李鋼，朱健軍

（中山市質(zhì)量計量監(jiān)督檢測所，廣東中山 528400）

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薄層色譜掃描儀波長示值誤差校準(zhǔn)方法

李鋼，朱健軍

（中山市質(zhì)量計量監(jiān)督檢測所，廣東中山 528400）

摘要目前我國沒有薄層色譜掃描儀國家檢定規(guī)程，一些地方或部門標(biāo)準(zhǔn)中的波長示值誤差項目計量方法可操作性不強(qiáng)。通過對比現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，提出了一種薄層色譜掃描儀波長示值誤差計量方法。該方法利用計量單位使用的鈥玻璃波長濾光片作為計量標(biāo)準(zhǔn)器，操作步驟與樣品測試類似，波長示值誤差的擴(kuò)展不確定度為0.6 nm （k=2），滿足校準(zhǔn)要求。該法降低了計量操作難度，可作為計量人員的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞薄層色譜掃描儀；計量；波長示值誤差；鈥玻璃波長濾光片

薄層色譜掃描儀是薄層色譜分析法使用的主要儀器，廣泛應(yīng)用于中草藥、中成藥的成分分析和合成藥物分析方面。隨著醫(yī)藥工業(yè)、臨床醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)和食品化工等行業(yè)的快速發(fā)展，薄層色譜掃描儀的應(yīng)用越來越廣［1］。雖然目前各國生產(chǎn)的薄層色譜儀規(guī)格不同，性能各異，但其測定的基本原理相同，即用一束長寬可以調(diào)節(jié)的一定波長、一定強(qiáng)度的光照射到薄層斑點(diǎn)上進(jìn)行整個斑點(diǎn)的掃描，用儀器測量通過斑點(diǎn)或被斑點(diǎn)反射的光束強(qiáng)度的變化達(dá)到定量的目的。薄層色譜掃描儀的校準(zhǔn)，現(xiàn)階段沒有國家檢定規(guī)程或校準(zhǔn)規(guī)范，只有地方檢定規(guī)程和行業(yè)檢定規(guī)程，如河北省出臺的地方檢定規(guī)程JJG（冀）059-2004 《薄層色譜掃描儀檢定規(guī)程》［2］等。已有不少計量工作者對該類儀器的計量進(jìn)行研究，探索出一些行之有效的校準(zhǔn)方法［3］，除此之外生產(chǎn)廠家也針對自己的儀器提供了內(nèi)部校正方法。

針對薄層色譜掃描儀波長示值誤差的校準(zhǔn)方法，現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)及計量工作者發(fā)表的論文所采用的方法大致相同：將光源選擇至汞燈位置，移開光源室蓋，將低壓汞燈放在單色器入微狹縫前面，將其固定；將空白標(biāo)準(zhǔn)薄層板放在樣品室內(nèi)，對準(zhǔn)光束；調(diào)節(jié)波長至436 nm處，將負(fù)高壓開關(guān)改為手動控制，調(diào)節(jié)負(fù)高壓使吸光度值處在3.0左右；選擇較小狹縫、熒光線性測定方式，進(jìn)行光譜掃描；掃描200～700 nm的汞燈譜線，記錄峰值波長，與標(biāo)準(zhǔn)波長的差值即為示值誤差［3-4］。儀器生產(chǎn)廠家則是利用儀器自身氘燈進(jìn)行內(nèi)部校正，一般都有專用的波長校正軟件來進(jìn)行該項操作。

實(shí)際操作中以上兩種方法都有一定局限性?，F(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)中提供的用低壓汞燈來進(jìn)行波長校準(zhǔn)的方法，需要對儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較熟悉，有較長工作經(jīng)驗(yàn)的校準(zhǔn)人員才能完成操作；且因需打開儀器光源室在儀器內(nèi)部進(jìn)行操作，部分用戶不易接受。在進(jìn)行國外儀器波長校準(zhǔn)時，需應(yīng)用校正軟件，而校正軟件一般不是儀器標(biāo)準(zhǔn)配置，另外購置需要幾萬元，用戶一般不會配備該軟件。國內(nèi)廠家雖然免費(fèi)提供波長校正軟件，但其低端設(shè)備只能校正一個波長點(diǎn)，不能對全波長范圍進(jìn)行有效校正。高端設(shè)備市場占有率不高，一般校準(zhǔn)時很難接觸到。

