石墨炉原子吸收测定发锌不确定度评定

王瑞

(辽宁卫生职业技术学院，辽宁 沈阳 110101)

小儿锌缺乏症发锌、血清锌检测诊断依据近年来有关微量元素的研究，在医学领域内迅速开展［1］。头发标本取材方便、易得，受检者无痛苦，广大儿童乐意接受，且深受家长的欢迎。采集自枕部发际至耳后部头发 (用不锈钢剪刀，剪取离发根约0.5 cm左右，每例剪头发0.1～0.5 g)，用蒸馏水洗涤后Varin原子吸收分光光度计测定锌含量。基层单位的医务人员，往往根据其发锌值减少，而予以补充锌制剂。所以测试结果准确性对于患儿用药就显得尤为重要。测量不确定度 (uncertainty of measurement)［2］是表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数。不确定度一词指可疑程度，广义而言，测量不确定度意为对测量结果正确性的可疑程度。测试结果的准确性对判断儿童是否患有缺锌症具有重要的意义，而测定不确定度又是衡量测试结果准确性和可靠性的重要参数。我们参照国家技术监督局颁发的《测定不确定度评定和表示》，对使用石墨炉原子吸收法测定头发中的锌离子含量进行了不确定度分析。通过数学公式和计算，主要确定分析过程中不确定度各种分量组成以及不确定值［3－5］。

1 实验方法

1.1 测定方法 原子吸收分析是基于以基态原子对共振线的吸收现象为基础，当使用锐线光源对原子的收光度与基态原子浓度之间遵循朗伯－比耳定律。因此，标准系列与所对应的吸光度做工作曲线，即可从所测得的样品吸光度值计算出所测元素的含量。

1.2 样品处理方法 称样0.0611g用蒸馏水洗净的儿童头发于石英玻璃坩埚内，在电热板上加热使其炭化，在高温炉中灰化后，放入100 ml容量瓶中，加入1 ml浓硝酸，用蒸馏水定容。再吸取1 ml于100 ml容量瓶中，加入1 ml浓硝酸用蒸馏水定容备用。

1.3 标准溶液的配制 用移液器吸取0.2 ml上海市计量测试研究院的国家标准锌 (0.100 g/L)溶液，加入到100 ml容量聘中，加入1 L浓硝酸，定容。混匀后再吸取1.0 ml放入到100 ml容量瓶中，加入1 L浓硝酸，定容。混匀后既是0.200 mg/L锌标准溶液。

1.4 仪器与试剂 Zeeman/200型原子吸收分光光度计，美国Varian公司;空心阴极灯，威格拉斯仪器 (北京)有限公司;锌 (0.100 g/L)，上海市计量测试研究院;超纯硝酸，北京化学试剂研究所;婴幼儿头发，超纯水，自备。

1.5 建立测量计算的数学模型 金属锌离子含量X(μg/g)按下式计算：W(μg/g)=ρ×V/m。试中：ρ——从工作曲线中得到的锌的质量浓度值，μg/L;V——样品稀释体积，mL;m——样品质量，g。

1.6 测量不确定度的来源分析 影响头发中锌含量测定不确定度的来源有：(1)试样称量质量m产生的标准不确定度：包括天平示值误差产生的标准不确定度和重复测量产生的标准不确定度;(2)待测溶液中锌的浓度ρ产生的标准不确定度：包括标准溶液配制时引入的标准不确定度、标准曲线拟合时产生的标准不确定度和待测溶液重复测量所产生的标准不确定度;(3)待测溶液的定容体积V产生的标准不确定度和温度变化所产生的标准不确定度。

2 结果

2.1 样品称量质量m产生的标准不确定度

2.1.1 天平读数产生的标准不确定度μ1(m) 根据仪器鉴定证书天平的最大允许差为±0.5 mg，按均匀分布平定，К=，则:μ1(m)=0.5/=0.289 mg。

2.1.2 天平分辨率产生的标准不确定度μ2(m)天平分辨率为±0.1 mg则由天平天平分辨率引入的标准不确定度为:μ2(m)=0.29×0.1=0.029 mg。

2.1.3 重复测量产生的标准不确定度为μ3(m)在电子天平上称取0.500 g试样进行n=9次重复测量，质量平均值为0.4999 g用贝塞尔公式计算得到标准偏差s

