分析方法的評(píng)價(jià)與數(shù)據(jù)處理

第三章分析方法的評(píng)價(jià)與數(shù)據(jù)處理第一節(jié)分析方法的分類與選擇一、定量分析方法的分類分析方法

容量分析

重量分析

儀器分析

基本概念決定性方法：此類方法的準(zhǔn)確度最高，系統(tǒng)誤差最小，需要高精密度的儀器和設(shè)備、高純?cè)噭┖陀?xùn)練有素的技術(shù)人員進(jìn)行操作。用于發(fā)展和評(píng)價(jià)參考方法和標(biāo)準(zhǔn)品，不直接用于常規(guī)方分析。參考方法：此類方法已用決定性方法鑒定，或雖未被鑒定但暫時(shí)被公認(rèn)可靠，證明其有適當(dāng)?shù)撵`敏度、特異性、重現(xiàn)性、直線性和較寬的測(cè)定范圍。參考方法的實(shí)用性在于評(píng)價(jià)常規(guī)方法，決定常規(guī)方法是否可被接受，新型分析儀器及配套試劑的質(zhì)量也必須用參考方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。常規(guī)方法：即日常工作中使用的方法。這類方法應(yīng)有足夠的精密度、特異性和適當(dāng)?shù)姆治龇秶刃阅苤笜?biāo)。根據(jù)對(duì)分析方法本身的認(rèn)識(shí)，分析方法又可以分為決定性方法、參考方法和常規(guī)方法3種方法。二、分析方法的選擇原則：應(yīng)選出準(zhǔn)確、穩(wěn)定、簡(jiǎn)便、快速、經(jīng)濟(jì)的方法。步驟：①根據(jù)被分析對(duì)象考慮待測(cè)物的含量范圍、含有哪些雜質(zhì)和它們可能對(duì)測(cè)定干擾，提出所需分析方法的選擇性要求。②根據(jù)分析任務(wù)提出對(duì)分析方法速度、精密度、準(zhǔn)確度的要求。③根據(jù)本試驗(yàn)室的設(shè)備、分析儀器、標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)等裝備情況設(shè)想可能采用的方法。④綜合以上要求和設(shè)想，詳細(xì)查閱資料、文獻(xiàn)、初步確定何種方法為適宜。⑤做一系列方法評(píng)價(jià)試驗(yàn)，考察方法誤差的大小。若方法誤差小于分析任務(wù)的允許誤差范圍，則方法可用，否則另選方法。三、常用定量分析方法重量分析法

揮發(fā)法：干燥失重測(cè)水分重量分析法萃取法：冰硼散沉淀法：測(cè)定蛋白質(zhì)

揮發(fā)法：原理：利用樣品中的被測(cè)物質(zhì)在常溫下具有揮發(fā)性的特點(diǎn)，使它與無(wú)揮發(fā)性的雜質(zhì)分離開(kāi)。

例如：用測(cè)Hg儀測(cè)定食品中的Hg時(shí)，先將食品中的Hg2＋用SnO2還原成具有揮發(fā)性的Hg，即：然后導(dǎo)入測(cè)汞儀測(cè)定其含量。萃取法：

原理：利用待測(cè)組分在互不相溶的溶劑中分配比不同，通過(guò)多次萃取操作，使待測(cè)組分定量轉(zhuǎn)入萃取劑中，將萃取劑揮干至恒重，稱重計(jì)算待測(cè)組分重量，計(jì)算百分含量。例：冰硼散中冰片含量測(cè)定（中國(guó)藥典2005版）冰硼散主要成分是冰片、硼砂。取本品約2.5克，精密稱定，置離心管中，用無(wú)水乙醚提取三次（每次6、3、2ml），每次用細(xì)玻棒攪拌，置離心機(jī)中，以2000轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速離心約5分鐘，合并上清醚液，置已稱重的蒸發(fā)皿中，于15℃～25℃放置1小時(shí)，稱重，即得。蒸發(fā)皿增加的重量即是提取出的冰片的重量。沉淀法：也稱鹽析法原理：利用被測(cè)物質(zhì)或雜質(zhì)與試劑生成沉淀的反應(yīng)，經(jīng)過(guò)濾等操作，使被測(cè)成分與雜質(zhì)分離。例：在測(cè)定食品中蛋白質(zhì)含量時(shí)，可向食品溶液中加入重金屬鹽類，如堿性醋酸鉛，使蛋白質(zhì)從溶液中沉淀出來(lái)。將沉淀消化并測(cè)定其中的N量，即可推算出樣品中純蛋白質(zhì)的含量（這是由于蛋白質(zhì)膠體的穩(wěn)定性被破壞而產(chǎn)生的沉淀現(xiàn)象。在測(cè)糖時(shí)，要進(jìn)行糖提取液的澄清，以除去干擾組分的影響，其中，澄清劑之一就是堿性醋酸鉛，主要是除去蛋白質(zhì)，也屬沉淀法。沉淀法應(yīng)注意的問(wèn)題：一、注意加入的沉淀劑的選擇。二、出現(xiàn)沉淀后，要選擇適當(dāng)?shù)姆蛛x方法。三、注意操作過(guò)程中對(duì)溫度、PH值等條件的要求。滴定分析法

