干貨 | 保證分析檢測(cè)數(shù)據(jù)可靠性的一些關(guān)鍵問題
為了保證分析檢測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性,分析檢測(cè)人員必須重視的以下問題:影響分析測(cè)試誤差的5大因素、對(duì)分析誤差的表述、排除疑問數(shù)據(jù)的方法、判斷分析檢測(cè)數(shù)據(jù)可靠性的具體方法、理解儀器的性能技術(shù)指標(biāo)對(duì)分析誤差的影響及有關(guān)問題、處理好日常分析檢測(cè)報(bào)告中常見的一些錯(cuò)誤、儀器條件對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響、開展方法學(xué)研究等。
重視消除分析檢測(cè)誤差產(chǎn)生的五大因素
一般來講,傳統(tǒng)的誤差理論將誤差區(qū)分為隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差。在測(cè)量過程中,某些影響分析測(cè)量誤差的因素不可能得到全部控制,所以不可避免會(huì)產(chǎn)生各種誤差。原子吸收分光光度計(jì)(AAS)、紫外可見分光光度計(jì)(UVS)等各類光譜儀器,高效液相色譜(HPLC)、氣相色譜(GC)等色譜儀器和質(zhì)譜(MS)、色質(zhì)聯(lián)用等儀器都是如此。據(jù)統(tǒng)計(jì),樣品前處理過程可占到整個(gè)樣品分析的60%時(shí)間,分析測(cè)試的誤差大多由儀器本身或樣品前處理過程中產(chǎn)生。
由于誤差不可避免,所有分析檢測(cè)工作者必須重視影響儀器測(cè)量結(jié)果可靠性的因素,特別是要重視隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差對(duì)分析檢測(cè)結(jié)果可靠性的影響。分析檢測(cè)工作者必須理解自己的任務(wù)和目標(biāo),然后沿著任務(wù)和目標(biāo)去努力。
那么要得到準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)應(yīng)注意哪些方面呢?關(guān)鍵是要重視影響分析檢測(cè)誤差的來源和分析誤差相關(guān)因素,并且努力消除之。目前,全世界的科學(xué)家一致認(rèn)為,分析誤差的來源,最主要的是五個(gè)方面:
樣品前處理
樣品前處理占分析誤差比重很大(約占總誤差的30%),前處理過程不但產(chǎn)生很大的分析檢測(cè)誤差,而且所占時(shí)間很多(占總時(shí)長(zhǎng)的61%)。
儀器的主要性能指標(biāo)
儀器的技術(shù)指標(biāo)非常重要,能直接影響或限制分析誤差(約占總誤差的30%)。例如:光譜儀器的波長(zhǎng)準(zhǔn)確度、波長(zhǎng)重復(fù)性、雜散光(熒光背景)、噪聲(N)、積分時(shí)間、檢測(cè)限、分辨率、穩(wěn)定性等等,都是直接影響分析檢測(cè)數(shù)據(jù)可靠性的關(guān)鍵指標(biāo)。
儀器條件的選擇和操作水平
SBW、積分時(shí)間、進(jìn)樣方式、清潔衛(wèi)生等,這些因素產(chǎn)生的誤差約占總誤差的35%。
分析方法產(chǎn)生的誤差
各類分析儀器本身普遍存在理論誤差,例如:吸收光譜是研究物質(zhì)對(duì)光的吸收的分析設(shè)備,它是根據(jù)比耳定律設(shè)計(jì)的。但比耳定律理論上是指平行光照射物質(zhì)上,物質(zhì)對(duì)這束平行光產(chǎn)生吸收。由于市面上99%的吸收光譜類儀器不是平行光,所以會(huì)產(chǎn)生理論誤差。此外還有數(shù)據(jù)處理算法、回歸方程不完善等因素,造成分析誤差(約占總誤差的2%)。
環(huán)境干擾產(chǎn)生的誤差
儀器放置處的電場(chǎng)、磁場(chǎng)、振動(dòng)等等的干擾等均會(huì)產(chǎn)生分析誤差(約占總誤差的3%)。
重視對(duì)分析檢測(cè)數(shù)據(jù)誤差的準(zhǔn)確表述
在正式討論前,先簡(jiǎn)單介紹國(guó)際上幾個(gè)主要表述分析檢測(cè)誤差的定義和術(shù)語。