針對以上問題，筆者結(jié)合用戶實(shí)際操作，提出一種新的校準(zhǔn)方法：以鈥玻璃波長標(biāo)準(zhǔn)濾光片作為校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，不需要專用的校正軟件，校準(zhǔn)人員只需將鈥玻璃波長標(biāo)準(zhǔn)濾光片當(dāng)作日常樣品進(jìn)行檢測，在檢測的過程中即可對波長進(jìn)行校準(zhǔn)。

1 波長示值誤差校準(zhǔn)步驟

（1）標(biāo)準(zhǔn)濾光片掃描坐標(biāo)的確定。開機(jī)預(yù)熱，放置鈥玻璃波長標(biāo)準(zhǔn)濾光片于薄層掃描儀主機(jī)箱薄層板裝載臺上，然后在薄層掃描儀主機(jī)上手動調(diào)節(jié)光狹縫，使光斑能掃描到整個鈥玻璃波長標(biāo)準(zhǔn)濾光片，記錄儀器中顯示的坐標(biāo)X軸和Y軸數(shù)據(jù)，以此作為鈥玻璃波長標(biāo)準(zhǔn)濾光片掃描起止位置。

（2）標(biāo)準(zhǔn)濾光片掃描點(diǎn)的確定。打開操作軟件，設(shè)置儀器掃描參數(shù)：將步驟（1）中確定的坐標(biāo)X軸和Y軸數(shù)據(jù)輸入；選擇鈥玻璃波長標(biāo)準(zhǔn)濾光片的一個峰值波長（從該標(biāo)準(zhǔn)器的檢定或校準(zhǔn)證書上可以獲得）為掃描波長；選擇較大的狹縫尺寸、適中的掃描速度和反射測量模式；其它參數(shù)按日常樣品進(jìn)行設(shè)置。儀器參數(shù)設(shè)置好以后，對鈥玻璃波長標(biāo)準(zhǔn)濾光片進(jìn)行定波長掃描。由于鈥玻璃波長標(biāo)準(zhǔn)濾光片的邊緣效應(yīng)，掃描時濾光片的邊緣會形成尖銳的峰形。故只需選擇兩個尖峰之間的峰值點(diǎn)作為鈥玻璃標(biāo)準(zhǔn)濾光片掃描點(diǎn)即可。

（3）標(biāo)準(zhǔn)濾光片的全波段光譜分析。鎖定需做光譜分析的鈥玻璃標(biāo)準(zhǔn)濾光片掃描點(diǎn)后，對其進(jìn)行全波段掃描，掃描完成后對譜圖進(jìn)行解析，即可獲得鈥玻璃波長標(biāo)準(zhǔn)濾光片的光譜圖。其各個峰值波長與標(biāo)準(zhǔn)值之差的最大值即為波長示值誤差。

2 波長校準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理

圖1、圖2分別為鈥玻璃波長標(biāo)準(zhǔn)濾光片在薄層掃描儀中得到的光譜圖及其在紫外分光光度計中得到的光譜圖。在薄層掃描儀中得到的光譜圖的波長示值及標(biāo)準(zhǔn)值見表1。

由圖1、圖2可知，鈥玻璃波長標(biāo)準(zhǔn)濾光片在薄層色譜儀和紫外分光光度計中的掃描圖相吻合。由表1可知，在波長200～700 nm的范圍內(nèi)，鈥玻璃波長標(biāo)準(zhǔn)濾光片峰值波長儀器示值與標(biāo)準(zhǔn)值（從該標(biāo)準(zhǔn)器的檢定或校準(zhǔn)證書上可以獲得）相符合，因此可以確定本方法得到的薄層色譜儀掃描圖為鈥玻璃波長標(biāo)準(zhǔn)濾光片的光譜圖，其峰值波長與標(biāo)準(zhǔn)值之差即為該薄層色譜掃描儀的波長示值誤差。

圖1 薄層色譜儀掃描圖

圖2 紫外分光光度計掃描圖

表1 波長標(biāo)準(zhǔn)值及儀器示值 nm

3 波長示值誤差不確定度評定

3.1 測量條件與方法

（1）測量依據(jù)：JJF 1059-2012 《測量不確定度評定與表示》［5］。

（2）測量環(huán)境條件：溫度為15～35℃，相對濕度為20%～85%。

（3）測量標(biāo)準(zhǔn)：鈥玻璃波長標(biāo)準(zhǔn)濾光片，編號為SBE375，黑龍江省計量院。

（4）被測對象：薄層掃描色譜儀，Scanner 3型，編號為080622，瑞士CAMAG公司。

（5）測量方法：在規(guī)定條件下，對鈥玻璃波長濾光片連續(xù)測量3次，得到3次示值的算術(shù)平均值與相應(yīng)波長標(biāo)準(zhǔn)值之差，即為波長示值誤差。

