液相色谱–原子荧光联用仪的校准

贺宁

(陕西省计量科学研究院，西安 710065)

液相色谱–原子荧光联用仪的校准

贺宁

(陕西省计量科学研究院，西安 710065)

介绍液相色谱–原子荧光联用仪的校准方法。液相色谱–原子荧光联用仪的校准主要包括仪器的基线噪声漂移、测量线性、测量重复性和检出限等项目。通过分析实验数据，当仪器基线噪声不大于5 mV，基线漂移不大于50 mV/（30 min），保留时间重复性不大于3%，峰面积重复性不大于5%，仪器测量线性r大于0.995，检出限不高于4 ng/mL时，仪器的计量性能指标正常。据此对影响仪器性能的各个参数进行全面评价，确认各项性能指标控制在合理范围内，以保证液相色谱–原子荧光联用仪性能正常，并对影响仪器性能的各个参数进行准确校准。

液相色谱–原子荧光联用仪；线性；检出限；校准方法

随着分析仪器行业的发展，越来越多的联用仪器在市场上出现，液相色谱–原子荧光联用仪就是其中之一。液相色谱–原子荧光联用仪广泛应用于科研教学、食品卫生检验、农产品检验、水产品检验、环境样品检测等领域，是实验室重要的形态分析仪器之一。在食品药品及环境检测中，不同价态的Hg，As毒性不同，有着不同的测量要求。普通的原子荧光光度计只能进行Hg，As的总量分析，而液相色谱–原子荧光联用仪可以分析不同价态的Hg，As含量，既可用于形态分析，也可用于总量分析，一机两用，节约成本。但此类仪器国家目前还没有发布相应的校准规范，无法进行量值溯源及评价仪器测量结果是否准确可靠。笔者依据检定规程[1–2]及相关检测方法[3–16]，参考仪器生产厂家的要求，总结仪器的性能确认方法，以便对仪器进行准确评价。通过对液相色谱–原子荧光联用仪的仪器基线噪声、基线漂移、定性定量重复性、测量线性、检出限等计量指标进行校准测量，对可能影响仪器计量性能的参数进行确认，从而实现有效的量值溯源。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

液相色谱–原子荧光联用仪：LC–AFS9700型，北京海光仪器有限公司；

亚砷酸根溶液标准物质：编号为GBW 08666，(75.7±1.2) μg/g［以 As(Ⅲ )计］，中国计量科学研究院；

砷酸根溶液标准物质：编号为GBW 08667，(17.5±0.4) μg/g［以 As(Ⅴ )计］，中国计量科学研究院；

盐酸、硝酸：优级纯；

甲醇：色谱纯；

硼氢化钾：纯度不小于95%；

磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、氢氧化钾：分析纯；

实验用水为去离子水。

1.2 溶液制备

载流：量取50 mL盐酸，倒入预先加入去离子水的1 000 mL烧杯中，用去离子水稀释至标线，摇匀备用。

还原剂：称取5 g氢氧化钾，溶解于约200 mL去离子水中，加入20 g硼氢化钾并使之溶解，用去离子水稀释至1 000 mL，摇匀备用。

磷酸氢二钠–磷酸二氢钾溶液：称取0.895 4 g磷酸氢二钠和3.026 g磷酸二氢钾，用高纯水定容于200 mL容量瓶中，经0.45 μm滤膜过滤后，超声脱气。

As(Ⅲ)与As(Ⅴ)系列混合标准工作溶液：用移液枪分别准确移取亚砷酸根溶液标准物质20 μL及砷酸根溶液标准物质86 μL，定容至1.5 mL，配制成1 000 ng/mL的混合标准储备液。用去离子水稀释成 As(Ⅲ )，As(Ⅴ )质量浓度均为 5，10，20，40，80，100 ng/mL的系列混合标准工作溶液。

1.3 仪器工作条件

1.3.1 液相色谱仪

色 谱 柱：VP–ODS C18柱（150 mm×4.6 mm，5 μm，日本岛津公司）；流动相：磷酸氢二钠–磷酸二氢钾溶液，流量为1.0 mL/min；还原剂流量：4.0 mL/min；载气流量：400 mL/min；辅助气流量：800 mL/min。

1.3.2 原子荧光光谱仪

灯电流：60 mA；负高压：270 V。

1.4 实验方法

(1)基线噪声和漂移测量。选用高纯水作为流动相平衡色谱柱，然后流动相更换为磷酸氢二钠–磷酸二氢钾溶液，待色谱柱再次平衡后，记录30 min基线噪声和漂移。选取基线噪声中最大峰的峰高对应的信号值作为仪器噪声，基线漂移用30 min内基线偏离起始点的最大信号值表示。

