一种高精度液相自动进样器检定测试方法
2020-07-24滕世昌樊晓翠张守忠许爱华张凤旺
滕世昌 樊晓翠 张守忠 许爱华 马 洁 张凤旺
(1.青岛市生态环境局西海岸新区分局环境监测中心，青岛 266000 ；2.山东省社会公正计量行，济南 250014；3.山东省计量科学研究院，济南 250014；4.山东省计量检测中心，济南 250014； 5.日照市计量测试所，日照 276800)
1 引言
自动进样器在生化分析仪器、色谱分析仪器中有着广泛的应用。自动进样器作为高效液相色谱仪的一部分，其作用相当重要，进样的可靠性和精确性直接影响着分析结果。所以对自动进样器进样量的可靠性的验证具有重要的意义。因此，在研发生化分析仪器、色谱分析仪器的企业也应研发出高效、精准的自动进样器，并且有必要对自动进样器的性能进行验证。实现自动进样器的高效精确运行，需满足以下3个基本要求:
(1)自动进样器重复运行保障其定位误差尽可能低;
(2)对于满环进样要保证其注射泵吸样体积的稳定性越高越好；
(3)自动进样器在进样和洗针后，残留率要低。
由于我国在《液相色谱仪计量检定规程》[1]以及《高效液相色谱仪国家标准》[2]中均没有提及自动进样器性能检测的方法。因此，通过文献查阅和实际实验分析我们归纳了自动进样器的性能检测方法，主要对自动进样器的运行定位精度、进样体积稳定性和进样残留率展开了验证研究[3-6]。
本实验针对自动进样器检测样品保证精确度主要从残留率和进样体积重复性进行方法设定与检测。针对自动进样器运行精度采用定位精度误差检测方法进行检测。其中定位精度可以准确反映自动进样器机械运行的精确度，进样体积稳定性可以保障检测样品的重复稳定性，残留率则直接反映进一针样品是否会影响第二针样品的检测。
2 实验部分
2.1 仪器与试剂
2.1.1仪器
LC/LCMS多功能高精度自动进样器(青岛盛瀚色谱技术有限公司)；CIC-D120型离子色谱仪(青岛盛瀚色谱技术有限公司)，配备Clarity操作软件；电子天平(AL104，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司)；纯水机(四川优普超纯科技有限公司)；干燥箱()；数显千分表(QFH-350A，台湾EEE)。
2.1.2试剂
NaCL试剂(优级纯，国药集团化学试剂有限公司)，Br-(1000mg/L，国家标准物质)，Na2CO3(分析纯，天津市光复科技发展有限公司)，NaHCO3(分析纯，国药集团化学试剂有限公司)。
2.2 条件
2.2.1定位精度误差
(1)测试方法：
选择自动进样器的X轴和Y轴经常使用的一段长度为50mm的位置，进样针座在50mm范围内取4个点，分别做往复运动7次。根据千分表的读数，同一个点7次千分表读数的最大差值即为该点的重复定位精度，4个点的千分表读数最大差值即为该轴向的重复定位精度，两个轴向的最大值即为仪器的定位精度。
(2)测试步骤
①分别选取进样器X轴和Y轴经常使用的一段长度为50mm的范围；
②预先安装好千分表(千分表需清零)，并确保刚性连接，测试过程中无移动或者变形；
③操作人员按照编写的测试程序进行测试。
a)自动进样器初始化后从原点开始，在X轴和Y轴两个方向分别取4个点以工进速度(0.5米/分)分别运行50mm；
b)停留10秒后回到原点，停留期间注意读取记录千分表的示值；
c)取4个点分别重复上述步骤7次，分别记录测试数据。7次读数的最大差值即为该点的重复定位精度，每轴向4个点所有测试结果中最大差值即为此轴向的重复定位精度，取两个轴向的最大值即为仪器的定位精度。
(3)检测判据：两个轴向的最大值即为仪器的定位精度，定位精度误差<0.2mm即为合格，定位精度位置数据获取见表1。
2.2.2进样体积重复性检测
(1)测试条件
样品：质量浓度为30%NaCl溶液；
