内江瓷蛋医疗科技有限公司

原子吸收光譜儀的儀器檢定和驗收

當前位置:首頁(yè) >> 儀器儀表技術(shù)文章

原子吸收光譜儀的儀器檢定和驗收

儀器出廠(chǎng)前需經(jīng)質(zhì)檢部門(mén)按專(zhuān)業(yè)標準或企業(yè)標準檢定。實(shí)驗室中的儀器也需經(jīng)計量部門(mén)按檢定規程定期檢定后方可使用, 了解和掌握儀器的檢定驗收技術(shù)尤為重要。本節介紹有關(guān)儀器主要技術(shù)指標的測試和檢定方法。

一、波長(cháng)示值誤差與重復性

       譜線(xiàn)的理論波長(cháng)與儀器波長(cháng)機構讀數的差值稱(chēng)為波長(cháng)示值誤差。目前 , 原子吸收分光光度計大多以正弦機構調節波長(cháng)。商品儀器經(jīng)過(guò)長(cháng)途運輸的振動(dòng) , 波長(cháng)示值可能超差。按波長(cháng)順序如果始終是正誤差或負誤差 , 但差值不等 , 可以通過(guò)調整正弦機構來(lái)校正; 若差值大致相等 , 則可調節波長(cháng)鼓輪或數碼輪來(lái)校正 ;若差值隨波長(cháng)變化而正負波動(dòng) , 則需重新調節光學(xué)系統。
      專(zhuān)業(yè)標準和檢定規程要求 , 波長(cháng)示值誤差應不大于 0.5nm,波長(cháng)重復性應優(yōu)于 0.3nm。以求空心陰極燈作光源 , 光譜通帶為 0.2nm, 選取五條譜線(xiàn) , 逐一做三次單 向( 短波向長(cháng)波 ) 測量 , 以給出最大能量時(shí)的波長(cháng)示值為測量值 , 然后按下式計算 波長(cháng)示值誤差 (λ ) 和重復性 (δλ ):
       式中 :  λr 為汞 ( 氖 ) 譜線(xiàn)的波長(cháng)理論值 ; λi 為求 ( 氖 ) 譜線(xiàn)的波長(cháng)測量值 ; λ max 為某 譜線(xiàn)三次測量值中的最大值 ; λmin為某譜線(xiàn)三次測量值中的最小值。
       專(zhuān)業(yè)標準推薦使用柔的五條譜線(xiàn) :253.65nm,365.01nm,435.837nm, 365.01 × 2nm,435.83´2nm。 檢定規程推薦使用汞和氛的譜線(xiàn) :253.7nm, 365.Onm,435.8nm,546.1nm,640.2nm(氖),724.5nm(氖) 和 811.6nm, 從 中選取 3~5 條譜線(xiàn)加以測試。
       如果沒(méi)有汞燈 , 可用砷燈 (193.7nm) 、鋅燈 (213.9nm) 、鎂燈 (285.2nm) 、 銅燈 (324.8nm) 、鈣燈(422.7nm) 、鉀燈 (766.5nm) 和銫燈 (852.1nm)來(lái)校驗 波長(cháng)示值誤差和重復性。