精密度有關(guān)的定義和術(shù)語
按ISO 5725、GB/T 6379和GB/T 3358.1等標(biāo)準(zhǔn),對(duì)《統(tǒng)計(jì)學(xué)術(shù)語》、精密度、正確度等的有關(guān)定義與術(shù)語表述于下:
接受參照值(accepted reference):用作比較的、經(jīng)協(xié)商同意的標(biāo)準(zhǔn)值,它來源于:
(1)基于科學(xué)原理的理論值或確定值;
(2)基于一些國(guó)家或國(guó)際組織的實(shí)驗(yàn)工作的指定值或認(rèn)證值;
(3)基于科學(xué)或工程組織贊助下,合作實(shí)驗(yàn)室工作中的同意值或認(rèn)證值;
當(dāng) (1)、(2)、(3)不能獲得時(shí),則用可測(cè)量的期望值,即規(guī)定測(cè)量總體的均值。
準(zhǔn)確度(accuracy):測(cè)試結(jié)果與接受參照值間的一致程度;或測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值之差為準(zhǔn)確度。需要注意,準(zhǔn)確度是當(dāng)用于一組測(cè)試數(shù)據(jù)時(shí),由隨機(jī)誤差分量和系統(tǒng)誤差(即偏倚)分量組成的值。
正確度(trueness):由大量測(cè)試結(jié)果得到的平均數(shù)與接受參照值間的一致程度。需要注意,正確度的量度通常用術(shù)語偏倚表示。
重復(fù)性(repertability):在重復(fù)性條件下的精密度或離散性。
重復(fù)性條件(repertability conditions):在同一實(shí)驗(yàn)室,由同一操作員使用相同的設(shè)備,按相同的測(cè)量方法,在短時(shí)間內(nèi)對(duì)同一被測(cè)對(duì)象相互獨(dú)立的測(cè)量條件。
重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差(repertability standard deviation):在重復(fù)性條件下所得測(cè)試結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差。
重復(fù)性限:一個(gè)數(shù)值,在重復(fù)性條件下,兩個(gè)測(cè)試結(jié)果的絕對(duì)差小于或等于此數(shù)的概率為95%,用r表示。
再現(xiàn)性(reproducibility):在再現(xiàn)性條件下的精密度。
再現(xiàn)性條件(reproducibility conditions):在不同實(shí)驗(yàn)室、由不同操作員使用不同的設(shè)備,按相同的測(cè)試方法,對(duì)同一被測(cè)對(duì)象相互獨(dú)立進(jìn)行的測(cè)試條件。
再現(xiàn)性標(biāo)準(zhǔn)差(reproducibility standard deviation):測(cè)試結(jié)果的絕對(duì)差小于或等于在再現(xiàn)性條件下所得測(cè)試結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差?! ?/font>
再現(xiàn)性限:一個(gè)數(shù)值,在再現(xiàn)性條件下,兩個(gè)于此數(shù)的概率為95%,用R表示。
精密度的表示方法
目前,一般按ISO 5725和GB 6379的規(guī)定,用測(cè)量重復(fù)性和再現(xiàn)性(復(fù)現(xiàn)性)來表示精密度。
過去,分析方法的精密度大都以“允許差”表達(dá);但是,用允許差來表達(dá)精密度的方式在理論上和實(shí)踐上都會(huì)遇到不少矛盾,可操作性差。例如:
(1)對(duì)允許差的具體應(yīng)用條件無明確規(guī)定。
(2)不同的分析方法產(chǎn)生的誤差因素不同,幾個(gè)不同的分析方法采用同一允許差數(shù)值,顯然是不合理的。
