液相色谱仪测量结果的不确定度评定

樊熹玥　安卫东　杨　雪

(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)



研究与讨论

液相色谱仪测量结果的不确定度评定

樊熹玥安卫东杨雪

(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)

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。

关键词：液相色谱仪(LC)泵流量最小检测浓度不确定度评定

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。

1 液相色谱仪泵流量测量结果的不确定度评定

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

Fm=(W2-W1)/(ρt·t)

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。

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。

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。

1.3.1.2电子天平称量W2时的标准不确定度

=0.0013g

则urel(m)=0.0013g/3.9093=0.04%

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。

表1　泵流量设定值误差测量结果的标准不确定度分量

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。

2最小检测浓度测量结果的不确定度评定

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

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

2.4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。

表2　最小检测浓度测量结果的标准不确定度分量

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%

注：二极管阵列检测器、荧光检测器、示差折光检测器、蒸发光检测器最小检测浓度的评定方法与紫外-可见光检测器方法相同，评定结果为：

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)

3结论

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。

表3　液相色谱仪测量结果的不确定度评定报告

Uncertainty evaluation on measurement results of liquid chromatograph.FanXiyue，AnWeidong，YangXue

(JilinInstitueofMetrology，KeylaburatoryofMeasurementTestEquipmentandTechnoloryofJilinProvince，Changchun130103,China)

Abstract：In this paper，we analyzed the sources of the uncertainty in the measurement of the pump flow and the minimum detection concentration of liquid phase chromatograph，and evaluated the uncertainty of the measurement results.

Key words:liquid chromatograph(LC); pump flow; minimum detection concentration uncertainty evaluation

收稿日期：2015-06-08

DOI:10.3936/j.issn.1001-232x.2016.01.010

作者简介：樊熹玥，女，1981年出生，硕士，工程师，主要从事化学计量工作。