液相色谱仪测量结果的不确定度评定

樊熹玥;安卫东;杨雪

【摘 要】本文分析了液相色谱仪泵流量、最小检测浓度测量过程中的不确定度来源,并对其测量结果进行不确定度评定. 【期刊名称】《分析仪器》 【年(卷),期】2016(000)001 【总页数】4页(P44-47)

【关键词】液相色谱仪(LC);泵流量;最小检测浓度;不确定度评定 【作 者】樊熹玥;安卫东;杨雪

【作者单位】吉林省计量科学研究院(吉林省计量测试仪器与技术重点实验室),长春130103;吉林省计量科学研究院(吉林省计量测试仪器与技术重点实验室),长春130103;吉林省计量科学研究院(吉林省计量测试仪器与技术重点实验室),长春130103

【正文语种】中 文

液相色谱仪是根据样品中各组分在色谱柱内固定相和流动相分配或吸附等特性的差异，由流动相将样品带入色谱柱中进行分离，依据各组分的保留时间和响应值进行定性和定量分析的仪器。液相色谱法作为一种高效分离测定方法，对高沸点、难挥发及热不稳定性的物质的分析尤为优越，被广泛地应用于石油化工、食品医药、环境监测、卫生防疫等部门。

近年来，随着液相色谱仪的应用领域不断扩展，各种厂家、不同型号的液相色谱仪

大量涌现。为评定液相色谱仪测量结果的可靠性，增强测量结果之间的可比性，本文依据JJG705-2014《液相色谱仪》国家计量检定规程，对液相色谱仪泵流量、最小检测浓度的测量结果进行了不确定度评定。

以美国安捷伦公司生产的1200型液相色谱仪为例，流速设定为1.0mL/min，进行液相色谱仪泵流量测量结果的不确定度评定。其他流速的评定方法与其相同。 1.1 泵流量的测量依据及方法 1.1.1 泵流量的测量依据

JJG705-2014《液相色谱仪》国家计量检定规程。 1.1.2 泵流量的测量条件

温度15～30℃，实验过程中温度变化不超过±2℃；相对湿度20～85%。 1.1.3 泵流量的测量标准 1.1.3.1 电子天平

测量范围为0～210g，准确度等级Ⅰ级，分度值0.1mg。 1.1.3.2 电子秒表

测量范围1～86400s，最大允许误差：±0.07s。 1.1.4 泵流量的测量对象 液相色谱仪的输液系统。 1.1.5 泵流量的测量方法

设定泵流量值为0.5mL/min、1.0mL/min和2.0mL/min，流动相收集时间为10 min、5 min、和5min。 1.2 泵流量的数学模型 ×100% ×100%

Fm=(W2-W1)/(ρt·t)

式中：SS—泵流量设定值误差；—同一设定流量3次测量值的算术平均值，mL/min；

FS—流量设定值，mL/min；SR—泵流量稳定性误差；Fmax—同一设定流量3次测量值的最大值，mL/min；Fmin—同一设定流量3次测量值的最小值，mL/min；Fm—流量实测值，mL/min；W2—容量瓶+流动相的质量，g；W1—容量瓶的质量，g；ρt—实验温度下流动相的密度，g/cm3；t—收集流动相的时间，min。 1.3 泵流量设定值误差各输入量的标准不确定度的评定 泵流量测量时，以100%甲醇为流动相，选用C18色谱柱。 1.3.1 流动相称量质量引入的标准不确定度的评定 1.3.1.1 电子天平称量W1时的标准不确定度 (1)电子天平示值误差对称重引入的标准不确定度

使用经检定合格的电子天平，最大允许误差为±0.5 mg(在50g以内称量时)，按均匀分布计算。 =0.00029g

(2) 电子天平示值重复性对称重引入的标准不确定度

使用经检定合格的电子天平，示值重复性为1.0 mg，按均匀分布计算。 =0.00058g 则=0.00065g

1.3.1.2 电子天平称量W2时的标准不确定度 与相同，

1.3.1.3 流动相流量的测量重复性引入的标准不确定度

流动相流量的测量重复性引入的标准不确定度采用极差法评定。流速1.0mL/min，测量5min。3次测量值为：3.9086g、3.9102g、3.9091g。取极差系数n=3时，C=1.69，则其标准不确定度为：

