分光光度計是實驗室常用的分析儀器,各個實驗室基本都配備多臺分光光度計,但各個儀器之間有一 定差異,導致分析質量受到影響,尤登實驗雙樣圖是驗證實驗室間分析質量的方法。它需要使用兩個樣品同時 進行分析,將所得結果繪制成圖,用以評價分析質量,可以一目了然的觀察出各個測定點的質量差異。因其方 法簡便易行,因此決定嘗試應用其確定實驗室儀器分光光度計的分析質量,以辨別各個分光光度計的分析優 劣,從而使分析者能夠從多臺儀器中選出分析質量好優的儀器。
分光光度計是實驗室分析的重要儀器,因此,分 光光度計的分析質量對于實驗室分析至關重要。現 階段,各個實驗室都配備有多臺不同廠家不同型號 的分光光度計,而各個儀器的質量和分析效果各不 相同,為了在多臺分光光度計中確定出一個分析質 量相對準確的一臺,對于分光光度計的儀器分析質 量一般采取測定結果不確定度來評定,從分光光度 計主要參數的角度評定測量結果的不確定度來確定 儀器優劣[1 - 2]。現提出使用尤登雙樣圖來確定分光 光度計分析質量。 尤登雙樣圖是美國國家標準局( NBS) 分析、統 計學家尤登( YOUDEN) 提出的,實驗同時測定兩個 樣品,將結果繪制成圖,所以稱為雙樣圖。尤登雙樣 圖是使用實樣的外部質量評定技術之一。利用尤登 試驗制作雙樣圖可以簡便而直觀地明確反應各個測 定結果的質量狀況。方法簡便,計算簡單,效果明 顯。在雙樣圖上可以一目了然地觀察出各測定點質 量差異。所以運用尤登圖可以簡單明確的推斷出分 光光度計的分析質量[3 - 5]。 1 儀器及方法 1. 1 實驗儀器實驗所用分光光度計共有 4 臺,以下用儀器編 號代表相應儀器。 1. 2 實驗方法 實驗中使用到的標準如下: ( 1) 水質陰離子表面活性劑的測定: 亞甲藍分 光光度法( GB 7494 - 87) 。 ( 2) 水質總磷的測定: 鉬酸銨分光光度法( GB - 11893 - 89) 。 ( 3) 水質氨氮的測定: 納氏試劑分光光度法( HJ 535 - 2009) 。 ①確定以 LAS、總磷、氨氮 3 個標準實驗為測定 指標,以上述國標方法為實驗方法。 ②配制標準溶液。分別以這 3 項實驗的標準物 質配制一個系列標準溶液。按實驗方法顯色。 ③在相應波長處,分別在四臺儀器下,繪制出四 條標準曲線。 ④選取 X、Y 兩個穩定的水樣品在每臺儀器上 分別測定。實際每個樣品測定了 4 次。 ⑤每項實驗由同一實驗員,在同一環境條件下, 分別在四臺儀器上完成。 2 數據處理 將四臺儀器所報出的全部數據進行分析,因為 是為確定實驗儀器的精密度,所以采用三個參數的 和值作為比較數據,對各個儀器的比較參數根據公 式( 1) 、( 2) 對 X、Y 的結果分別求出均值( x珋) ( y珋) 和 標準差( s) 。
因為所測數據均在 x ± 珋 4 s 范圍內,因此計算: x珋 = 0. 971 5,y = 珋 6. 454 5。 雙樣圖的繪制: 每臺儀器所測 X、Y 兩個水樣的 3 項實驗和值組成一對數據。以 X 樣品濃度為橫軸,Y 樣品濃度為縱軸,兩軸的分度相同。每對測定結果在 圖上形成一個點。將樣品均值標注為中心點。通過 中心點繪制垂線為 X 值線,繪制平行線為 Y 值線。 這兩條線將區域分成 + + 、+ - 、- + 、- - 四個象 限。再通過中心點繪制一條于 X 值線或 Y 值線成 45°角的直線,如圖 1 所示。用全部結果估算總體精 密度。并用同心圓判斷各臺儀器結果的分析質量。
3 精密度估算 分光光度計在日常檢測工作中,一般采用先計算標準曲線的線性回歸方程,進而由線性回歸方程 計算出試樣的濃度值的方法進行試樣的檢測。標準 曲線的線性誤差大小就直接影響試樣所測濃度的準 確度。標準曲線的線性誤差越小,所測試樣的濃度 越接近實際濃度值。因此,線性誤差的大小反映出 該原子吸收分光光度計的性能優劣[7]。因為每項 實驗都是同一實驗員,在相同環境條件下,用同一實 驗方法,測定的同一水樣。因此 X、Y 兩個水樣除儀 器外的其它系統誤差都是相同的[6]。當將各對測 定結果分別計算和值 Ti 和差值 Di 時,則 Ti 和 Di 都 包含 X、Y 兩個水樣的測定誤差。其中 Di 在其它條 件相同的情況下,其它誤差已被消除,因而只含儀器 帶來的誤差。因此可用 Ti 估算總體標準偏差 sT,用 Di 估算所確定儀器的標準偏差 sr。如果 s 2 T = s2 r ,則 表明所確定各儀器間不存在系統誤差。如果 sT > sr,則表明存在儀器間的系統誤差,儀器間的系統誤 差可通過方差分析其顯著性水平來確定儀器間的差 異影響是否顯著。 圖 1 四儀器尤登雙樣圖 4 分析分光光度計儀器誤差 尤登實驗的每對測定結果,測定次數可以不多, 所以經常表現出相對系統誤差。尤登實驗雙樣圖中 的點位位置就表現出各類誤差的狀況,包括隨機誤 差、系統誤差和總誤差。在尤登實驗雙樣圖中既可 以直觀地表現出各臺儀器的質量狀況,也可以通過 作圖和誤差計算,得出各類誤差的大小。 基于尤登實驗雙樣圖確定分光光度計儀器分析 質量時,首先強調除儀器外的其它誤差是相同的。測 定結果落在中心點越近,表明該儀器的測定準確度越 高,距離越遠表明儀器測定的準確度越低。坐標點與 45°角直線的垂線距離為儀器隨機誤差,垂點到中心 距離為儀器系統誤差。如圖以確定 008 儀器誤差為 例,從 008 測定結果落點做與 45°角直線的垂線 MN, 則 MO 代表 008 儀器的總誤差,MN 代表儀器隨機誤 差,NO 代表儀器系統誤差。由圖可以看出 038、009 兩臺儀器準確性較 008、010 兩臺儀器好,038、010 兩 臺儀器穩定性較 008、009 兩臺儀器*。
5 結論
( 1) 通過尤登實驗雙樣圖確定所用的 4 臺實驗 室分光光度計 038 誤差小,038、009 兩臺儀器準 確性較 008、010 兩臺儀器好,038、010 兩臺儀器穩 定性較 008、009 兩臺儀器*。 ( 2) 應用尤登實驗雙樣圖確定實驗儀器分光光 度計分析質量具有簡便,直觀的優點。該方法實驗 室操作簡便可行。可以通過尤登實驗所測數據分析 各臺儀器間是否存在系統誤差,存在的系統誤差是 否顯著。通過雙樣圖可以直觀的看到各臺儀器間的 總體誤差、隨機誤差、系統誤差大小,直觀地看到各 個分光光度計的優劣。 ( 3) 利用在尤登實驗雙樣圖作圖可以計算各臺 儀器的的各類誤差的大小,有利于對儀器質量作出 明確判斷。
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