(2)线性测量。仪器开机平衡稳定后，将As(Ⅲ)与As(Ⅴ)系列混合标准溶液从液相色谱进样器进样，进样体积为100 μL。以As(Ⅲ)，As(Ⅴ)浓度对色谱峰面积进行线性回归，以线性相关系数作为仪器线性指标。

(3)重复性测量。选取20 ng/mL As(Ⅲ)与As(Ⅴ)混合标准工作溶液重复进样6次，进样体积均为100 μL。测得As(Ⅲ)，As(Ⅴ)色谱峰保留时间和峰面积的重复性（以相对标准偏差表示）。

(4)检出限测量。选取5 ng/mL As(Ⅲ)与As(Ⅴ)混合标准工作溶液进样，进样体积为100 μL，记录所测As(Ⅲ)，As(Ⅴ)的色谱峰高。

仪器最小检出浓度按照式(1)计算。

式中：ci——最小检出浓度，ng/mL；

HN——噪声峰高，mV；

c——样品浓度，ng/mL；

H——样品峰高，mV；

戏拟文本是在对原文本的模仿基础上，来达到对原文本进行讽刺的目的，戏拟文本通过以下途径来实现此目的：戏拟经典的形象，戏拟经典的语段，戏拟经典的行为，戏拟经典的文体，戏拟经典的叙事模式等。下文将对这几种戏拟策略进行简要阐释。

V——进样体积，μL。

2 结果与讨论

2.1 基线噪声和漂移

通常检测器的基线稳定性可用噪声和漂移两项指标来衡量。由于各种原因引起的基线波动，称为基线噪声。基线随时间方向的变化称为基线漂移。除与检测器本身的性能有关外，基线噪声还可能来自于检测器和数据处理系统的机械或电信号噪声。基线漂移大多与仪器中某些单元尚未进入稳定状态有关。仪器的噪声与漂移会直接影响仪器的分析误差及检测能力，严重时仪器系统将无法正常工作。依据1.4实验方法，在仪器按要求预热稳定后直接在色谱工作站上读取仪器噪声与漂移结果。本次测量结果基线噪声中最大峰的峰高对应的信号值为3.2 mV，基线漂移（即30 min内基线偏离起始点的最大信号值）为17.5 mV/（30 min）。符合仪器的计量性能要求。

2.2 仪器线性

仪器的线性通常用线性相关系数来表示。相关系数是研究变量之间线性相关程度的量，反映两变量间线性关系的统计指标，相关系数越接近于1，表示两个变量的线性相关性越强，仪器在线性范围内测量结果准确可靠。仪器的线性测量在仪器分析中至关重要，直接影响仪器测量结果的准确性。影响仪器线性测量结果的因素很多，比如试剂及标准溶液的配制、人员操作、仪器稳定性等。依据1.4实验方法，将As(Ⅲ)与As(Ⅴ)混合标准工作溶液从液相色谱进样器进样，进样体积为100 μL，每个浓度点重复进样3次，取3次测量色谱峰面积平均值，与相应样品浓度值分别计算As(Ⅲ)，As(Ⅴ)的线性相关系数，仪器线性测量数据及结果见表1。

表1 仪器线性测量结果

由表1可知，所测得As(Ⅲ)，As(Ⅴ)的线性相关系数均大于0.995，表明As(Ⅲ)与As(Ⅴ)混合标准工作溶液在5～100 ng/mL范围内与仪器响应值具有良好的线性关系。选取较小的线性相关系数表示整机的线性测量结果。

2.3 重复性

重复性简言之即多次测量结果之间的偏差。仪器测量重复性包括定性重复性与定量重复性。仪器定性重复性用样品色谱保留时间6次测量结果的相对标准偏差表示。仪器定量重复性用样品色谱峰面积6次测量结果的相对标准偏差表示。依据1.4实验方法，选取20 ng/mL混合标准溶液连续进样6次，分别计算As(Ⅲ)，As(Ⅴ)的色谱保留时间和色谱峰面积的相对标准偏差，重复性测量数据及结果见表2。

表2 重复性测量结果

分别选取As(Ⅲ)和As(Ⅴ)色谱保留时间重复性和色谱峰面积重复性测量结果最大值作为仪器定性、定量重复性测量结果。由表2可知，色谱保留时间的重复性测量结果为0.82%，色谱峰面积重复性测量结果为3.75%。符合仪器的计量性能要求。

