分析性能术语

检测限

检测限一般指重复 10 次测定超纯水得到的标准偏差的 3 倍(3σ)除以灵敏度,换算成的浓度。灵敏度是指例如,使用 10 ppb 的标准溶液时,情况如下。

icpmsOpe-16-22-82.png 

σ: 空白溶液信号(计数)的标准偏差

S: 10 ppb 标准溶液信号(计数)

B: 空白溶液信号(计数)

 

根据统计学,重复测定 7 次可以达到 95%的置信水平。

为了更好的理解检测限和积分时间的关系,通过下面的例子予以说明:

当信号(计数)不高时,标准偏差(σ)约等于空白溶液信号的平方根。

如果灵敏度为 10,000 cps / ppb,背景为 5 cps,积分时间为 10 秒,则 1 ppb 溶液的响应信号为 100,000 计数,背景计数值为 50。此时,标准偏差(SD)可以近似为背景计数的平方根。因此,SD 为 7.07 计数,检测限(D.L.)为 0.21 ppt。

当积分时间为 1 秒时,按照同样的方法计算 D.L. 为 0.67 ppt, 0.1 秒时为 2.1 ppt。

由上述计算可知,延长积分时间对于改善检测限非常重要,但是,不需要无限制的演唱积分时间。假设积分时间为 100 秒,和 10 秒相比 D.L. 仅改善 3.3 倍。因此,通常积分时间选择 10 秒。

为了保证采集的数据具有良好的重现性,计数值至少需要达到 1000 以上。此时相对标准偏差(RSD)大约为 3.3%。若计数值为 10,000 则 RSD 约为 1%。所以,建议根据测定浓度调整积分时间。

当待测元素的响应信号达到 1,300,000900,000 cps 时,检测器从脉冲模式切换到模拟模式。EM 在模拟模式下的最大响应为 4,000,000,00010,000,000,000 cps。

在实际定量分析中,常使用定量检测限(10σ 而非 3σ)。

精确度

ICP-MSICP-QQQ 的精确度通常是指多次同位素比测定的重现性。

通常使用 10 ppb 的 Ag 标准溶液进行同位素比测定,因为 Ag 的两个同位素 Ag107 和 Ag109 具有几乎相等的同位素丰度。通过重复 10 次同位素比测定的 RSD 表示测定的精确度。RSD 一般小于 0.2%,当每个质量数测定 3 个电,积分时间为 30 秒时,RSD 约为 0.18-0.15%。

为得到良好的精确度,信号稳定性非常重要,必须通过灵敏度调谐尽量减小调谐元素的 RSD。

信号导入周期越短则越会抵消信号的不稳定性,因此,将设置窗格中的 [扫描/重复次数] 设置为 10000 次。

使用 MCN 自吸进样能够减小蠕动泵引起的波动,获得更好的精确度。

准确度

分析的准确度是指标准物质(Standard Reference Material)的测定结果与真值的偏离程度。准确度不仅与仪器的性能有关,同时也受到分析人员的实验操作的影响。通常会对分析结果的准确度造成影响的实验操作有以下几种:使用容量瓶配置标准溶液,使用移液管转移液体等。应正确使用容量瓶和移液管,并保证容量瓶和移液管的清洁,并在清洁后保存在干净的环境中。

标准溶液应由标准物质配置,并保证杂质含量在较低水平。应在适当环境中以适当方法保存标准溶液。保存标准溶液和样品时,容器内壁对元素的吸附效应、元素与基体溶液、元素间的共沉淀也要考虑在内。

在分析时,应正确的设置和使用仪器,如,分析时使用适当的调谐条件将提高分析的准确性(请参阅调谐部分内容)。绘制良好的校正曲线对定量数据分析也是十分必要的。多点校正的校正曲线的准确度取决于各校正点的准确度,如果校正曲线的各点准确度较差,那么即使相关系数 r 值较好,利用该校正曲线测定时误差也可能较大。

为了获得更好的校正曲线应使各校正级别浓度应尽量接近待测元素的浓度。

如果利用简单的线性拟合方式无法得到准确度量好的校正曲线,有时也可以利用其他曲线拟合方式来获得校正曲线。样品制备也是影响准确度的重要因素。制备样品时应尽量提高样品回收率,避免污染。在分析过程中应利用质控样品等监控分析数据的准确性。