(3)一個(gè)測(cè)量范圍使用同一允許差數(shù)值,在一個(gè)較寬的范圍內(nèi)使用同一允許差數(shù)值來判斷是不等權(quán)的。
重視對(duì)分析檢測(cè)數(shù)據(jù)有疑問時(shí)的解決方法
我們?cè)谌粘5姆治鰷y(cè)試工作中,許多分析工作者往往不會(huì)分析、判斷自己分析測(cè)試的數(shù)據(jù)是否正確、是否可靠,甚至有時(shí)對(duì)自己分析測(cè)試的數(shù)據(jù)有點(diǎn)半信半疑。特別是當(dāng)有人問及分析測(cè)試數(shù)據(jù)的可靠性時(shí),不敢直截了當(dāng)?shù)幕卮?。這樣的情況,如果在質(zhì)檢部門出現(xiàn)將嚴(yán)重影響執(zhí)法,有時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果。即使是在一般的科研工作中,這種情況也是不允許的。因此,如何判斷分析測(cè)試數(shù)據(jù)的可靠性,是分析測(cè)試工作者要解決的重要問題之一。
當(dāng)分析測(cè)試工作者完成自己的分析測(cè)試任務(wù)后,如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)有疑問,或發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)不可靠,應(yīng)該首先分析、考慮以下問題:
查看自己的樣品是否正確
首先要查看自己的樣品是否正確(名稱、等級(jí)),樣品、溶劑是否過期、量具是否符合要求、稱量是否準(zhǔn)確。特別是出現(xiàn)懷疑測(cè)試數(shù)據(jù)有問題時(shí),首先要考慮試樣的前處理過程,詳細(xì)檢查試樣前處理過程中的每一步是否嚴(yán)格按照要求處理,不能有半點(diǎn)疏忽。
查儀器條件的選擇是否恰當(dāng)
例如:光譜儀器的波長(zhǎng)設(shè)置、掃描速度選擇、量程選擇等是否合理;色譜儀器的流動(dòng)相流速、柱子的壽命、檢測(cè)器是否進(jìn)行了調(diào)零,是否作了基線校正、是否作了暗電流校正、空白調(diào)0的溶液是否符合要求等。
特別是分析儀器的調(diào)0問題,一般來講,分析儀器的調(diào)0分為儀器調(diào)0和空白調(diào)0兩種。從儀器學(xué)理論來看,儀器調(diào)0是消除由于儀器噪聲、漂移、外界干擾等因素造成的儀器0點(diǎn)不在原位的情況。主要方法是通過儀器的光學(xué)、機(jī)械、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)等來實(shí)現(xiàn)儀器歸0。如果儀器的調(diào)0不好,整個(gè)分析過程中儀器都不可能穩(wěn)定,不能得到穩(wěn)定、可靠的分析測(cè)試數(shù)據(jù)。空白調(diào)0是利用空白溶液校正儀器測(cè)試樣品前的綜合0點(diǎn),這是分析工作者用好儀器、保證分析結(jié)果的可靠性最重要的一步。有些分析工作者為了省事,不管對(duì)什么樣品的分析,一律用蒸餾水作為空白來調(diào)0,這是很不妥的。因?yàn)橛行﹥x器分析(如原子吸收)的試樣越稀,誤差越大,不能不分具體情況盲目用蒸餾水調(diào)0。要根據(jù)儀器特性,如生化儀器、PCR等可以用蒸餾水調(diào)0,有些則不能用蒸餾水(如AAS、UVS等),某些儀器則需要參比液調(diào)0(如雙光路UVS)。所以,分析測(cè)試工作者一定要注意調(diào)0的問題。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),一般來講,AAS使用3倍最小檢測(cè)限的溶液或0.5%的硝酸水溶液調(diào)0為最佳。同時(shí),還要特別注意試樣的pH值,要保證試樣與空白的pH值接近,否則會(huì)出現(xiàn)負(fù)峰。