流动相：超纯水；
流速：1.0mL/min；
进样量：500μL；
设备：自动进样器(500μL定量环)、CIC-D120离子色谱仪、50mL烧杯7个、干燥箱。
(2)测试步骤
将30% NaCl溶液装入样品瓶中密封，准备7个干净的烧杯分别编号1～7，烘干至恒重(80℃干燥箱内烘干2h，然后放入干燥皿中降至室温称重，再次放入烘干箱中烘干，放入干燥皿中降至室温再次称重，直至两次差值在0.0002g之内)，并称重W杯。准备收集自动进样器吸取的样品及流动相；设定泵流速为1mL/min，1个烧杯收集10次样品设为1组，一共收集7组溶液，然后将其放入80℃干燥箱内烘干8h至恒重，然后分别称重烘干烧杯质量W燥，获得7个烧杯前后差值W1～W7，见表2。
计算7组数据相对标准偏差RSD%。
(3)检测判据
计算收集的自动进样器吸取的7组样品质量相对标准偏差，即为进样体积重复性，其值RSD%<0.2%则合格。
2.2.3样品残留测试条件
(1)测试条件
样品：200 μg/mL的Br-标液；
流动相：2+8mM的Na2CO3+NaHCO3溶液；
色谱柱：SH-AC-3，各阴离子可与水负峰及常见干扰峰完全分离，如样品有特殊干扰物，以与样品干扰物的分离为准，分离度在2.0以上；
定量环：25μL；
流速：1.0mL/min；
设备：自动进样器、CIC-D120型离子色谱仪。
(2)测试步骤
(a)测试最小检出浓度
Br-最小检出浓度Cmin计算，参考JJG 823-2014离子色谱仪检定规程，有以下公式：
式中：
Cmin—最小检测浓度，μg/mL；
HN—基线噪声峰峰值，μV；
c—标准溶液浓度，2μg /mL；
H—标准溶液的色谱峰高，μV；
V—进样体积，25μL。
(b)先进一针纯水样品，测得Br-的浓度值，洗针；再进高浓度Br-样品，测得Br-的浓度值，洗针；再进一针纯水样品，测得Br-的浓度值，洗针。计算第1针和第3针Br-的浓度差值得到C2，Br-样品浓度C1=200μg /mL，按照以下公式计算得到残留率：
(c)若第3针未检测出Br-，则
(3)检测判据
计算每一针样品残留率<0.01%即为合格。
3 结果与讨论
3.1 定位精度误差数据
定位精度误差数据见表3。
表3 定位精度数据表
3.2 进样体积重复性数据
进样体积重复性数据见表4。
表4 进样体积重复性数据
3.3 残留率数据
Br-最小检出浓度
Cmin计算参考JJG 823-2014离子色谱仪检定规程。
HN—基线噪声峰峰值，30μV;
C—标准溶液浓度，见图1，2.0μg /mL ;
H—标准溶液的色谱峰高，见图1，19847μV；
V—进样体积，25μL；
Br-最小检出浓度Cmin
Cmin=2*30*2/19847=0.006μg/mL。
以Br-计算清洗残留率，样品Br-浓度C1=200μg /mL，先进一针纯水测得其Br-浓度为C2；样品后一针水样Br-浓度C3；由一下数据发现前后两次纯水均未检出Br-，利用Br-最小检出浓度进行计算。具体数据见表5，色谱图见图1、图2。
图1 2μg/mLBr-标液色谱图
图2 200μg/mLBr-标液色谱图
表5 Br-2.0μg /mL测试数据
即残留率符合<0.01%的要求。
3.4 结论
基于青岛盛瀚色谱技术有限公司研发的LC/LCMS多功能高精度自动进样器，建立了一套检定液相自动进样器精确度和准确度的检测方法。该方法包括定位精度误差(进样位置精确度)、进样体积重复性和残留率(进样稳定性和准确度)的分析检测。实验测得最大定位精度误差为0.066mm<0.2mm，说明自动进样器定位精确性较好；测得进样体积重复性RSD%=0.173%<0.2%，说明自动进样器进样稳定性较好；测得残留率为0.003%<0.01%，说明自动进样器避免不同样品交叉污染准确性较好。
