郭毅，賀寧，高旭輝

(陜西省計(jì)量科學(xué)研究院，西安 710065)

薄層色譜掃描儀具有微量、快速、分離效率高和靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于藥物、食品、石油化工、精細(xì)化工、生命科學(xué)等領(lǐng)域［1-7］。此類儀器國(guó)家沒有統(tǒng)一的量值溯源方法和標(biāo)準(zhǔn)裝置，無(wú)法確認(rèn)儀器能否作為合格的計(jì)量器具使用。國(guó)內(nèi)部分計(jì)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)提出了相關(guān)的檢測(cè)方法，并采用點(diǎn)樣展開法薄層板作為檢定用標(biāo)準(zhǔn)板。而此類薄層板不易保存，不方便攜帶，并且不能測(cè)定儀器測(cè)量線性，無(wú)法全面評(píng)價(jià)儀器性能。鑒于薄層色譜掃描儀目前國(guó)內(nèi)的量值溯源現(xiàn)狀，筆者申請(qǐng)了國(guó)家質(zhì)檢總局科技計(jì)劃項(xiàng)目“薄層色譜掃描儀檢定方法及標(biāo)準(zhǔn)裝置研究”(2013年已通過(guò)國(guó)家質(zhì)檢總局組織驗(yàn)收)。通過(guò)該項(xiàng)目的研究，總結(jié)出了此類儀器的檢定方法，研制了已知孔徑的六孔薄層色譜標(biāo)準(zhǔn)板，并首次對(duì)儀器測(cè)量線性提出了技術(shù)要求。保證了此類儀器的性能得到全面正確的評(píng)價(jià)。

1 檢定項(xiàng)目及性能指標(biāo)

薄層色譜掃描儀包括光源、單色器、樣品臺(tái)、檢測(cè)器和記錄儀等5部分，需要對(duì)每個(gè)可能影響儀器性能的部分進(jìn)行研究。樣品臺(tái)是放置薄層板的地方，掃描時(shí)來(lái)自單色器的光照射到薄層板上，樣品臺(tái)帶著薄層板相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而完成樣品分析過(guò)程。檢測(cè)器是把來(lái)自樣品臺(tái)的反射或透射光信號(hào)變成電信號(hào)后進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)器的靈敏度、穩(wěn)定性直接影響測(cè)量結(jié)果。通過(guò)以上對(duì)儀器結(jié)構(gòu)的分析，筆者總結(jié)出對(duì)以下幾個(gè)參數(shù)進(jìn)行量值溯源，可以全面評(píng)價(jià)儀器的性能，通過(guò)對(duì)不同生產(chǎn)廠家儀器的大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)，確定符合表1技術(shù)指標(biāo)的儀器可滿足樣品分析使用的要求。

2 薄層色譜掃描儀的量值溯源方法

2.1 波長(zhǎng)示值誤差和重復(fù)性

參考紫外可見分光光度計(jì)的波長(zhǎng)檢定方法，采用低壓汞燈作為標(biāo)準(zhǔn)器使用［8］。低壓汞燈的特征波長(zhǎng)是國(guó)際公認(rèn)的波長(zhǎng)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于儀器波長(zhǎng)示值誤差和重復(fù)性的檢定方法，是將低壓汞燈放在儀器光源處，預(yù)熱30 min后，采用全掃描的方式掃描200～700 nm的譜圖。比較掃描得到的特征譜線與理論譜線之差，按式(1)計(jì)算得到儀器的波長(zhǎng)示值誤差。重復(fù)掃描3次，按式(2)計(jì)算即可得到儀器的波長(zhǎng)重復(fù)性。

表1 薄層色譜掃描儀的計(jì)量性能要求

式中：Dm ——波長(zhǎng)示值誤差，nm；

ms— —波長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)值，nm。

式中：dm——波長(zhǎng)重復(fù)性；

mmax，mmin——分別為3次測(cè)量波長(zhǎng)的最大值和最小值，nm。

取所有譜線中 mD中最大值作為波長(zhǎng)示值誤差，所有譜線中dm最大值作為波長(zhǎng)重復(fù)性。

2.2 背景漂移和基線噪聲

儀器背景漂移和基線噪聲對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較大，針對(duì)這兩個(gè)指標(biāo)，筆者進(jìn)行了多次試驗(yàn)，選擇在氘燈和鎢燈兩種光源下分別進(jìn)行測(cè)量，取兩種光源下測(cè)量最大值作為儀器背景漂移和基線噪聲的檢定結(jié)果。具體步驟如下：