（6）評定結(jié)果的使用：符合上述條件的測量結(jié)果，可使用該不確定度評定方法。

3.2 數(shù)學(xué)模型

數(shù)學(xué)模型見式（1）：

式中：Δλ——薄層掃描色譜儀波長示值誤差，nm；

3.3 不確定度評定結(jié)果

用薄層掃描色譜儀對氧化鈥波長標(biāo)準(zhǔn)濾光片連續(xù)測量10次，得到測量數(shù)據(jù)為364，364，363，364，364，364，365，364，364，364 nm。

單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差：

實(shí)際測量時，在重復(fù)性條件下連續(xù)測量3次，以3次測量結(jié)果的算術(shù)平均值為測量結(jié)果，則可得：

3.3.2 輸入量λs的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（λs）

輸入量λs的不確定度主要來源于氧化鈥波長標(biāo)準(zhǔn)濾光片波長定值不確定度，可根據(jù)定值證書給出的定值不確定度來評定，因此采用B類方法進(jìn)行評定。

氧化鈥波長標(biāo)準(zhǔn)濾光片波長的證書給出波長定值不確定度為0.3 nm，包含因子k=2，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（λs）=0.3/2=0.15（nm）。

3.3.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

根據(jù)式（1）求得靈敏系數(shù)：

輸入量與λs彼此獨(dú)立不相關(guān)，則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

3.3.4 擴(kuò)展不確定度

取包含因子k=2，則擴(kuò)展不確定度：

U=kuc（△λ）= 2×0.31≈0.6（nm）

參照各個地方標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，薄層色譜掃描儀的波長示值誤差最大允許誤差為不超過±5 nm或不超過±8 nm［2，4，6］，則其最大示值誤差絕對值MPEV=5 nm，而本方法評定波長示值誤差的不確定度U=0.6 nm，符合不等式：可以判斷為合格［7］。

4 結(jié)語

用鈥玻璃波長標(biāo)準(zhǔn)濾光片作為薄層掃描色譜儀的波長示值誤差測量標(biāo)準(zhǔn)，其測量不確定度滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，且操作簡便，滿足實(shí)際需要。

參 考 文 獻(xiàn)

［1］ 孫毓慶.薄層掃描法及其在藥物分析中的應(yīng)用［M］.北京：人民衛(wèi)生出版社，1990.

［2］ JJG（冀）059-2004 薄層色譜掃描儀檢定規(guī)程［S］.

［3］ 周中木.薄層色譜掃描儀檢定方法的研究［M］. 北京：計量技術(shù)出版社，2012.

［4］ 中國藥品生物制品檢定所.藥品檢驗(yàn)儀器檢定規(guī)程［M］.北京：人民醫(yī)藥科技出版社，2010.

［5］ JJF 1059.1-2012 測量不確定度評定與表示［S］.

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

［7］ JJF 1094-2002 測量儀器特性評定［S］.

聯(lián)系人：李鋼；E-mail： 784761482@qq.com

中圖分類號：O657.7

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1008-6145（2016）01-0073-03

doi：10.3969/j.issn.1008-6145.2016.01.021

收稿日期：2015-09-28

Calibration Method for Wavelength Indication Error of Thin Layer Chromatographic Scanner

Li Gang， Zhu Jianjun
（Zhongshan Supervision Testing Institute of Quality & Metrology， Zhongshan 528400， China）

AbstractThere is no regulation about thin layer chromatography scanner national verification in our country. Operability was not strong for some local or departmental standards. By comparing the existing standards， a new method for measuring the wavelength indication error of thin layer chromatography scanner was put forward. Holmium glass wavelength filter was used as the measurement standard in the method. The operation steps were similar to the sample test. Expanded uncertainty of wave wavelength indication error was 0.6 nm （k=2）. It could meet the calibration requirement. The method reduces the difficulty of measurement and it can be used as a reference basis for the measurement.

KeywordsTLC scanner； metering； indication error of wavelength； holmium glass wavelength filter