微小容量的测量方法研究

周欢

摘要：10uL以下微小容量的检测和校准需求迫切而且难度较大，本文总结了三种微小容量量值的测量方法：衡量法、分光光度法、双波长参比法。。

关键词：微小容量、衡量法、分光光度法、双波长参比法

容量计量分类通常为：大容量、中容量和小容量计量，对超微容量、微小容量计量一般纳入到小容量计量研究范畴。一般来说，10uL以下的取液值在容量计量中就可以归为微小容量计量测量。微小容量计量器具，比如移液器，微量进样器等在我国医药化工方面、实验室用分析仪器对样品定性、定量方面发挥着越来越重要的作用，其被检定或校准的需求越来越迫切。目前，国内对于微小容量的测量方法研究还处于起步阶段，本文将介绍几种已应用或者正在测试当中的微小容量的计量方法。

目前有以下几种测量方案。

一、衡量法

衡量法的容积值由被检装置排出的蒸馏水质量，蒸馏水温度（对应Kt值）决定。

容积值计算公式为：

式中：V20为标准温度 20 ℃ 时微量进样器装置的实际容量m3；m为被检移液装置所排出的蒸馏水表观质量，kg；ρb为砝码密度，取 8 000 kg / m3；ρa为检定时实验室内的空气密度，取 1.2 kg / m3；ρw：蒸馏水在 t ℃ 时的密度，kg / m3。

为了简便计算过程，将上式转化为：

其中：

k（t）值可以查表得出。

二、分光光度法

当溶液浓度以体积浓度表示时（ ），按照稀释前稀释后溶液中溶质的量一定（ ），当 ， 一定时， 与 与成正比例关系。所以，知道了稀释后溶液的浓度就可以得到稀释前溶液的体积。

配置几组不同浓度的标准液，用分光光度计测算其光密度值E，求出回归方程。

回归方程代入测定稀释液的光密度值，就可以得到测定被测微量进样器的质量值。

三、超微量液体容积双波长参比测量方法（DWP）

根据 Lambert-Beer 定律，当一束平行单色光通过单一均匀的、非散射的吸光物质溶液时，溶液的吸光度 A 与溶液浓度 c 和液层厚度 b 的乘积成正比

式中 ε 为比例常数，与入射光波长和环境温度等参数有关。

选取显色剂作为待测液体，吸收波长为λS，比例常数为 εS，浓度为 cS，待测体积为未知量VU；稀释剂的吸收波长为 λD，比例常数为 εD，浓度为 cD，体积为 VD。将稀释比为 R 的显示剂溶液加入样品池中，在波长 λS和 λD处的吸收度为

式中 LSV为样品测量的光程。重新放入一个新的样品池，加入体积为 VD的稀释液，测量λD处的吸收度为

式中 AD1为背景噪声，LS为样品测量的光程。通过待测加样设备加入体积为 VU的显色液，测量λS处的吸收度为

由以上几式综合得到：

这种测量方法不受光程和吸收常数等因素的影响，测量结果主要取决于标准显色剂溶液稀释比 R 和光谱读数相对值。这样测得的微小容量值将会更接近于真值。

小结

以上介绍的三种微小容量测量方案各有优缺点。衡量法：优点是简单方便，成本小，缺点是蒸馏水的挥发会带来很大的测量误差；分光光度法：优点是减少了人为的读数误差，缺点是标准溶液配制的准确与否直接回影响到后期的计算，而且同样浓度溶液测量出来光度值每次都会有一些差别；双波长参比测量方法（DWP）的优点是消除了一些其他因素的影响，比如光程差和吸收常熟，缺点是试验和计算的过程较为复杂，目前还不适合大量广泛应用此方法进行微小容量量值的测量。

参考文献

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（作者单位：陕西省计量科学研究院）