酸堿滴定法沉淀滴定法配位滴定法氧化還原滴定法

滴定分析法酸堿滴定法適用于測(cè)定保健食品中所含有的生物堿、有機(jī)酸、內(nèi)酯類等酸、堿組分的含量。對(duì)于K·C≥10-8的酸、堿組分，可在水溶液中直接滴定。而對(duì)于K·C<10-8的很弱有機(jī)酸、生物堿或水中溶解度很小的酸堿，只能采用間接滴定或非水滴定法測(cè)定。沉淀滴定法分為銀量法、四苯硼鈉法和亞鐵氰化鉀法，主要用于測(cè)定生物堿、生物堿的氫鹵酸鹽及含鹵素的其它有機(jī)成分的含量。銀量法應(yīng)用范圍為無(wú)機(jī)鹵化物、有機(jī)氫鹵酸鹽及有機(jī)鹵化物。四苯硼鈉法主要用于生物堿的含量測(cè)定。常用的配位滴定法包括EDTA法和硫氰酸銨法，用以測(cè)定鞣質(zhì)、生物堿及含Ca2+、Mg2+、Fe3+、Hg2+等礦物類制劑的含量。氧化還原滴定法適用于測(cè)定具有氧化還原性的物質(zhì)，如含酚類、糖類及礦物Fe、As等成分的保健食品。不常用。紫外-可見(jiàn)分光光度法定義：根據(jù)被測(cè)物質(zhì)在紫外-可見(jiàn)光的特定波長(zhǎng)處或一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的吸光度，對(duì)該物質(zhì)進(jìn)行定性定量分析的方法稱紫外-可見(jiàn)分光光法。特點(diǎn)：本法操作簡(jiǎn)便，靈敏度高，常用于食品、保健食品含量測(cè)定。但本法不具分離功能，常用于總成分的測(cè)定。1、吸收系數(shù)法：原理：朗伯-比耳定律：A=E1%1cmCLC=A/E1%1cmL將求得的C值（供試液濃度）、樣品溶液的稀釋倍數(shù)和取樣量代入公式計(jì)算，即可求出食品中被測(cè)成分的含量。此方法不需對(duì)照品隨行測(cè)定，操作簡(jiǎn)便，僅用于紫外分光光度法。但需嚴(yán)格校正儀器，規(guī)范實(shí)驗(yàn)條件，做好前處理工作。2、對(duì)照品比較法原理：在相同條件下分別配制供試品溶液和對(duì)照品溶液，在規(guī)定波長(zhǎng)處測(cè)定試品溶液和對(duì)照品溶液的吸收度后，按下式計(jì)算供試品溶液的濃度：

C供(g/ml)=（A供/A對(duì)）C對(duì)

式中：C供為供試品溶液的濃度；A供為供試品溶液的吸收度；C對(duì)為對(duì)照品溶液的濃度；A對(duì)對(duì)照品溶液的吸收度。特點(diǎn)：對(duì)照品溶液與供試品溶液的濃度應(yīng)盡可能接近，一般要求對(duì)照品溶液中所含被測(cè)成分的量應(yīng)為供試品溶液中被測(cè)成分標(biāo)示量的100%±10%。3、標(biāo)準(zhǔn)曲線法原理：配制一系列不同濃度（Ci）的對(duì)照品溶液（5～7份），在相同條件下分別測(cè)其吸收度(Ai)，以A為縱坐標(biāo)，濃度C為橫坐標(biāo)繪制A-C曲線，即得標(biāo)準(zhǔn)曲線（又稱工作曲線）。在相同條件下測(cè)定供試品的A，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出與之對(duì)應(yīng)的C，即可求出濃度和含量（見(jiàn)圖）。亦可將一系列對(duì)照品溶液的C與相應(yīng)的A進(jìn)行一元線性回歸，求出回歸方程（相關(guān)系r≥0.999），將供試品溶液的A代入回歸方程，算出被測(cè)成分的濃度和含量。特點(diǎn)：本法多用于可見(jiàn)分光光度法，由于影響顯色反應(yīng)的因素多，有的儀器單色光純度較差，故測(cè)定時(shí)應(yīng)用對(duì)照品同時(shí)操作。本法適用于批量樣品的分析，當(dāng)儀器和測(cè)定條件固定時(shí)，曲線可多次使用。