二、分辨率

       儀器的分辨率 , 是鑒別儀器對共振吸收線(xiàn)與鄰近的其它譜線(xiàn)分辨能力大小的一項重要技術(shù)指標。
       能夠清晰分辨開(kāi)鎳元素 231.0nm,231.6nm,232.Onm 三條相鄰的譜線(xiàn) , 則該儀器的實(shí)際分辨率為 0.4nm; 能夠清晰分辨開(kāi)汞265.2nm,265.4nm, 265.5nm 三條譜線(xiàn) , 該儀器的實(shí)際分辨率為 0.1nm; 能清晰分辨開(kāi)錳 297.5 nm,297.8 nm 兩條譜線(xiàn) , 該儀器的實(shí)際分辨率為 0.3nm。
       專(zhuān)業(yè)標準規定使用鎳的三條譜線(xiàn)來(lái)測試分辨率。定量分辨率的標準 , 是以 232.Onm 的透射比作為 100%,231.6nm 和 232.0nm 兩峰之間的波谷的透射比Tl1應不大于 25%,232.0nm 譜線(xiàn)的長(cháng)波處Tl2透射比不應大于 10%。
       用鎳燈作光源 , 光譜通帶為 0.2nm, 調出 232.0nm 譜線(xiàn)峰值波長(cháng)位置 , 調節負高壓 , 使透射比為 100%, 然后緩慢調節波長(cháng)選擇鼓輪使波長(cháng)逐漸變短 ,觀(guān)測波谷(l1)波長(cháng)處的透射比是否符合要求 , 然后再將波長(cháng)示值逐漸向增大方向變化 , 超過(guò) 232.0nm 波峰后 , 透射比 將明顯下降 , 觀(guān)測長(cháng)波處(l2)的透射比是否符合要求。必須注意的是 , 使用鎳燈的 231.6nm 離子線(xiàn)強度必須小于 232.Onm 譜線(xiàn)的強度 , 否則測試結果受燈的 質(zhì)量影響太大。
       檢定規程規定用錳燈的 279.5nm 和 279.8nm 譜線(xiàn)來(lái)測試分辨率。點(diǎn)錳燈 , 光譜通帶為 0.2nm, 調節光電倍增管負高壓 , 使 279.5nm 譜線(xiàn)的強度為100; 然后掃描測量錳雙線(xiàn) ,此時(shí)應能明顯分辨出 279.5nm和 279.8nm 兩條譜線(xiàn) , 且譜線(xiàn)間波谷的透射比不超過(guò) 40%。

三、基線(xiàn)穩定性

       基線(xiàn)穩定性是儀器的重要技術(shù)指標 , 它反映整機穩定性狀況;(xiàn)穩定性分靜態(tài)和動(dòng)態(tài)a兩種。
      (一) 靜態(tài)基線(xiàn)穩定性的測試
       點(diǎn)亮合格的銅燈 , 光譜通帶為 0.2mm, 量程擴展 10 倍 , 待儀器和銅燈預熱 30min 后 , 在原子化器未工作的狀況下 , 測定 324.8nm 譜線(xiàn)的穩定性 , 30 min 內吸光度最大漂移量不應大于 0.005; 最大瞬時(shí)噪聲不應超過(guò)0.005, 檢定規程 中對使用中的儀器有所放寬 , 這兩項指標不應超過(guò) 0.0060。
      雙光束儀器預熱 30min, 銅燈預熱 3min, 再按上述方法測定 ,3Omin 內吸光度最大漂移量和瞬時(shí)噪聲不應超過(guò)0.005,使用中的儀器 不應超過(guò)0.006。
      (三) 動(dòng)態(tài)基線(xiàn)穩定性的測試
      檢定規程中規定 , 必須測試動(dòng)態(tài)基線(xiàn)穩定性既 點(diǎn)火基線(xiàn)穩定性。 按測銅的最佳條件 , 點(diǎn)燃空氣-乙炔火焰 , 吸噴去離子水 ,10 min 后在吸噴去離子水的狀暨況下 , 按上述方法測量 30min 內吸光度最大漂移量和瞬時(shí)噪聲均不應超過(guò) 0.006, 而使用中的儀器不應超過(guò)0.0080。

四、邊緣能量

       輸出能量反映了儀器 對 光源輻射的集光本領(lǐng)。它和光源強度、儀器相對孔 徑、縫寬、光學(xué)元件質(zhì)量等因素有關(guān)。測試輸出能量這一性能的方法是測試不同空心陰極燈時(shí)所用的檢測器工作電壓 , 或比較同一元素燈不同譜線(xiàn)的透射比。
       而邊緣能量更能反映儀器的輸出能量。點(diǎn)燃砷燈和銫燈 , 待其穩定后 , 在光 譜通帶為 0.2nm 、響應時(shí)間不大于 1.5S 的條件下 , 砷燈 193.7nm 和銫燈 852.1nm 兩條譜線(xiàn)的峰值能量應可調到 100%, 且背景值與峰值之比應不大于2%o 測量譜線(xiàn)的瞬時(shí)噪聲 ,5min 內最 大 瞬時(shí)噪聲 ( 峰-峰值 ) 應不大于 0.03 A。 上述兩條譜線(xiàn)能量調至為 100% 時(shí) , 光電倍增管的高壓不應超過(guò) 650V, 使 用中的儀器可放寬到額定高壓值的 85% 。