2.4 检出限

依据1.4实验方法，测量仪器检出限。选取质量浓度为5 ng/mL的As(Ⅲ)与As(Ⅴ)混合标准工作溶液进样一次，记录所测As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的色谱峰高。根据式(1)，分别计算As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的检出限，结果见表3。

表3 检出限测量结果

液相色谱柱分离过程中，不同价态的As在色谱柱中的保留时间不同，相同浓度不同价态的As经色谱柱分离后进入原子荧光检测器，响应值也会不同。所以对不同价态的As检出限的测量结果进行分别计算后，校准结果只需给出最大的检出限测量结果即可，本实验的仪器检出限校准结果为0.78 ng/mL，符合仪器的计量性能要求。

2.5 计量性能要求

表4 液相色谱–原子荧光联用仪的计量性能要求

3 结语

作为新型的联用仪器，液相色谱–原子荧光联用仪已经写入食品行业的检测标准［17］。依据笔者所建立的方法可以准确评价仪器性能，为各使用单位仪器量值溯源提供方法保证。

［1］JJG 939–2009 原子荧光光度计检定规程［S］.

［2］JJG 705–2014 液相色谱仪检定规程［S］.

［3］李明章，李崇江.液相色谱–原子荧光联用技术及产品介绍［J］.分析仪器，2016(2): 96–99.

［4］林凯，姜杰等.高效液相–原子荧光光谱法(HPLC–AFS)测定大米中不同形态砷方法的研究［J］.实用预防医学，2013(1):98–100.

［5］魏洪敏，林建奇，逯玉凤，等.液相色谱–原子荧光光谱法检测水产品中汞形态［J］.化学分析计量，2016，25(5): 99–103.

［6］刘守廷，蒋天成，李健梅，等. HPLC–AFS联用测定海产品中砷的形态［J］.化学分析计量，2013，22(1): 11–14.

［7］薛慧，董宾，宫博，等.方便面中砷元素的形态分析［J］.化学分析计量，2013,22(6): 49–52.

［8］蒲丽梅，曹小丹.液相色谱–原子荧光联用测定植物中汞形态［J］.现代仪器，2012(5): 64–67.

［9］祖文川，汪雨，刘聪，等.高效液相色谱–原子荧光光谱联用技术分析6种植物源性中药中砷的形态［J］.分析试验室，2016(5):82–85.

［10］魏茂琼，刘宏程，严红梅，等.液相色谱–原子荧光法测定大米中4种砷形态［J］.食品安全质量检测学报，2016(9):3 673–3 677.

［11］黄娟，吕伟军，张志健.液相色谱–原子荧光光谱(LC–AFS)在饲料中砷形态分析的应用前景［J］.饲料研究，2016(2): 54–56.

［12］刘冰.液相色谱–原子荧光光谱法测定稻谷中无机砷有关问题的探讨［J］.粮食加工，2017(3): 71–74.

［13］王亚，张春华，申连玉，等.高效液相色谱/氢化物发生–原子荧光光谱法检测微藻中的砷形态［J］.分析科学学报，2014(1):21–25.

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［15］顾锦明，周瑾.液相色谱–原子荧光光谱法测定大米中的无机砷［J］.上海计量测试，2017(2): 9–12.

［16］刘佩佩，梅勇，宋冠仪，等.土壤中形态砷的高效液相色谱–氢化物发生–原子荧光测定方法［J］.现代预防医学，2016(24):4 500–4 502，4 506.

［17］GB 5009.11–2014 食品安全国家标准食品中总砷及无机砷的测定［S］.

全球色谱仪器市场2022年将达109.9亿美元

RESEARCH AND MARKETS最新研究报告显示，到2022年全球色谱仪器市场总规模将达109.9亿美元，相比2017年的78.6亿美元，年复合增长率达6.9%。

报告提到，不断加剧的食品安全问题、药物批准过程中越来越多地使用色谱检测方法，色谱及其联用技术的日益普及是该市场保持连续增长的主要驱动力。然而，设备的高成本可能会在预测期间抑制色谱仪器市场的增长。

当前，越来越多的国家政府正加强其在环保治理领域的措施，美国和英国等一些国家也加大在研究经费领域的投入，这些都为色谱仪器市场的参与者们创造全新机会。该报告将色谱仪器市场拆分为系统、检测器、自动进样器和馏分收集器。由于药物批准过程中使用量的增加，色谱系统在2017年预计将占据色谱仪器市场最大份额。

