منحنی کالیبراسیون-کالیبراسیون اسپکتروفتومتر
منحنی های کالیبراسیون چگونه ایجاد می شوند و چه اطلاعاتی می توانند ارائه دهند؟
با کمک منحنی کالیبراسیون می توان غلظت یک ماده را تعیین کرد
منحنی های کالیبراسیون در شیمی تجزیه به عنوان یک روش کلی برای تعیین غلظت مجهول یک ماده در یک نمونه (آنالیت) استفاده می شود. تعیین با مقایسه نمونه با یک سری نمونه استاندارد که غلظت آنها مشخص است انجام می شود.
غلظت ماده ای که باید اندازه گیری شود منجر به تغییر در سیگنال تحلیلی یا پاسخ ابزاری می شود که می تواند با یک منحنی کالیبراسیون نشان داده شود.
در اغلب موارد، زمانی که پاسخ ابزار را در برابر غلظت استانداردها مرتب میکنیم، یک رابطه خطی ایجاد میشود. 1
الزامات مورد نیاز برای نمونه های استاندارد چیست؟
مهم است که یک نمونه استاندارد مناسب برای کالیبراسیون انتخاب کنید تا بتوان غلظت آنالیت را محاسبه کرد.
بنابراین مرجع انتخاب شده باید شرایط زیر را داشته باشد: 2
- ماتریس مشابه آنالیت
- خطاهای سیستماتیک بسیار کوچک (مانند فرار، خطاهای حجم و غیره)
- تکرارپذیری بالا
کالیبراسیون اسپکتروفتومتر چگونه کار می کند؟
به طور کلی کالیبراسیون عبارت است از بررسی وسایل اندازه گیری که مشخصات آنها توسط قانون تنظیم نشده است. کالیبراسیون ابزارهای اندازه گیری مهم است زیرا به عنوان مثال تضمین کیفیت یا انطباق با مقررات فرآیند مانند DIN EN ISO ۹۰۰۱:۲۰۰۰ را تضمین می کند. 3
با کمک یک کالیبراسیون، رابطه بین مقادیر اندازهگیری شده یا انتظار متغیر خروجی و مقدار واقعی متغیر ورودی، متغیر اندازهگیری شده حاضر برای دستگاه اندازهگیری مورد بررسی را میتوان تحت شرایط مشخص تعیین کرد. 4
اندازه گیری UV/Vis با اسپکتروفتومترها به ویژه در شیمی بالینی، صنعت داروسازی، تحقیقات یا همچنین در تضمین کیفیت استفاده می شود. مقرراتی وجود دارد که نیاز به بررسی منظم عملکرد اسپکتروفتومترهای مورد استفاده دارد. 5
کالیبراسیون اسپکتروفتومتر با فیلترهای نوری مخصوص طراحی شده انجام می شود. اینها ویژگیهای جذب خاصی دارند و حداکثر جذب را در طول موجهای معین نشان می دهند. جذب هر فیلتر به نوبه خود اندازه گیری می شود. این محدوده از کم تا زیاد است و بنابراین در محدوده جذب گسترده ای از حدود تعیین می شود. ۰.۳-۲. سپس مقادیر جذب به دست آمده با مقادیر اسمی فیلترها مقایسه می شود. انحراف نباید بیش از ۱٪ باشد. 5
منحنی کالیبراسیون برای محاسبه محتوای غلظت
اگر فتومتر به درستی کالیبره شده باشد، می توان اندازه گیری ها را روی آن انجام داد. قبل از اندازه گیری نمونه با غلظت نامعلوم (آنالیت)، منحنی کالیبراسیون ایجاد می شود. این کار با ایجاد محلول های استاندارد با غلظت های مختلف انجام می شود. اگر غلظت یک پروتئین اندازه گیری شود، BSA (آلبومین سرم گاوی) اغلب به عنوان نمونه استاندارد استفاده می شود.