=0.0013g

则urel(m)=0.0013g/3.9093=0.04% 1.3.2 流动相密度引入的标准不确定度的评定

测量温度20.0℃，标准不确定度为 u(ρ)=0.002g/mL。甲醇密度为0.791g/cm3，则

1.3.3 流动相收集时间引入的标准不确定度的评定

电子秒表的最大允许误差为±0.07s，按均匀分布计算。标准不确定度。流量1.0mL/min，测量时间300 s,则。

1.4 泵流量设定值误差测量结果的标准不确定度分量 泵流量设定值误差测量结果的标准不确定度分量见表1。 1.5 泵流量设定值误差测量结果的合成标准不确定度uc(SS) 1.6 泵流量设定值误差测量结果的相对扩展不确定度Urel(SS) 取包含因子k=2，则Urel(SS)=k·uc(SS)=0.6%

注1：流速为0.5mL/min、2.0mL/min时，评定方法与此相同，评定结果均为Urel(SS)=0.6% k=2。

注2：流量稳定性误差SR的来源与SS的来源相同，因此SR的不确定度与SS的相同。

以美国安捷伦公司生产的1200型液相色谱仪的紫外-可见光检测器为例，进行液相色谱仪最小检测浓度测量结果的不确定度评定，其他检测器的评定方法与其相同。 2.1 最小检测浓度的测量依据及测量方法 2.1.1 最小检测浓度的测量依据

JJG705-2014《液相色谱仪》国家计量检定规程。 2.1.2 最小检测浓度的测量条件

温度15～30℃，实验过程中温度变化不超过±2℃；相对湿度20～85%。

2.1.3 最小检测浓度的测量标准

液相色谱仪检定用溶液标准物质(萘-甲醇溶液，中国计量科学研究院)，浓度1.00×10-7g/mL，不确定度Urel=4% k=2。 2.1.4 最小检测浓度的测量对象 液相色谱仪。

2.1.5 最小检测浓度的测量方法

设定各参数，基线稳定后由用微量进样器从进样口注入20μL萘-甲醇标准溶液，记录色谱图，计算最小检测浓度。 2.2 最小检测浓度的数学模型 式中：CL—最小检测浓度,g/mL； Nd—基线噪声峰高； c—标准溶液浓度，g/mL； V—进样体积，μL； H—标准物质的峰高；

2.3 最小检测浓度各输入量的相对标准不确定度的评定 2.3.1 基线噪声引入的相对标准不确定度

基线噪声测量值为4.0×10-5Au,估计其标准不确定度为0.1×10-6Au，则 2.3.2 标准溶液浓度定值引入的标准不确定度 2.3.2.1 标准溶液浓度定值引入的标准不确定度

标准物质证书上得出，萘-甲醇标准溶液的不确定度为Urel=4% k=2，则 2.3.2.2 标准溶液浓度变化引入的标准不确定度

标准溶液浓度为1.0×10-7g/mL,估计溶液挥发带来的不确定度为0.8×10-9g/mL，则

2.3.3 体积误差引入的相对标准不确定度

校准证书中得出，50μL微量进样器的不确定度为Urel=1.3% k=2则 2.3.4 色谱峰高误差引入的相对标准不确定度

测量最小检测浓度时色谱峰高为8.12×10-4Au，估计其标准不确定度为0.03×10-4Au，故相对标准不确定度=0.4% 2.4 最小检测浓度测量结果的标准不确定度分量 标准不确定度分量见表2。

2.5 最小检测浓度测量结果的合成标准不确定度uc(CL) 2.6 最小检测浓度测量结果的扩展不确定度Urel(CL) 取包含因子k=2,则Urel(CL)=k·uc(CL)=5% Urel= 5% k=2(荧光检测器) Urel= 6% k=2(示差折光率检测器) Urel= 6% k=2(蒸发光检测器)

依据JJG705-2014《液相色谱仪》国家计量检定规程，分析了液相色谱仪泵流量(以流速1.0mL/min为例)、最小检测浓度(以紫外-可见光检测器为例)测量过程中的不确定度来源，不确定度评定结果见表3。