质量平均值的标准不确定度为：

实际进行两次测量，一次是空盘，一次是毛重。因此样品称量质量m产生的标准不确定度合成为：

2.2 待测溶液中锌浓度ρ产生的标准不确定度用0.1 g/L锌标准母液配成2.00 μg/L标准溶液。Varian 220型仪器配备自动进样系统，标准体系的各浓度可自行配置。本标准曲线各点的浓度分别为 0 μg/L，0.2 μg/L，0.4 μg/L，0.6 μg/L，1.0 μg/L。各点分别测定3次测定结果见表1。

表1 锌标准溶液的浓度与吸光度

2.2.1 标准溶液配制时产生的标准不确定度

(1)测量所使用的锌标准原溶液是由上海市计量测试技术研究院提供，浓度为0.100 g/L，标准证书给出标准不确定度为±0.001 μg/ml，所以锌标准不确定度μ1(ρ1)为：

(2)标准溶液一次稀释时产生的标准不确定度 ①以锌标准原液0.100 g/L，配成0.100 mg/L锌标准溶液，采用1 000 μL移液 (Thermo热电(上海)公司)，用上述移液器移取0.25 ml，于250 ml容量瓶中。该公司给出的吸量管校正报告5次测量结果如表2：

表2 移液器校准时的重复称量误差值 (μl)

移液器的标准偏差为：

按不确定度传播规律，则：

(3)标准溶液二次稀释时产生的标准不确定度 以锌0.100 mg/L的标准溶液配成0.001 μg/ml的标准工作液100 mL，采用容量瓶100 ml(A)，移液器吸取1 ml完成稀释。移液器的不确定度在①中已经给出。

按不确定度传播规律，则：

(4)由标准储备液配制标准溶液产生的标准不确定度。标准溶液经两次稀释后，以上各不确定度相互独立。则：

则 μ1(ρ0.001)=0.0085 μg/ml，由 ρ0.001引起的ρ标准不确定度近似值［6］为：

2.2.2 标准曲线拟合时产生的标准不确定度μ2(ρ) 根据表1数据，由标准溶液的吸光度A与浓度ρ的标准曲线回归直线方程由仪器自动求得为：A=a+bρ=0.1054ρ+0.00631，相关系数r=0.9998，说明标准曲线线性很好。

根据标准溶液的浓度ρ，在标准曲线上求得吸光度的理论值，计算实际吸光度Ai与理论值残差μi=Ai－(a+bρi)。每一标准点测定3次，包括空白共有5个标准点，n=3×5=15，按照按贝塞尔公式，计算求得残差μi的标准偏差s：

将发锌试样溶液上机测试6次，结果见表3。

表3 试样溶液中锌的含量

样品含量的平均值ρ样=0.909 μg/ml。所以标准曲线拟合引入的标准不确定度为：

上式S为标准溶液吸光度值残茶的标准偏差;ρ为标准溶液的平均浓度，是0.55 μg/ml;Sω为标准溶液浓度残差的平方合：

式中的n为标准溶液的测量次数，n=15，P为样品的测量次数，P=6。将上述值代入公式得：

2.2.3 样品测量重复性产生的标准不确定度u3(ρ) 样品测量了6次，P=6，结果如表3。6次测量的标准偏差为

上式中ρi为样品的浓度，ρ为样品的平均浓度。代入公式得S(ρ)=0.00649

把ρ的三个标准不确定度分量合成，得到：

2.3 待测溶液体积V的标准不确定度

2.3.1 容量瓶校准时产生的标准不确定度μ1(V)

2.4 样品中锌含量的合成标准不确定度 将上述求得的个标准不确定度分量列于表4中：以上各不确定度分量各不相关，锌含量的相对标准不确定度为：

表4 标准不确定度分量

2.5 扩展不确定度 取包含因子κ=2，发中锌含量的扩展不确定度为：

2.6 头发中锌的检测结果为：

3 讨论

用石墨炉原子吸收测头发中的锌含量，方法是可行的。在此环境条件下，只要仪器能保证最佳状态，就能保证数据的可靠性，提高仪器的灵敏度，保证仪器的最佳状态，这是提供可靠数据的基础。在这里还有一项比较重要的因数没有考虑进去，既石墨管的新旧直接影响仪器的灵敏度，可能对不确定度会产生一定的影响。这将是下一个课题研究的目标。