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係的曲線。
校準曲線包括標準曲線和工作曲線。
標準曲線:取不同含量標準溶液,直接加入試劑,顯色後進行測定,得出濃度值與信號值的線性關係。
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係。
注意:如經過試驗證實,標準溶液係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。
空白試驗:在製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汙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,應從上述幾方麵尋找原因。
這些影響因素控製好後,每個分析項目的空白值均會在一定範圍內波動。一般來說,空白值越小越好。
相關係數(r):表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,重新製作合格的校準曲線。
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係。
上述這些影響因素控製好,大多數分析項目的斜率能保持在一定的範圍內,當發現斜率上移或下降,超出了範圍,應從各影響因素中查找。
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個變量呈線性關係,則關係的密切程度可用簡單線性相關係數r來表示。在Excel中的函數是PEARSON(皮爾生)函數。r值的範圍在-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值越接近於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;對於石墨爐原子吸收光譜法,|r| ≥0.995也能接受。
某些分析項目,由於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,相關係數可適當放寬,要求|r| ≥0.995。
如果校準曲線的相關係數不能滿足規定的要求,則應找出原因並加以糾正,重新繪製合格的校準曲線。通常情況下,影響校準曲線相關係數的因素主要包括:標樣係列的配製、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。
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,截距越趨近於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。但由於存在難以控製的隨機因素,實驗中存在正的或負的係統誤差,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cun在zai顯xian著zhu性xing差cha異yi,表biao示shi校xiao準zhun曲qu線xian的de回hui歸gui計ji算suan結jie果guo準zhun確que度du不bu高gao,應ying找zhao出chu原yuan因yin予yu以yi校xiao正zheng。回hui歸gui方fang程cheng如ru果guo不bu經jing上shang述shu檢jian驗yan和he處chu理li就jiu直zhi接jie投tou入ru使shi用yong,則ze必bi將jiang給gei測ce定ding結jie果guo引yin入ru差cha值zhi等deng於yua的係統誤差。
截距檢驗也可以采用截距a對相對剩餘標準偏差 SE 的相對值作為檢驗指標。根據經驗值,其容許範圍為≥30%。對於不同的分析方法和精密度要求,容許範圍可作適當的調整。
3. 斜率檢驗
即檢驗分析方法的靈敏度,方fang法fa靈ling敏min度du是shi隨sui實shi驗yan條tiao件jian的de變bian化hua而er改gai變bian的de,在zai完wan全quan相xiang同tong的de分fen析xi條tiao件jian下xia,僅jin由you於yu操cao作zuo中zhong的de隨sui機ji誤wu差cha導dao致zhi的de斜xie率lv變bian化hua不bu應ying超chao出chu一yi定ding的de允yun許xu範fan圍wei,此ci範fan圍wei因yin分fen析xi方fang法fa的de精jing度du不bu同tong而er異yi。
例如:一般來說,分子吸收分光光度法要求其相對差值小於5%,而原子吸收分光光度法則要求其相對差值小於10%等。
由於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製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,而不需要每次都繪製。
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餘標準偏差 SE 或相對偏差。
剩餘標準偏差SE 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±3SE (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,並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,需要重新測定標樣係列,並重新製作回歸曲線。
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