除了調(diào)0影響,對(duì)嚴(yán)重影響分析結(jié)果的光度準(zhǔn)確度(檢測(cè)的最終結(jié)果)相關(guān)性能技術(shù)指標(biāo)更要嚴(yán)加檢查。例如對(duì)AAS要檢查儀器的噪聲、檢測(cè)限、邊緣能量、特征濃度、特征量等,UVS要檢測(cè)噪聲(N)、光譜帶寬(SBW)、雜散光(SL)等是否符合要求。對(duì)使用了若干年的舊儀器,長(zhǎng)期使用導(dǎo)致儀器光學(xué)元件受潮或污染,使光學(xué)性能變壞、信噪比降低,進(jìn)而影響測(cè)試數(shù)據(jù)的可靠性。從儀器學(xué)理論講:一般在試樣濃度較稀時(shí)更要注意檢查噪聲。因?yàn)樵肼暿窍拗票粶y(cè)試樣檢測(cè)限的性能技術(shù)指標(biāo),是主要分析誤差的來源,反之則要認(rèn)真檢查SL。因?yàn)?/font>SL是限制被測(cè)試試樣濃度上限的性能技術(shù)指標(biāo),也是主要分析誤差的來源之一。特別是由于長(zhǎng)期使用,光柵傳動(dòng)機(jī)構(gòu)受到磨損,會(huì)產(chǎn)生波長(zhǎng)準(zhǔn)確度誤差,導(dǎo)致分析測(cè)試數(shù)據(jù)不準(zhǔn),這個(gè)問題也應(yīng)該引起高度重視。
對(duì)于長(zhǎng)期不用的儀器,同時(shí)懷疑數(shù)據(jù)有問題時(shí),首先應(yīng)對(duì)儀器的主要性能技術(shù)指標(biāo)作全面測(cè)試,一定要保證儀器的主要技術(shù)指標(biāo)符合國(guó)家有關(guān)計(jì)量檢定規(guī)程的要求(與檢定證書一致)。
認(rèn)真查看儀器周圍有無干擾存在
特別是電、磁場(chǎng)的干擾更要重視,哪怕是幾十米或近百米以外飛機(jī)的起降,都應(yīng)作為考慮的因素。震動(dòng)干擾也應(yīng)注意排除,否則得不到可靠的分析測(cè)試結(jié)果。
如果是發(fā)現(xiàn)分析測(cè)試結(jié)果與文獻(xiàn)值或標(biāo)準(zhǔn)或與其它儀器分析測(cè)試的結(jié)果不一致時(shí),首先要查看儀器條件(波長(zhǎng)、光譜帶寬、掃描速度;液相色譜儀的流動(dòng)相流速、色譜柱等)設(shè)置是否一致、儀器的檔次(型號(hào)、噪聲、檢測(cè)限等)是否符合要求,儀器的條件選擇是否一致和合理等。
重視和掌握數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)可靠性判斷的具體方法
加標(biāo)回收率的測(cè)定
由于工作中樣品溶液與標(biāo)準(zhǔn)溶液基體一致是很難做到的,基體中有無干擾可以通過加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)確定:即在被測(cè)樣品中加入標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),測(cè)定其回收率,這是目前國(guó)內(nèi)外各種實(shí)驗(yàn)室中常用而又方便確定檢測(cè)數(shù)據(jù)可靠性(準(zhǔn)確度)的方法。但是,加標(biāo)回收仍需要注意以下幾個(gè)問題:
(1)若樣品濃度小于測(cè)定下限時(shí),則加入測(cè)定下限(標(biāo)準(zhǔn)系列濃度最低點(diǎn))的濃度,否則無效。
(2)作標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí):實(shí)驗(yàn)點(diǎn)不少于5個(gè)點(diǎn)(最好7個(gè)點(diǎn)),有人只做3個(gè)點(diǎn)不妥,太少了。
(3)加標(biāo)回收時(shí)需要加3個(gè)水平的添加量,因?yàn)榛厥章室暫坎煌胁町悺<訕?biāo)點(diǎn)的位置應(yīng)該是三個(gè)(線性范圍的兩端各一點(diǎn)、線性范圍中間取一點(diǎn))。
重視相關(guān)系數(shù)r與斜率b的關(guān)系,避免誤判分析測(cè)試數(shù)據(jù)的可靠性。從儀器學(xué)理論和分析化學(xué)的角度來看,我們平日所講的標(biāo)準(zhǔn)曲線又稱校正曲線,其理論依據(jù)是郎伯-比爾定律。即:A=KLC
式中:A為吸光度;K為系數(shù);L為光程;C為試樣濃度。