مهم است که غلظت اولیه مرجع مشخص باشد. سپس رقیق می شود تا ۳-۱۰ نمونه (شکل ۱ (مراجعه ۱-۵)) با غلظت های مختلف تهیه شود. اینها بر روی فتومتر اندازه گیری می شوند و میزان جذب هر نمونه ذکر می شود.
سپس، جذب اندازه گیری شده در برابر غلظت رقت رسم می شود (شکل ۱). این منجر به منحنی کالیبراسیون و معادله مربوطه می شود. 5
پس از ایجاد منحنی کالیبراسیون با استفاده از یک سری رقت محلول استاندارد، اکنون می توان غلظت یک آنالیت (شکل ۱ (نمونه با غلظت نامعلوم)) را در یک نمونه تعیین کرد. غلظت اندازه گیری شده باید در محدوده رقت ها باشد، یعنی بین کمترین و بالاترین غلظت محلول استاندارد (شکل ۱). اگر اینطور نیست، استاندارد باید بیشتر رقیق یا غلیظ شود و اندازهگیریها دوباره انجام شود. این کار تا زمانی انجام می شود که مقدار جذب آنالیت روی منحنی کالیبراسیون باشد.
از منحنی کالیبراسیون به دست آمده، یک معادله مرتبط به دست می آید. در ادامه می توان مقدار جذب آنالیت مورد بررسی را در این فرمول وارد کرد و به غلظت تبدیل کرد و محاسبه کرد.
آیا همه منحنی های کالیبراسیون خطی هستند؟
منحنی های کالیبراسیون همیشه به صورت خطی اجرا نمی شوند. این زمانی اتفاق میافتد که سیگنالهای بهدستآمده از غلظت بهطور خطی در کل محدوده اندازهگیری پیروی نمیکنند. در این موارد، جمله مطلق (b0) تابع کالیبراسیون ممکن است به ویژه بزرگ باشد. اگر یک محدوده کوچک خطی نباشد، یک تناسب خطی را می توان بدون ایجاد خطاهای بزرگ انجام داد (شکل ۳). با این حال، اگر از محدوده فراتر رود، ممکن است خطاهایی رخ دهد. بنابراین برای منحنی های کالیبراسیون غیرخطی باید تنظیمات توابع غیرخطی انجام شود. 5
هدف از کالیبراسیون با نمونه های استاندارد
هدف اصلی کالیبراسیون تعیین غلظت یک ماده در یک نمونه ناشناخته است. با این حال، دلایل دیگری نیز وجود دارد که کالیبراسیون مهم است: 2
- اطمینان از نتایج تحلیلی خوب
- تضمین کیفیت
- مقررات رویه ای (مانند DIN EN ISO ۹۰۰۱:۲۰۰۰)
در کدام شرایط آزمایشگاهی از روش کالیبراسیون استفاده می شود؟
در آزمایشگاه، منحنی کالیبراسیون اغلب برای تجزیه و تحلیل مایعات استفاده می شود. حوزه های کاربرد به شیمی محدود نمی شود، مانند شیمی تجزیه، بیوشیمی یا شیمی دارویی، بلکه برای مثال در تجزیه و تحلیل محیطی نیز رخ می دهد. در آنجا، منحنی کالیبراسیون را می توان به عنوان مثال برای تعیین غلظت یک آلاینده محیطی خاص استفاده کرد.
تعیین غلظت یک آلاینده محیطی
تعیین میزان کافئین در غذا
ایجاد منحنی های کالیبراسیون با fluidlab R-۳۰۰
منحنی های کالیبراسیون را می توان به طور خودکار توسط R-۳۰۰ ایجاد کرد، بنابراین نیازی به استفاده از برنامه دیگری مانند Excel برای محاسبه منحنی نیست.
سپس منحنی را می توان برای تعیین کمیت نمونه های جداگانه ذخیره کرد. این مزیت را دارد که سنجش هایی که به طور مکرر یا در حال حرکت انجام می شوند می توانند به منحنی ذخیره شده قبلی برگردند.
