快速了解薄层色谱实验误差分析

薄层色谱扫描仪的校准，现阶段没有国家检定规程或校准规范，只有地方检定规程，如河北省出台的地方检定规程JJG(冀)059-2004《薄层色谱扫描仪检定规程》。此外生产厂家也提供针对自身仪器波长的内部校准方法。

一、波长示值误差校准方法现状分析

JJG(冀)059-2004对仪器波长示值误差校准提供了两种方法，但现实操作中两种方法都有一定的局限性。JJG(冀)059-2004中提供的用低压汞灯进行波长校准的方法，需要对仪器内部结构比较熟悉，有丰富工作经验的校准人员才能完成操作。且因需打开仪器光源室在仪器内部进行操作，部分用户不易接受。国外厂家波长校准需应用校正软件才能进行，而校正软件一般不是仪器标准配置，另外购置需要花费几万元，用户一般不会配备该软件。国内厂家虽然免费提供波长校正软件，但由于设备低端只能校准一个波长点，不能对全波长范围进行有效校准，因此其在高端设备市场占有率不高，一般校准时很难接触到。

二、新方法具体步骤

针对以上问题，笔者结合用户实际操作，提出一种全新的方法对波长进行校准，以钬玻璃波长标准滤光片作为校准标准设备，无需专用的校正软件，校准人员只需将钬玻璃波长标准滤光片当做日常样品进行检测，在检测过程中即可对波长进行校准。现将新方法的通用操作步骤总结如下:

1.标准滤光片扫描坐标的确定

开机预热，放置钬玻璃波长标准滤光片于薄层扫描仪主机箱薄层板装载台上，然后在薄层扫描仪主机上手动调节光狭缝，使光斑能扫描到整个钬玻璃波长标准滤光片，记录仪器中显示的坐标X轴和Y轴数据，以此作为钬玻璃波长标准滤光片扫描起止位置。

2.标准滤光片扫描点的确定

打开操作软件，设置仪器扫描参数:将第1步骤中确定的坐标X轴和Y轴数据输入；选择钬玻璃波长标准滤光片的一个峰值波长(从该标准器的检定或校准证书上可以获得)为扫描波长；选择较大的狭缝尺寸、适中的扫描速度和反射测量模式；其他参数按日常样品进行设置。仪器参数设置好以后，对钬玻璃波长标准滤光片进行定波长扫描。由于钬玻璃波长标准滤光片的边缘效应，扫描时滤光片的边缘会形成尖锐的峰形。故只需选择两个尖峰之间的峰值点作为需做光谱分析的钬玻璃标准滤光片扫描点即可。

3.标准滤光片的全波段光谱分析

锁定需做光谱分析的钬玻璃标准滤光片扫描点后，对其进行全波段扫描，扫描完成后对谱图进行解析，即可获得钬玻璃波长标准滤光片的光谱图。其各个峰值波长与标准值之差的最大值即为波长示值误差。

下面将钬玻璃波长标准滤光片在薄层扫描仪中得到的光谱图与其在紫外分光光度计中得到的光谱图及其峰值波长与标准波长进行对比，如图1、图2和表1所示。

<CTSM>表1波长对比表</CTSM>

由此可见，两光谱图十分吻合。在(200～700)nm的范围内，谱图中的峰值波长仪器示值与钬玻璃波长标准滤光片的波长标准值(从该标准器的检定或校准证书上可以获得)也能一一对应。从而可以确定通过本方法得到的薄层色谱仪扫描图确实为钬玻璃波长标准滤光片的光谱图。

三、波长示值误差不确定度分析

1.测量依据

JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》。

2.测量环境条件

温度:15℃～35℃，湿度:20%RH～85%RH。

3.测量标准

钬玻璃波长标准滤光片。

4.被测对象

薄层扫描色谱仪，型号:Scanner3，出厂编号:080622，生产厂家:CAMAG。

5.测量方法

在规定条件下，对钬玻璃波长滤光片连续测量3次，得到3次示值的算术平均值与在相应波长标准值之差，即为波长示值误差。

6.评定结果的使用

符合上述条件的测量结果，可使用本不确定度的评定方法。

7.测量模型

式中:Δλ——薄层扫描色谱仪波长示值误差，nm；——薄层扫描色谱仪波长示值的算术平均值，nm；λs——钬玻璃波长标准滤光片波长标准值，nm。

8.输入量的标准不确定度评定

(1)输入量λ的标准不确定度的评定

输入量的不确定度来源主要是薄层扫描色谱仪的测量不重复性，可以通过连续测量得到测量列，采用A类方法进行评定。

<CTSM> 图1 薄层色谱仪扫描图</CTSM>

<CTSM>图2紫外分光光度计扫描图</CTSM>

对1台薄层扫描色谱仪，用氧化钬波长标准滤光片，连续测量10次，得到测量列为364nm、364nm、363nm、364nm、364nm、364nm、365nm、364nm、364nm、364nm。

实际测量情况，在重复性条件下连续测量3次，以该3次测量算术平均值为测量结果，则可得到

(2)输入量λs的标准不确定度u(λs)的评定

输入量λs的不确定度主要来源于氧化钬波长标准滤光片波长定值不确定度，可根据定值证书给出的定值不确定度来评定，因此应采用B类方法进行评定。

氧化钬波长标准滤光片波长的证书给出波长定值的不确定度为0.3nm，包含因子k=2，则标准不确定度u(λs)=a/k=0.3/2=0.15nm

9.合成标准不确定度的评定

(1)灵敏系数

(2)标准不确定度汇总表

输入量的标准不确定度汇总如表2所示。

<CTSM>表2不确定度汇总一览表</CTSM>

(3)合成标准不确定度的计算

输入量与λs彼此独立不相关，所以合成标准不确定度可按下式得到:

10.扩展不确定度的评定

取包含因子k=2，则扩展不确定度U=k×uc(Δλ)=2×0.31nm=0.6nm

11.测量不确定度的报告与表示

薄层扫描色谱仪的波长示值误差测量结果的扩展不确定度为U=0.6nm，k=2。