色谱仪器市场还可进一步分为色谱仪器、消耗品和配件，消费品有望占据2017年整个市场的最大份额。而从应用来看，色谱仪器市场覆盖了生命科学、环境检测、食品和饮料检测等领域。2017年，生命科学在色谱仪器市场中的占有率最高，未来还将以最高复合增长率快速增长。

（林）

中科院专家研制出快速去除饮用水中重金属的新材料

从中科院合肥物质科学研究院了解到，该院专家研制出一种新的吸附材料，能够对饮用水中铅、铜、镉3种重金属实现快速深度去除，且能够重复利用从而使成本大大降低，具有广阔的应用前景

该项目由中科院合肥物质科学研究院智能所刘锦淮研究员课题组完成，相关研究成果发表在工程技术类国际知名期刊《应用表面科学》(Applied Surface Science)上。

随着工业发展进程加快，饮用水中的铅、铜、镉等重金属污染愈发严重，已经成为影响人类健康的重大问题。在各种去除重金属的方法中，吸附法因其设备简单、操作简便、运行成本低，成为目前去除重金属的主要方法。然而传统吸附剂的吸附速度很低，通常需要几小时甚至几十小时才能达到吸附平衡。

课题组副研究员孔令涛介绍，该材料通过将β-环糊精单体交联聚合成β-环糊精聚合物，极大地增加了表面积和表面负电性。实验证明，这种吸附材料能在5 min内就达到吸附平衡，远远高于目前的常规材料。此外，该吸附剂还可以通过简单的酸泡实现脱附再生，极大地降低了吸附成本，具有很好的应用前景。

(中国化工仪器网）

西安光机所在等离子体研究方面取得新成果

近年来，等离子体因其高度的化学活性和无需真空设备的优势，在工业材料表面处理、生物医疗杀菌消毒，以及环保净化等方面受到广泛关注。不久前，国际应用物理类学术期刊《应用物理学杂志》(JAP)发表了中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室等离子体学科研究论文A Diffuse Plasma Jet Generated from the Preexisting Discharge Filament at Atmospheric Pressure，论文通讯作者为该所博士汤洁。文章的创新性和重要性受到了期刊编委会和评审专家的高度评价，被遴选为当期的封面文章和亮点文章。

作为一种新型、经济、便捷的等离子体发生技术，大气压低温等离子体射流在材料加工与改性、薄膜层积、纳米颗粒制造、器械表面洗消、生物组织结构与功能恢复、微生物诱变育种等领域都具有独特的技术优势和良好的应用前景。均匀、弥散、大面积低温等离子体射流的研发，一直以来是该学科领域研究的重点和难点。该论文打破传统气体放电中采用降低电离率或提高预电离水平来获取均匀弥散等离子体的思维，建立不同学科领域(光学与等离子体)物质传播与输运相同或相似性理念，首次将“透镜扩束”概念引入低温等离子体领域，提出“电场透镜模型”，构建大气压均匀弥散放电新的基础理论，通过巧妙合理的电极结构设计，在大气压环境中成功实现气体放电从细丝到弥散的转变，并基于Possion模型，阐释了气体放电中弥散等离子体形成机制。

该成果为生成大气压均匀弥散等离子体提供了又一重要指导思想，将对低温等离子体技术应用的推广起到重要促进作用。

（林）

Calibration of Liquid Chromatography–Atomic Fluorescence Spectrometer

He Ning
(Shanxi Institute of Metrology Science, Xi’an 710065, China)

The calibration method of liquid chromatography–atomic fluorescence spectrometer was introduced. The calibration of liquid chromatography–atomic fluorescence spectrometer consisted of the baseline noise drift, measuring linearity, measuring repeatability and detection limit. According to the analysis of experimental data, it was confirmed that the measurement performance of the influence instrument analysis results was normal when the instrument baseline noise was not more than 5 mV, the baseline drift was not more than 50 mV/(30 min), the retention time was not more than 3%,the peak area repeatability was not more than 5%, the linear of measurement (r) was more than 0.995 and the detection limit was not more than 4 ng/mL. According to the calibration method, all parameters could be evaluated comprehensively. The performance of the instrument could be controlled within a reasonable range to ensure that the performance of the required liquid chromatography–atomic fluorescence spectrometer was normal, and the value traceability was accurate and reliable.

liquid chromatography–atomic fluorescence spectrometry; linear; detection limit; calibration method

0652.7

A

1008–6145(2017)05–0104–04

10.3969/j.issn.1008–6145.2017.05.027

联系人：贺宁；E-mail: ninger070214@qq.com

2017–07–18