A=a+bCA-C曲線色譜分析

1、系統(tǒng)適用性試驗(yàn)柱效n=5.54(tR/Wh/2)2分離度R=(2(tR2-tR1))/(W1+W2)(R≥1.5)拖尾因子T=W0.05h/2d1(T=0.95～1.05)重復(fù)性RSD<2.0%（n=5）（1）、n=5.54(tR/Wh/2)2例：用HPLC法測(cè)得某藥保留時(shí)間為12.54min，半高峰寬3.0mm（紙速5mm/min），計(jì)算柱效？（2）、R=(2(tR2-tR1))/(W1+W2)(R≥1.5)例：在30.0cm長(zhǎng)的色譜柱上分離混合物,測(cè)得組分A和B的保留時(shí)間分別為16.10min和17.93min，而兩個(gè)色譜峰寬分別是1.11min和1.21min，則其分離度R是多少?（3）、T=W0.05h/2d12、測(cè)定方法（1）、內(nèi)標(biāo)法：（2）、外標(biāo)法：1)、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法(一點(diǎn)法)2)、標(biāo)準(zhǔn)曲線法（同光譜法）第二節(jié)分析方法驗(yàn)證一、提高分析數(shù)據(jù)的可靠性二、評(píng)價(jià)指標(biāo)三、不同分析方法測(cè)定結(jié)果差異性的檢驗(yàn)一、提高分析數(shù)據(jù)的可靠性數(shù)據(jù)是否可信？分析數(shù)據(jù)分析采樣怎么辦？采樣分析分析數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是否可信？分析數(shù)據(jù)的質(zhì)量問(wèn)題認(rèn)識(shí)一：誤差的客觀存在性認(rèn)識(shí)二：誤差的來(lái)源？認(rèn)識(shí)三：如何減少誤差？認(rèn)識(shí)四：如何減少分析數(shù)據(jù)的不確定度？相關(guān)概念誤差：測(cè)定值與真實(shí)值之差稱為誤差。真實(shí)值：一個(gè)客觀存在的具有一定數(shù)值的被測(cè)成分的物理量稱為真實(shí)值。系統(tǒng)誤差：由固定原因造成的誤差，在測(cè)定過(guò)程中按一定的規(guī)律重復(fù)出現(xiàn)，一般有一定的方向性，即測(cè)定值總是偏高或總是偏低。它來(lái)源于分析方法、儀器、試劑和主觀誤差。偶然誤差：由于一些偶然的外因所引起的誤差。產(chǎn)生的原因往往是不固定的、未知的，且大小不一，或正或負(fù)，其大小是不可測(cè)的?？赡苡捎诃h(huán)境的偶然波動(dòng)或儀器的性能、分析人員對(duì)各份試樣處理時(shí)不一致所產(chǎn)生的。過(guò)失誤差：由于分析人員粗心大意或未按操作規(guī)程辦事所造成的誤差。提高分析數(shù)據(jù)可靠性的幾種常用方法一、正確選取樣品量，選擇合適的分析方法二、減少測(cè)定誤差三、增加平行測(cè)定的次數(shù)，減少隨機(jī)誤差四、盡量消除測(cè)量過(guò)程中系統(tǒng)誤差五、標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸對(duì)照實(shí)驗(yàn)空白實(shí)驗(yàn)校正儀器標(biāo)定溶液結(jié)果校正允許誤差

分析結(jié)果允許的誤差范圍樣品中待測(cè)成分的含量分析結(jié)果允許的絕對(duì)誤差分析結(jié)果允許的相對(duì)誤差/(g/100g)/g/%80~1000.300.4~0.340~800.250.6~0.320~400.201.0~0.510~200.121.2~0.65~100.081.6~0.81~50.055.0~1.00.1~0.010.0x~0.00x-0.01~0.0010.00x~0.000x-二、評(píng)價(jià)指標(biāo)準(zhǔn)確度精密度選擇性檢測(cè)限定量限線性與范圍耐用性費(fèi)用與效益