現(xiàn)代分析儀器自動(dòng)化水平都較高,都帶有計(jì)算機(jī)及配套軟件。在測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)濃度溶液后,都能通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)獲得相應(yīng)的吸光度,根據(jù)回歸方程y=bx+a,自動(dòng)給出校正曲線及校正曲線的相關(guān)系數(shù)(r)、斜率(b)和截距(a)。但吸光度A與試樣濃度C之間的關(guān)系A=f(C)只是相關(guān)關(guān)系,只有當(dāng)r≈1時(shí),吸光度A與試樣濃度C之間的關(guān)系才可近似地看作線性函數(shù)關(guān)系,最終根據(jù)測(cè)得的樣品吸光度A值直接由A=f(C)反求試樣濃度C值。當(dāng)r偏離1較大時(shí),則根據(jù)測(cè)得的吸光度A值直接由A=f(C)反求試樣濃度C值將產(chǎn)生較大的誤差。所以,注重r這個(gè)重要數(shù)據(jù)是對(duì)的。
但是,許多科技工作者只是單一的注重r這個(gè)重要數(shù)據(jù),專門追求r值的大小,并且主要根據(jù)r值來對(duì)檢測(cè)結(jié)果下結(jié)論,這就不對(duì)了。他們只看r值達(dá)到了幾個(gè)“9”,并且很多科技工作者片面追求相關(guān)系數(shù)是否達(dá)到三個(gè)9以上:他們認(rèn)為r值達(dá)到0.999,就算測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確了。這是不對(duì)的,為什么?因?yàn)槎鄶?shù)實(shí)驗(yàn)室忽略了斜率的變化。測(cè)定中的吸光度是隨濃度的變化而改變的,如果濃度不準(zhǔn)確,如標(biāo)樣濃度變小,吸光度也隨之變小,反之亦然。根據(jù)回歸方程y=bx+a,斜率b增大,吸光度也隨之增大。所以即使相關(guān)系數(shù)好,測(cè)定結(jié)果也不一定準(zhǔn)確。往往在接受質(zhì)控考核中會(huì)遇到這個(gè)問題,我們應(yīng)引起重視。
重視測(cè)量方法與測(cè)量結(jié)果的朔源
測(cè)量方法至少包括抽樣,樣品前處理和儀器測(cè)定三個(gè)部分組成。除樣品的代表性(送樣只對(duì)送樣負(fù)責(zé)、采樣對(duì)批量負(fù)責(zé))、合理的前處理外,還要朔源儀器的檢定。當(dāng)對(duì)某樣品測(cè)定時(shí),無論選用哪種分析方法,都要用化學(xué)組成形態(tài)與樣品相似的標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)同時(shí)進(jìn)行測(cè)量,只有標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)的測(cè)量結(jié)果在證書值給定范圍內(nèi),才能說明測(cè)量結(jié)果的可靠性。這也說明了標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)的重要性。
重視標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)系列濃度范圍的關(guān)系
據(jù)分析儀器(儀器學(xué)理論)和儀器分析(分析化學(xué)理論)的理論,很多分析都是相對(duì)測(cè)量,所以標(biāo)準(zhǔn)特別重要。一般情況下,要求試樣濃度應(yīng)盡量在標(biāo)準(zhǔn)系列的中間。例如食品等需要消解的樣品,根據(jù)衛(wèi)生部食品標(biāo)準(zhǔn)方法,AAS石墨爐法測(cè)Pb的標(biāo)系為:10~80ng/mL。若稱樣量2 g,經(jīng)微波消解后定容為10mL待測(cè),測(cè)得的樣品Pb的含量,按衛(wèi)生部標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算則為0.2(μg)×2(樣品量)/10mL=40ng/mL。這個(gè)結(jié)果很好,在標(biāo)系范圍內(nèi),并且在標(biāo)系中間。
