲線的線性范圍限制
本質原因：某些方法的校正曲線線性范圍相對較窄比如原子吸收光譜分析，通常在1到2個數量級之間。
實際案例： 在食品檢測中，測定食品中的營養成分，如維生素C時，如果標準溶液的濃度選擇不當，超出了線性范圍，那么即使樣品中的維生素C含量很低，也可能導致校正曲線非線性，影響檢測結果的準確性
三、相關系數不達標
在建立校正曲線時，相關系數（Correlation Coefficient）是一個衡量兩個變量之間線性關系強度的重要統計參數。相關系數的值通常用字母 "r" 表示，其值的范圍在-1到1之間。相關系數接近1或-1的值表示變量之間有很強的線性關系。相關系數接近0的值表示變量之間沒有或非常弱的線性關系。
在校正曲線的構建中，相關系數用來衡量預測值與實際值之間的線性關系。如果相關系數低于某個閾值（這個閾值通常由分析方法或軟件設定），則意味著預測值與實際值之間的關系不夠線性，可能是由于以下幾個原因：
數據分散：實驗數據點在圖上過于分散，沒有形成明顯的線性趨勢。
非線性關系：變量之間的關系可能本質上是非線性的，需要使用非線性模型來描述。
數據質量問題：數據中可能存在錯誤或異常值，影響了相關系數的計算。
實驗誤差：實驗操作不當或儀器精度不足可能導致數據不準確。
模型不適用：使用的校正模型可能不適合當前的數據集，需要重新選擇或開發更合適的模型。
軟件方法編輯QCP界面的相關系數要求
在許多科學分析軟件中，如質譜（QCP）軟件，用戶可以設置相關系數的最低要求。如果計算出的相關系數低于這個設定值，軟件可能會警告用戶校正曲線的質量不高，從而不會自動接受這條校正曲線。這樣做的目的是為了確保分析結果的準確性和可靠性。
因此，當校正曲線上的相關系數低于軟件方法編輯QCP界面的相關系數要求時，意味著校正曲線不會呈線性，這可能是由于多種因素造成的。在這種情況下，需要進一步調查和分析數據，以確定問題所在，并采取相應的措施來改進校正曲線的質量。這可能包括重新收集數據、檢查實驗操作、清除異常值、選擇更合適的校正模型等。
實際案例：在環境監測中，測定空氣中的污染物濃度時，如果校正曲線的相關系數低于分析軟件設定的閾值，那么即使樣品的濃度在預期范圍內，校正曲線也可能不會呈現線性。
四、標樣空白值高
1.標樣空白的吸光度
吸光度（Absorbance, abs）：吸光度是描述光通過樣品后被吸收程度的物理量，通常用abs表示。在原子吸收光譜分析中，吸光度與樣品中待測元素的濃度成正比。
標樣空白的作用：標樣空白用于校正儀器背景噪聲和樣品基體效應。通過測量空白樣品的吸光度，可以對實際樣品的吸光度進行校正，從而得到更準確的分析結果。
2.標樣空白吸光度的控制
理想控制值：石墨原子吸收標樣空白的吸光度最好能控制在0.005 abs以下。這是因為，如果空白吸光度過高，它將對樣品的吸光度測量產生顯著影響，導致分析結果的偏差。
線性差的原因：如果標樣空白的吸光度過高，它可能掩蓋了樣品中待測物質的真實吸光度，導致校正曲線的線性差。這是因為在校正曲線的計算中，需要從樣品的吸光度中減去空白樣品的吸光度。如果空白吸光度過高，這種減法操作可能導致誤差增大，從而影響校正曲線的線性。
3.排查和降低空白吸光度
排查原因：如果石墨原子吸收標樣空白的吸光度大于0.005 abs，需要找到導致吸光度高的原因。可能的原因包括試劑純度不夠、容器或儀器污染、操作過程中的交叉污染等。
降低空白吸光度：找到原因后，需要采取相應的措施來降低空白吸光度。這可能包括更換更純的試劑、清潔或更換容器和儀器、改進實驗操作流程等。
來源：Internet