五、靈敏度

       靈敏度為吸光度隨濃 度的變化率 dA/dC, 亦即校準曲線(xiàn)的斜率。原子吸收 分析的靈敏度用特征濃度來(lái)表示,其定文為能產(chǎn)生 1% 吸收 ( 吸光度 0.0044) 時(shí)所對應的元素濃度 , 由于靈敏度為校準曲線(xiàn)的斜率 , 故特征濃度可用下式計算 :
       式中 :C 為測試溶液的濃度 ( μg/mL);A 為測試溶液的吸光度。
       需要指出的是 , 測試溶液須用 純水 配制 , 濃度應選擇在校準曲線(xiàn)的直線(xiàn) 區 , 吸光度在 0.1~0.5, 以減少讀數誤差。測試應在最佳儀器條件下進(jìn)行 , 不應采用標尺擴展。
       專(zhuān)業(yè)標準規定 ,Zn(213.9nnl) 、 Mg(285.2nm) 和 K(766.5nm) 的特征濃度 應分別不大于 0.01 μg/mL,0.004μg/mL,0.02μg/mL 。測試特征濃度所用的溶液濃度分別為 0.2μg/mL,0.1 μ g/mL,0.5μg/mL。
      石墨爐原子吸收法的靈敏度是以特征質(zhì)量來(lái)表示的。特征質(zhì)量為能夠產(chǎn)生1% 吸收的分析元素的絕對量。計算公式為
       式中 :C 為濃度 ;V 為進(jìn)樣體積 ;A 為吸光度。
       檢定規程要求測定鎘的特征質(zhì)量 , 方法是 : 在最佳條件下,分別對空白和濃 度為 0.5ng/mL,1.0 ng/mL,2.0 ng/mL,5.0ng/mL鎘標準溶液進(jìn)行 3 次重復 測定 , 取 3 次測定平均值 , 按線(xiàn)性回歸法求出校準曲線(xiàn)斜率 , 即儀器測鎘的靈敏度, 然后按上式計算特征質(zhì)量。
       檢定規程規定 , 新制造和使用中的石墨爐儀器測鎘的特征質(zhì)量應分別不大于 1pg 和 2pg。

六、精密度

       精密度反映測量結果的重現性。根據誤差理論 , 標準偏差能較好地反映測 量過(guò)程的精密度。因此 , 原子吸收分析的精密度是用相對標準偏差Sr來(lái)度量的。
       專(zhuān)業(yè)標準規定 , 吸噴鋅標準溶液 (l μg/mL) 、續標準溶液 (0.5 μg/mL) 和鉀標準溶液 (2  g/mL), 分別平行測定 11 次 , 按下式計算相對標準偏差 :
       式中 : σ為標準偏差 ;A 為吸光度平均值。
       專(zhuān)業(yè)標準規定 , 測定這 3 種元素的精密度均不應大 1% 。
       檢定規程要求協(xié)定能產(chǎn)生 0.1~0.3 吸光度的銅標準溶液進(jìn)行 7 次測是 , 求出相對標準偏差。檢定規程規定 : 新制造的儀器 , 精密度為 E%; 使用中 i 的儀器 , 精密度為 1.5% 。
       對于石墨爐原子吸收來(lái)說(shuō) , 檢定規程要求測定鍋的精密度。對于 3.OOng/ mL 鋪標準溶液進(jìn)行 7 次重復測定 , 來(lái)出相對標準偏差。規定新制造和使用中 的儀器的精密度統別不大于 5% 和 7% 。