ایجاد یک منحنی کالیبراسیون با آزمایشگاه مایع با اندازه گیری یک سری رقت یا غلظت استاندارد انجام می شود. برای این منظور تعداد نمونه هایی که باید اندازه گیری شوند و غلظت ها یا رقت های استفاده شده از قبل تعیین می شود.
پس از اندازه گیری، دستگاه به طور خودکار منحنی کالیبراسیون را تولید می کند. اندازه گیری جذب آنالیت که غلظت آن تعیین می شود را می توان ادامه داد. هنگامی که اندازه گیری انجام شد، جذب اندازه گیری شده و غلظت مربوطه که به طور خودکار توسط R-۳۰۰ بر اساس منحنی کالیبراسیون تعیین شد، نمایش داده می شود.
علاوه بر این، نموداری از منحنی کالیبراسیون به دست می آید که در آن مقدار جذب ماده آنالیت رسم می شود.
مزایای دیگر fluidlab R-۳۰۰
ایجاد خودکار منحنی کالیبراسیون با fluidlab مزایای زیادی دارد. به عنوان مثال، هیچ برنامه اضافی برای ایجاد منحنی ها مورد نیاز نیست. این در حال حاضر یک عامل صرفه جویی در زمان است. علاوه بر این، چندین نمونه را می توان به صورت متوالی اندازه گیری کرد و غلظت آنها را مستقیماً تعیین کرد.
علاوه بر این، مزایای زیر نیز وجود دارد:
اندازه گیری های مستقل از مکان
۲ در ۱: شمارنده سلولی و طیف سنج
فضای کاری بیشتر
منابع علمی
1 هریس، دانیل چارلز (۲۰۱۴). Qualitätssicherung und Kalibrationsmethoden ، در: Lehrbuch der Quantitativen Analyse. Springer Spektrum، برلین، هایدلبرگ، ۸، ۱۵۵-۱۳۳.
2 Schwedt, G., Schmidt, TC, & Schmitz, OJ (2016). Probenvorbereitung ، در: Analytische Chemie: Grundlagen، Methoden und Praxis. جان وایلی و پسران، ویلی-ویچ، واینهایم، ۳، ۶۳ ff.
3 DIN 1319-1:1995 Grundlagen der Meßtechnik , 1, 22
4 برونر، FK، و ووشیتز، H. (۲۰۰۱). Kalibrierung von Messsystemen: Grundlagen und Beispiele. مدیریت کیفیت در der Geodätischen Messtechnik. Konrad Wittwer Verlag، DVW Schriftenreihe ، 42 ، ۷۰-۹۰.
5 Brereton IM (۱۹۹۷). کالیبراسیون طیف سنج و تنظیم تجربی. اصول و رویه های اساسی. روشها در زیستشناسی مولکولی (کلیفتون، نیوجرسی) ، 60 ، ۳۶۳-۴۱۰.
6 Eickelpasch D., Eickelpasch G. (2004). Umweltforschungsplan des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit. Feststellung und Bewertung von Immissionen-Leitfaden zur Immissionsüberwachung in Deutschland , Umweltbundesamt, 3, 27 ff.
7 Bundesinstitut für Risikobewertung (۲۰۱۵). Fragen und Antworten zu Koffein und koffeinhaltigen Lebensmitteln، einschließlich Energydrinks، https://www.bfr.bund.de/cm/۳۴۳/fragen-und-antworten-zu-koffein-und-koffeinhaltigen-lebensschliechlich%۳ انرژی-نوشیدنی.pdf [۳۰.۰۳.۲۰۲۲].
8 Krüger B.، Tausch MW (۲۰۱۲)، Coffein-Bestimmung – Ein Messexperiment zur Dopinganalyse. Praxis der Naturwissenschaften – Chemie in der Schule ، ۶۱(۶)، ۵.