儀器選擇較小狹縫，透射測(cè)定方式。分別用氘燈和鎢燈光源，在200～370 nm和370～700 nm兩個(gè)波長(zhǎng)段，對(duì)空白樣品室進(jìn)行光譜掃描，記錄吸光度最大變化值，作為背景漂移測(cè)量數(shù)據(jù)。參考各個(gè)廠家說(shuō)明書，并對(duì)不同波長(zhǎng)下基線噪聲測(cè)量結(jié)果進(jìn)行試驗(yàn)篩選后，選取250 nm和630 nm作為噪聲的測(cè)量波長(zhǎng)，掃描時(shí)間1 min，記錄基線峰(谷)的最大值，作為基線噪聲測(cè)量數(shù)據(jù)。

2.3 測(cè)量重復(fù)性

薄層色譜掃描儀樣品臺(tái)在掃描樣品時(shí)會(huì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，儀器每次測(cè)量完成后會(huì)復(fù)位，每次復(fù)位的原點(diǎn)位置是否一致，關(guān)系著下一次測(cè)量的準(zhǔn)確性，所以需要分別對(duì)儀器測(cè)量位置、面積的重復(fù)性進(jìn)行檢測(cè)。

筆者利用研制的薄層色譜標(biāo)準(zhǔn)板對(duì)樣品臺(tái)位置和面積重復(fù)性進(jìn)行檢定，通過(guò)在不同測(cè)試波長(zhǎng)下對(duì)薄層色譜標(biāo)準(zhǔn)板進(jìn)行掃描，對(duì)所得譜圖進(jìn)行分析，取測(cè)試譜圖基線平穩(wěn)的波長(zhǎng)為此薄層板的檢測(cè)波長(zhǎng)。最終確定檢測(cè)波長(zhǎng)為400 nm，以反射測(cè)量模式和線性測(cè)量掃描方式對(duì)檢定用板上同一小孔重復(fù)測(cè)量6次，按式(3)計(jì)算6次測(cè)量峰頂點(diǎn)位置和峰面積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差作為測(cè)量重復(fù)性結(jié)果。

式中：RSD——位置或面積測(cè)量重復(fù)性相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，%；

xi——第i次測(cè)得的位置或峰面積值；

2.4 儀器測(cè)量線性

薄層色譜掃描儀在樣品定量分析中需要選取不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液做標(biāo)準(zhǔn)曲線后測(cè)量未知樣品的含量，所以儀器的線性對(duì)儀器測(cè)量結(jié)果的影響非常大。傳統(tǒng)的點(diǎn)樣展開法薄層板，無(wú)法檢測(cè)儀器測(cè)量線性，筆者采用科研項(xiàng)目所研制的已知孔徑的六孔薄層色譜掃描儀檢定板進(jìn)行檢定，連續(xù)六個(gè)小孔的面積為已知。按照重復(fù)性測(cè)量的儀器條件，對(duì)檢定標(biāo)準(zhǔn)板上連續(xù)六個(gè)已知孔徑的小孔進(jìn)行掃描，重復(fù)測(cè)量3次。記錄每個(gè)孔3次測(cè)量所得平均峰面積數(shù)據(jù)，作為儀器線性測(cè)量數(shù)據(jù)。對(duì)孔面積和儀器測(cè)量峰面積進(jìn)行線性回歸，計(jì)算線性相關(guān)系數(shù)，相關(guān)系數(shù)不小于0.995時(shí)判定儀器線性合格。

3 結(jié)語(yǔ)

建立了薄層色譜掃描儀的檢定方法，首次對(duì)儀器測(cè)量線性提出了要求，并對(duì)每個(gè)可能影響到儀器使用的技術(shù)參數(shù)提出了技術(shù)指標(biāo)。解決了此類儀器無(wú)量值溯源方法和計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀，提出了能全面正確評(píng)價(jià)儀器性能的量值溯源方法，為此類儀器量值溯源的統(tǒng)一提供了技術(shù)參考。

［1］崔廣興，楊明非. CS-910型薄層色譜掃描儀特殊檢測(cè)方法探討［J］.東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1988(1): 104-109.

［2］王文鈴，王有德，劉立京，等.阿片類藥物依賴性患者尿標(biāo)本中嗎啡的薄層色譜檢定法研究［J］.中國(guó)藥物依賴性通報(bào)，1991(2): 4-8.

［3］謝言. CS910雙波長(zhǎng)薄層色譜掃描儀故障的排除［J］.科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，1996(2): 23-24.

［4］王緒明，趙慶華，梁愛君，等.薄層掃描法近年在醫(yī)藥學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)展［J］，解放軍藥學(xué)學(xué)報(bào)1999(2): 24-27.

［5］張建明，田海波. KH-3000型全波長(zhǎng)薄層色譜掃描儀的研制［J］.光譜儀器與分析，2005(3): 63-64.

［6］羅承彪，鐘茂，康希平.薄層色譜掃描儀主機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.儀表技術(shù)與傳感器，2010(3): 41-43.

［7］周中木.薄層色譜掃描儀檢定方法的研究［J］.計(jì)量技術(shù)，2012(3): 65-67.

［8］JJG 178-2007 紫外、可見、近紅外分光光度計(jì)檢定規(guī)程［S］.