注重樣品測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值不一致時(shí)的處理判斷方法
任何分析檢測(cè)工作的結(jié)果很容易引入誤差,測(cè)定值往往與真實(shí)值不同。因此,一定要重視這些誤差對(duì)測(cè)定結(jié)果可能產(chǎn)生的影響,并要控制在一個(gè)很小范圍內(nèi)。例如:測(cè)定水中的Pb,其測(cè)定值為11.0ng/mL;采用生活飲用水國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(10.0ng/mL)衡量,則11.0ng/mL超標(biāo)。但是若對(duì)10ng/mL的Pb標(biāo)準(zhǔn)溶液,進(jìn)行多次測(cè)定,其濃度可能在8.0~12.0ng/mL范圍內(nèi)變化,從測(cè)定誤差考慮,飲用水中的Pb也可認(rèn)為11.0ng/mL不超標(biāo),也可以判定合格。所以分析測(cè)試工作者對(duì)數(shù)據(jù)的分析和處理結(jié)論都很重要。
不同方法的比較
(1)當(dāng)采用不同分析方法對(duì)同一樣品進(jìn)行重復(fù)測(cè)定所得結(jié)果一致,則檢測(cè)數(shù)據(jù)可靠。
(2)采用不同類型儀器(紫外、液相;AAS、滴定等)對(duì)同一樣品進(jìn)行重復(fù)測(cè)定所得結(jié)果一致,則檢測(cè)數(shù)據(jù)可靠。
(3)同一類型的不同儀器(例如不同型號(hào)的液相、不同型號(hào)的紫外等)對(duì)同一樣品進(jìn)行重復(fù)測(cè)定所得結(jié)果一致,則檢測(cè)數(shù)據(jù)可靠。
(4)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法檢驗(yàn)。統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)表明,多次測(cè)試結(jié)果其差異不明顯時(shí)(或數(shù)據(jù)在誤差要求范圍內(nèi)時(shí)),則可認(rèn)為測(cè)試數(shù)據(jù)可靠。
重視理解儀器性能指標(biāo)對(duì)分析誤差的影響
這是所有分析檢測(cè)工作者必須注重的問題,也是保證分析檢測(cè)數(shù)據(jù)可靠性好的最重要的問題之一。作者列舉如下幾個(gè)要點(diǎn),便于讀者理解:正確理解精度、精密度和準(zhǔn)確度的關(guān)系。
精度、精密度、準(zhǔn)確度這些指標(biāo)大家經(jīng)常用到,但是很多人仍搞不清他們的關(guān)系。有的科技工作者講:“分析檢測(cè)儀器中沒有準(zhǔn)確度一說”;有人認(rèn)為“精密度或重復(fù)性就是準(zhǔn)確度”。這些都是錯(cuò)誤的概念。精密度或重復(fù)性是指的多次測(cè)量中的離散性,如:3次或5次測(cè)量結(jié)果中,最大值與最小值之差即為重復(fù)性。精度包含準(zhǔn)確度(Accuuracy)、精密度(Precision),這個(gè)問題大家也經(jīng)常模糊不清。準(zhǔn)確度則是指實(shí)際測(cè)量的值與真值或理論值之差,精密度表征重復(fù)性或離散性,一般取平均值表示。精密度和準(zhǔn)確度是完全不同的兩個(gè)概念。
檢測(cè)限(又叫檢出限)、靈敏度和測(cè)定限
檢測(cè)限是表征儀器檢測(cè)能力的指標(biāo),表征儀器的靈敏度。可以指明對(duì)某個(gè)物質(zhì)的最小檢測(cè)量(如HPLC對(duì)萘的檢測(cè)限為10-9mg/mL等),也可用S/N表示,一般用S/N=2為定性檢測(cè)限。而定量檢測(cè)時(shí),有人用S/N=10表征檢測(cè)限;但是一般用S/N=3(我國(guó)很多標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定用S/N=2),也有用3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差作為檢測(cè)限的。測(cè)定限是指能測(cè)出的數(shù)據(jù),與N無關(guān)。檢測(cè)限和測(cè)定限的區(qū)別如下圖:
