2011年1月11日,北京光谱年会上。多位光谱界专家、学者就原子光谱和分子光谱分析技术的应用及其学科的发展、实验过程中光谱定量分析方法的使用进行了学术交流。来自清华大学邓勃教授做了《光谱定量分析中实验方法的数理处理几个问题的探讨》的报告。邓教授的报告围绕实际分析工作中常遇到的几个问题,引起大家的重视。
清华大学邓勃教授
一、分析方法的评价
实验中常常使用检出限、测定限、灵敏度来评价良好的检测能力;依靠精密度、准确度来评价测定结果的可靠性。但使用这些分析方法的评价指标时要主要它的限定条件。
检出限不是定性指标,是一个定量指标。求算检出限的必要条件是:①检出的判断标准是分析信号与空白噪声相区别;②表明检出结果的可靠程度(置信系数);③足够多的测量次数;④在低浓度区测量信号(与斜率有关) 。
测定限只有当分析信号比噪声或背景绝对值大到一定程度时才能清晰地从‘空白’ 和背景中分辨和有效地检测分析信号。因此,在实际测定中减小玷污、降低‘空白’对改善检出限具有重要意义,这也是有时要求测定和给出‘空白’值的原因。
灵敏度受仪器施加于检测器上的负高压的影响,依靠提高施加于检测器负高压来提高灵敏度,以期改善检出限是不可取的。而且,还会增大分析信号的不稳定性。如果通过优化实验条件提高灵敏度,改善检出限当然是可取的。
精密度分短期精密度和长期精密度。短期精密度与重复性相关联,长期精密度与再现性相关联。精密度不等同于重复性。表征随机误差,与系统误差无关。长期精密度不是多测些时间(如由30分钟延长至2小时)的精密度。
不能混淆校正曲线的线性动态范围与线性范围。确定抗干扰能力,不能忽略干扰组分之间的交互作用。
二、试验参数优化方法
单因素优化法是固定其他参数不变,只改变一个参数的水平,求得该因素优化水平,依次一个个参数进行优化。但这种方法只适合因素之间无相互效应场合,单因素优化条件是一定条件下的局部优化而非全局最优条件,只有将单因数优化得到的几组局部优化条件再进行二次优化,才能求得全局或接近全局优化条件;或采用多参数优化的方法。不能将单因素方法得到的实验条件视为最佳实验条件。
三、加标回收实验的可靠性
邓教授举例说明了加标回收是用来检查准确度的常用方法,其目的是通过加标量的回收率来证实加标前的测定值是否可靠。在证实的过程中采用类比推论的方法。
四、校正曲线的制作和应用
采用实验点不少于5点,实验点分布是中间点,低端、高端各两点的原则制作校正曲线。实验中注意校正曲线变动的检查。区分校正曲线的动态范围和线性范围,不能随意将校正曲线的线性范围延至零浓度,写为0~x,建议用校正曲线截距而不用零浓度点的值扣‘空白’。
五、分析结果的评价和表达
邓教授给大家介绍了表述测定结果的5个要素:
⑴ 测定值集中趋势(等精度测量用算术平均值,非等精度测量用加权平均值,在多人协同实验中应注意非等精度测量问题);
⑵ 测定值的分散程度(标准偏差或相对标准偏差或不确定度;
⑶ 置信程度(置信度或置信范围,k),不给出置信程度不便于不同测定结果之间的比对;
⑷ 经济效益评价(测定次数n,n也与置信系数取值有关);
⑸ 数字的正确表示-数字修约规则。