七、檢出限

       檢出限是原子吸收分光光度計最重要的技術(shù)指標。它只是映了在測量中的總噪聲電平大小 , 是靈敏度和穩定性的綜合性指標。
       檢出限意味著(zhù)儀器所能檢由元素的最低 ( 極限 ) 濃度。 , 按 IUPAC(1975 年 ) 規定 , 元素的檢出限定義為吸收信號相當于 3 倍噪聲電平所對應的元素濃度,計算公式為
      式中 :C 為試液濃度 ; 試液平均吸收值 ;d 為噪聲電平。
      噪聲電平是用空白溶液進(jìn)行不少于10次的吸收值測定 , 計算標準偏差的公式為:
      通常n =11 就可以了 , 較精確計算可取 n =20; 為空白吸收值n次平均值 ;Ai為空白溶液吸收值。
對檢出限的測試 , 應注意以下凡個(gè)問(wèn)題 :
      (1) 試驗溶液應為空白溶液或其濃度接近空白 , 通常取檢出限值的2~10倍。
      (2)測量順序應是空白和試液交替進(jìn)行。
      (3) 儀器的標尺護展通常開(kāi)到適當大的程度。只有當信號的增加優(yōu)先于噪聲電平增大時(shí) , 標尺擴展才是有效的。一般擴展 5~10 倍為宜。
      (4) 應在相同標尺擴展倍數下測試空白溶液和試驗溶液。計算時(shí) , 峰高的單位應取得一致。
       專(zhuān)業(yè)標準采用鋅 (0.01 μg/mL) 、鎂 (0.005μg/mL) 和鉀 (0.01 μg/mL) 標準 溶液來(lái)測試檢出限 , 平行測定 11 次 , 計算標準偏差 , 取標準偏差的 2 倍計算檢出 限。
       專(zhuān)業(yè)標準規定鋅、鎂和鉀的檢出限分別為 0.002 μ g/mL,0.0008 μg/mL,0.002μg/mL 。
       檢定規程中沒(méi)有特征濃度這一指標要求 , 突出強調了檢出限這一綜合指標。測試和計算方法如下 :
將儀器各參數調至最佳工作狀態(tài) , 用空白溶液調零 , 分別對濃度為 0.5 μ g/ mL,1.0 μ g/mL,3.0 μ g/mL,5.0μg /mL 的銅標準溶液進(jìn)行 3 次重復測定 : 取 3 次測定的平均值后 , 按線(xiàn)性回歸法求出校準曲線(xiàn)的斜率 , 即為測定銅的靈敏度 dA/dC。 同時(shí) , 對空白溶液或濃度 3 倍于檢出限的溶液平行測定 11 次 , 求 出標準偏差 SA, 然后按下式計算檢出限 :
   
       檢定規程規定 : 新制造儀器的檢出限應不大于 0.008μg/mL; 使用中的儀器應不大于 0.02 μg/mL。
       專(zhuān)業(yè)標準對石墨爐原子吸收法未做規定。檢定規程中規定鎘的檢出限不應大于 2pg。 測試方法為 : 將儀器各參數調至最佳工作狀態(tài) , 分別對空白和濃度為 0.5ng/mL,1.0ng/mL,3.0ng/mL,5.0ng/mL 鎘標準溶液進(jìn)行 3 次重復測定 , 取 3 次測定的平均值后 , 按線(xiàn)性回歸法求出校準曲線(xiàn)斜率 , 即為鎘的靈敏度 dA/dm。 在相同條件下測定空白溶液 11 次 , 求出其標準偏差 SA, 然后按下式計 算檢出限 :
      式中 :C 為溶液濃度 , 單位為 ng/mL;V 為進(jìn)樣體積 , 單位為μL 。