標(biāo)準(zhǔn)偏差SD(也可以用σ表示)和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD
它們是廣大分析檢測(cè)科技工作者使用最多一個(gè)指標(biāo),用于表征分析檢測(cè)的離散性或重復(fù)性。但是在具體應(yīng)用時(shí),很多科技工作者的操作不規(guī)范。有人做3次平行數(shù)據(jù)、有人做5次平行數(shù)據(jù),這些都是不妥的。我們認(rèn)為,做SD測(cè)量時(shí)應(yīng)該至少做6次以上,所以有些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定平行數(shù)據(jù)不得少于6次就是這個(gè)道理。
相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD是指在同一條件下,對(duì)同一試樣多次重復(fù)測(cè)量,測(cè)量結(jié)果相互符合的程度或離散性,又叫精密度或重復(fù)性。
精密度通常用統(tǒng)計(jì)方法來計(jì)算;如:對(duì)于同一試樣,在相同條件下進(jìn)行多次測(cè)量,測(cè)出某值Xi,并求出多次測(cè)量的平均值X:
此時(shí),標(biāo)準(zhǔn)偏SD(又可以用σ表示)可由下式求得:
式中的σ為標(biāo)準(zhǔn)偏差;n為測(cè)定次數(shù),Xi為第i次測(cè)量的值。X為多次測(cè)量的平均值。此時(shí),相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差一般慣用RSD表示:RSD=SD/X′100%
當(dāng)我們的測(cè)量次數(shù)足夠多的時(shí)候,SD遵循高斯定律,SD獲得的正負(fù)次數(shù)大約相等,因此,分析測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差也可以用±SD表示。但是作者認(rèn)為還是不加“±”為好。分析檢測(cè)人員正確理解和正確運(yùn)用這些檢測(cè)儀器的性能技術(shù)指標(biāo),是用好一臺(tái)檢測(cè)儀器的關(guān)鍵,或者說是得到準(zhǔn)確可靠分析檢測(cè)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。希望廣大讀者重視這些指標(biāo)的物理意義的理解,重視對(duì)這些指標(biāo)的自檢方法,正確選擇和運(yùn)用這些技術(shù)指標(biāo)。這樣才能真正用好檢測(cè)儀器,保證分析檢測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性,真正的成為一名合格的檢測(cè)人員。
重視日常分析檢測(cè)工作中分析數(shù)據(jù)處理的常見錯(cuò)誤
在日常的分析檢測(cè)報(bào)告中,經(jīng)常出現(xiàn)表述不妥當(dāng)或者不規(guī)范的現(xiàn)象,大家應(yīng)該引起重視。
檢出結(jié)果為“0”或“未檢出”
測(cè)試結(jié)果的表述與測(cè)試方法、標(biāo)準(zhǔn)、儀器條件等有關(guān),如果有些國(guó)標(biāo)、行標(biāo)、企標(biāo)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)0.003μg/mL,此時(shí)檢測(cè)報(bào)告中的“0”和“未檢 出”應(yīng)寫“低于0.003μg/mL”,絕對(duì)不能寫“檢出結(jié)果為0”和“未檢出”。如果沒有國(guó)標(biāo)、行標(biāo)、企標(biāo),檢測(cè)人員根據(jù)當(dāng)時(shí)的方法、使用儀器型號(hào)、選擇儀器條件,經(jīng)過認(rèn)真檢驗(yàn)和判斷,在報(bào)告中寫上檢測(cè)結(jié)果。如果真的檢測(cè)不出來,可以在報(bào)告中寫低于儀器檢測(cè)限(但應(yīng)給出具體數(shù)據(jù):如使用某HPLC,其檢測(cè)限為萘1.0×10-8g/mL。此時(shí),對(duì)萘的檢測(cè)報(bào)告中可寫:低于1.0×10-8g/ml。但是絕對(duì)不能寫“未檢出”或“0”)。
