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理化檢測校準曲線

放大字體  縮小字體 發布日期:2024-06-20
核心提示:校準曲線:是指描述待測物質濃度或量與相應的測量儀器響應量或其它指示量之間的定量關系的曲線。
 1. 校準曲線的定義

校準曲線:是指描述待測物質濃度或量與相應的測量儀器響應量或其它指示量之間的定量關系的曲線

校準曲線包括標準曲線工作曲線

標準曲線取不同含量標準溶液,直接加入試劑,顯色后進行測定,得出濃度值與信號值的線性關系。

工作曲線取不同量標準溶液,經過與樣品分析相同的前處理步驟(如蒸餾、消解、水浴、萃取、振蕩等),由此得出濃度值與信號值之間的線性關系。

注意:如經過試驗證實,標準溶液系列在省略部分操作步驟時,直接測量的響應值與全部操作步驟具有一致結果時,可允許省略步驟

2. 校準曲線相關參數的定義

空白試驗:在制作校準曲線時必須同時作兩個空白試驗。空白試驗是除用水代替樣品外,其他所加試劑和操作步驟均與樣品測定完全相同的操作過程

試驗用水、試劑質量、器皿、實驗室環境及操作過程中的沾污等因素都影響空白試驗的測定值(即空白值)。如空白值出現異常,會影響測定結果的準確度,應從上述幾方面尋找原因

這些影響因素控制好后,每個分析項目的空白值均會在一定范圍內波動。一般來說,空白值越小越好

相關系數(r)示校準曲線的精密度,分光光度法要求 r ≥0.999,否則應查找原因加以糾正,重新制作合格的校準曲線。

截距(a)表示校準曲線的準確度。影響因素包括容量器具,光度測量儀器的誤差(比色皿的成套性,非單色光引起的偏差,儀器的線性等)、操作誤差等,也有方法本身的因素。校準曲線截距的最后一位數,應與因變量的最后一位數取齊

斜率(b)表示校準曲線的靈敏度。它除了受方法的靈敏度影響外,還與顯色反應條件(如環境溫度、顯色溫度、試驗用水、試劑質量、顯色溶液的pH值)、標準溶液的準確度、測量儀器的靈敏度、波長的準確度以及分析人員的操作水平等有較大關系。

上述這些影響因素控制好,大多數分析項目的斜率能保持在一定的范圍內,當發現斜率上移或下降,超出了范圍,應從各影響因素中查找

線性范圍某分析方法校準曲線的直線部分所對應的待測物質濃度或量的變化范圍
1. 校準曲線的線性檢驗

校準曲線的線性檢驗,即精密度檢驗。根據數理統計知識,若2個變量呈線性關系,則關系的密切程度可用簡單線性相關系數r來表示。在Excel中的函數是PEARSON(皮爾生)函數。r值的范圍在-1~1。r>0為正相關,r<0為負相關。r的絕對值越大,則相關程度越高;r值越接近于0,相關越不密切;當r=0時,表示2個變量之間不相關

在水質檢驗中,明確要求|r| ≥0.999;對于石墨爐原子吸收光譜法,|r| ≥0.995也能接受

某些分析項目,由于含量很低或操作中的影響因素較多,如原子吸收中的石墨爐分析,某些氣相色譜項目,相關系數可適當放寬,要求|r| ≥0.995

如果校準曲線的相關系數不能滿足規定的要求,則應找出原因并加以糾正,重新繪制合格的校準曲線。通常情況下,影響校準曲線相關系數的因素主要包括:標樣系列的配制、測定波長、光源狀態、進樣方式及分析方法本身的精密度、儀器的精密度等

2、校準曲線的截距檢驗

校準曲線的截距檢驗,即準確度檢驗。截距表示試劑空白的大小,它是圍繞總體均值0呈正態分布的隨機變量,是實驗室誤差在y軸上的反映。實驗誤差越小,截距越趨近于0。理想的回歸直線,截距a=0

一般要求a≤0.005,當a>0.005時,應作截距的顯著性檢驗。但由于存在難以控制的隨機因素,實驗中存在正的或負的系統誤差,多數回歸直線的截距不為0。遇到這種情況時,需要按統計程序將所得截距a與0作t檢驗,即顯著性檢驗。

經檢驗,在給定置信水平下(通常取95%)無顯著性差異時,a方可作0處理;若a與0存在顯著性差異,表示校準曲線的回歸計算結果準確度不高,應找出原因予以校正。回歸方程如果不經上述檢驗和處理就直接投入使用,則必將給測定結果引入差值等于a的系統誤差。

截距檢驗也可以采用截距a對相對剩余標準偏差 SE 的相對值作為檢驗指標。根據經驗值,其容許范圍為≥30%。對于不同的分析方法和精密度要求,容許范圍可作適當的調整。

3. 斜率檢驗

檢驗分析方法的靈敏度,方法靈敏度是隨實驗條件的變化而改變的,在完全相同的分析條件下,僅由于操作中的隨機誤差導致的斜率變化不應超出一定的允許范圍,此范圍因分析方法的精度不同而異。

例如:一般來說,分子吸收分光光度法要求其相對差值小于5%,而原子吸收分光光度法則要求其相對差值小于10%等。

4. 剩余標準偏差或相對偏差的檢驗

由于校準曲線的斜率常隨環境溫度、試劑批號和貯存時間等實驗條件的改變而變動,因此,在測定試樣的同時繪制校準曲線是最為理想的。

但在實際檢測工作中,當一定期限內的環境、氣候、儀器、人員等條件變化不大時,可以使用相同的校準曲線,而不需要每次都繪制

此時,需要根據設備或方法的穩定性定期對校準曲線進行檢查,使用的統計量就是剩余標準偏差 S或相對偏差

剩余標準偏差S是通過線性回歸法,計算縱坐標預測值所產生的標準誤差。在Excel中的函數是STEYX函數。校準曲線用y=a+bx來表示。

根據正態分布原理,線性方程在不同置信水平下的置信區間為式(1)—式(3):

      68.3%置信區間y=a+bx±SE   (1)

      95.5%置信區間y=a+bx±2SE  (2)

      99.7%置信區間y=a+bx±3S (3)

當檢查校準曲線時,需要測定空白平行樣和曲線中間點濃度平行樣,并分別求取信號值的平均值,再以中間點濃度的信號值扣除空白。當所獲信號值沒有落在相應置信區間時,則曲線不能再被使用,需要重新測定標樣系列,并重新制作回歸曲線

編輯:songjiajie2010

 
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