八、吸憤速率和表觀(guān)霧化效率

       吸噴速率俗稱(chēng)提升量 , 也叫吸噴量。一般情況下 , 吸噴速率低 , 霧化效率較高 , 霧滴細。但由于進(jìn)入火焰中待測元素的量較少 , 產(chǎn)生的基態(tài)原子數也少 , 則吸光度又受到影響。當吸噴速率過(guò)高時(shí)霧化不充分,霧滴大,影響后續原子化過(guò)程,,使靈敏度受到影響。通常儀器的吸噴速率為3~10mL/min。
       檢定規程規定,儀器的吸噴速率應不小于3mL/min。測試方法為:在最佳儀器條件下,在10mL量筒中注入去離子水至上端刻線(xiàn)處,將毛細管插入量筒底部,同時(shí)啟動(dòng)秒表,測量1min內量筒中水減少的體積即為吸噴速率。
       效率高低對分析靈敏度有重要影響,所謂霧化效率,是指進(jìn)入火焰的待測元素的量與吸提的待測元素的量成比例。實(shí)際工作中,常以表觀(guān)霧化效率來(lái)表示霧化效率。檢定規程規定,儀器的表觀(guān)霧化效率應不小于8%。測試方法為:將進(jìn)樣毛細管拿離水面,待廢液管出口處不再有廢液排出后,將它接到10mL量筒(量筒A)內,在另一個(gè)量筒中注入10mL水,在儀器最佳條件下,將毛細管插入水中,直至10mL水全部吸噴完畢,待廢液管再無(wú)廢液排出后,測量量筒A中所接廢液的體積V,根據下式計算表觀(guān)霧化效率:


九、背景校正能力

       對于僅有火焰原子化器的儀器 , 在 Cd 228.8nm 波長(cháng)處 , 先用非背景校正方 式測量。調零后 , 將吸光度約為 1 的屏網(wǎng)插入光路 , 讀下吸光度A1。 再改為背景校正方式 , 調零后 , 再把該屏網(wǎng)插入光路 , 讀下吸光度A2。A2/A1應不大于1/30, 即背景校正能為不小于30 倍。
       對于帶有石墨爐原子化器的儀器 , 將儀器參數調到石墨爐法測鎘的最佳狀 態(tài) , 以峰高測量方式 , 先進(jìn)行無(wú)背景校正方式測量。在石墨爐中加入一定量氯化鈉溶液 (5mg/mL) 使產(chǎn)生吸光度為 1左右的吸收信號, 讀下看該值A1。 再在背景校正 方式下測量等量氯化鈉溶液的吸收值A2。 A2/A1應不大 于 1/30, 即背景校正能為不小于30 倍。

十、儀器質(zhì)量等級標準

        根據原子吸收光譜儀質(zhì)量等級標準(JB/YQ050-89),儀器質(zhì)量可分為合格品、一等品和優(yōu)等品三級。質(zhì)量和技術(shù)的主要分級指標見(jiàn)下標
 
考核項目
合格品
一等品
優(yōu)等品
波長(cháng)準確度/nm
±0.5
±0.4
±0.3
波長(cháng)重復性/nm
0.3
0.2
0.1
分辨率
在232.0nm處能分開(kāi)Ni三線(xiàn),Tl2£10%, Tl1£25%
在279.5nm出能分開(kāi)Mn二線(xiàn),T/R£0.8
在279.5nm出能分開(kāi)Mn二線(xiàn),T/R£0.7
基線(xiàn)穩定性
單光束
±0.005A/30min
±0.004A/30min
±0.003A/30min
雙光束
±0.004A/30min
±0.003A/30min
±0.002A/30min
檢出限/
mg.ml-1
Zn
0.002
0.002
0.001
Mg
0.0008
0.0006
0.0004
K
0.002
0.002
0.001
特征質(zhì)量
/g
Cd
1´10-12
1´10-12
5´10-13
Cr
1´10-10
5´10-11
1´10-11
精密度
FAAS Zn、Mg、K
1%
0.7%
0.5%
GFAAS Cd、Cr
4%
3%
邊緣能量As、Cs/A
0.03
0.01
0.005
背景校正能力/倍
30
50
70
發(fā)布人:2010/11/19 10:03:001459 發(fā)布時(shí)間:2010/11/19 10:03:00 此新聞已被瀏覽:1459次