AAS數(shù)據(jù)處理值得高度重視
在驗(yàn)收AAS時(shí),經(jīng)常出現(xiàn)驗(yàn)收單上有指標(biāo)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)值,但沒有驗(yàn)收實(shí)測(cè)值和結(jié)論的現(xiàn)象。例如:有人在驗(yàn)收TAS-990F時(shí),用Hg燈的特征波長(zhǎng)來測(cè)試儀器的波長(zhǎng)準(zhǔn)確度。他選用三條特征波長(zhǎng):253.7nm、546.1nm、871.6nm,這是對(duì)的。然而在“驗(yàn)收實(shí)測(cè)值”欄里卻有9個(gè)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),它們是:253.84nm、253.85nm、253.85nm、546.19nm、546.19nm、546.20nm、871.64nm、871.64nm、871.65nm。那么問題出在哪里?第一,標(biāo)準(zhǔn)值(或要求值)只要求小數(shù)點(diǎn)后一位(253.7nm、546.1nm、871.6nm),但實(shí)測(cè)值為小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)字(例如:253.84…);第二,沒有結(jié)論。在驗(yàn)收實(shí)測(cè)值這欄中,應(yīng)該對(duì)9個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理(例如取均值),最終得出一個(gè)實(shí)測(cè)結(jié)論,最后填寫驗(yàn)收實(shí)測(cè)值的結(jié)論值。在這個(gè)案例中,結(jié)論值應(yīng)該是±0.2nm。所以大家一定要重視數(shù)據(jù)處理這一問題。
很多日常的檢測(cè)報(bào)告中,不注明工作環(huán)境條件
例如,我國(guó)南方在室溫為8℃和30℃時(shí)進(jìn)行測(cè)試時(shí),得到的數(shù)據(jù)是不同的。此外濕度的大小也會(huì)影響實(shí)際檢測(cè)的數(shù)據(jù)。這些細(xì)節(jié)問題,往往是很多分析測(cè)試科技工作者所忽略的,作者認(rèn)為應(yīng)該引起實(shí)驗(yàn)室管理人員以及檢測(cè)人員的重視。
重視測(cè)定條件選擇對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響
根據(jù)儀器學(xué)理論,針對(duì)不同儀器和不同樣品,分析測(cè)試人員要選用不同儀器分析條件進(jìn)行分析,否則誤差容易增大。所以,相關(guān)操作人員一定要從儀器學(xué)(理論)和分析化學(xué)(實(shí)踐)兩個(gè)角度,認(rèn)真注意選擇分析條件。
另外,對(duì)測(cè)定高濃度(濃度在標(biāo)準(zhǔn)系列濃度直線以外,例如:2~4ng/ml以上)的鈉、鉀、鋅等樣品時(shí),要適當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)燃燒頭的角度,并且將高濃度的吸光度控制在0.2~0.5Abs最佳值以內(nèi)(即在儀器的線性范圍內(nèi)),其目的是控制或減少分析誤差。
從儀器學(xué)理論和分析化學(xué)的實(shí)踐要求來講,光譜、色譜等儀器的檢測(cè)條件選擇非常重要。很多研究證明,UVS、AAS、HPLC等儀器的條件選擇對(duì)最終的檢測(cè)結(jié)果又顯著的影響。
此外,儀器操作人員特別要重視操作程序,不能著急,不然可能會(huì)浪費(fèi)寶貴的實(shí)驗(yàn)時(shí)間。雖然實(shí)驗(yàn)技巧大家都知道,但也要重視實(shí)驗(yàn)操作程序,順利完成樣品檢測(cè)。