評(píng)價(jià)指標(biāo)精密度與準(zhǔn)確度示意圖準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度：指測(cè)定值與真實(shí)值的接近程度。反映測(cè)定結(jié)果的可靠性。反映方法的準(zhǔn)確度測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的回收率P（%）——加入標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的回收率；

X1——加標(biāo)樣品測(cè)定值；

X0——試樣本底測(cè)定值；

m——加入標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的質(zhì)量。準(zhǔn)確度的高低可用誤差或回收率來(lái)表示。精密度精密度：指多次平行測(cè)定結(jié)果相互接近的程度。計(jì)算多次測(cè)定值的標(biāo)準(zhǔn)差或相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差表示測(cè)定的精密度精密度與待測(cè)物質(zhì)絕對(duì)量有關(guān)

mg級(jí)的RSD:5%

μg級(jí)的RSD:10%

ng級(jí)的RSD:≈50%

它代表測(cè)定方法的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。選擇性(又稱特異性):指在混合物或樣品基質(zhì)的成分存在下，該分析方法能準(zhǔn)確、特異地測(cè)定目標(biāo)物的能力。選擇性某一特定分析方法的特異性是指該方法適宜檢測(cè)樣品中某些特定組分。

有些分析方法可能對(duì)某一特定食品成分具有很高的特異性。食品中類脂化合物的測(cè)定。冰淇淋中乳糖的測(cè)定

檢測(cè)限與定量限

檢測(cè)限：指分析方法在適當(dāng)?shù)闹眯潘絻?nèi)，能從樣品檢測(cè)被測(cè)組分的最小量或最小濃度，即斷定樣品中被測(cè)組分的量或濃度確實(shí)高于空白中被測(cè)組分的最低量。定量限：指準(zhǔn)確度、精密度達(dá)到要求的前提下，分析方法能定量測(cè)出樣品中目標(biāo)物的最低值，通常用最低濃度表示。

對(duì)不同的分析方法有不同的測(cè)定方法氣相色譜法分光光度法一般實(shí)驗(yàn)國(guó)際理論應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)方法線性：指一個(gè)分析方法給出的儀器響應(yīng)值或結(jié)果與樣品中目標(biāo)物的質(zhì)量在一定范圍內(nèi)成比例的能力。1、配制系列標(biāo)準(zhǔn)液，至少5個(gè)濃度梯度。2、用最小二乘法進(jìn)行線性回歸。Y=a+bX

（r≥0.999），要求列出回歸方程，相關(guān)系數(shù)和線性圖。

范圍：指在該試驗(yàn)濃度范圍內(nèi)，其精密度、準(zhǔn)確度和線性符合要求。1、含量測(cè)定的線性范圍應(yīng)為測(cè)試濃度的80%-120%；2、含量均勻度檢驗(yàn)應(yīng)為測(cè)試濃度的70%-130%；3、雜質(zhì)檢查時(shí)，應(yīng)根據(jù)初步實(shí)測(cè)，擬訂出規(guī)定限度的±20%；線性和范圍耐變性耐變性：指一個(gè)分析方法在各種正常試驗(yàn)條件下(如不同試驗(yàn)室、不同人員、不同儀器、不同批號(hào)試劑等)對(duì)同一樣品分析的試驗(yàn)結(jié)果的再現(xiàn)性程度。1、樣品溶液的穩(wěn)定性；2、樣品提取次數(shù)、時(shí)間；3、流動(dòng)相的組成和pH值；4、不同廠牌或不同批號(hào)的同類型色譜柱；5、柱溫，流速，進(jìn)樣口和檢測(cè)室溫度等。

三、不同分析方法測(cè)定結(jié)果差異性的檢驗(yàn)

T檢驗(yàn)法

用來(lái)比較一個(gè)平均值與標(biāo)準(zhǔn)值之間或兩個(gè)平均值之間是否存在顯著性差異。F檢驗(yàn)法

通過(guò)計(jì)算兩組數(shù)據(jù)的方差之比來(lái)檢驗(yàn)兩組數(shù)據(jù)是否存在顯著性差異。第三節(jié)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理一、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理二、測(cè)定結(jié)果的校正一、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理

（一）記錄與運(yùn)算規(guī)則1、有效數(shù)字如果結(jié)果需要保留4位有效數(shù)字，現(xiàn)有5位數(shù)且第5位<5，則直接去掉第5位數(shù)；

如果需要保留4位有效數(shù)字，現(xiàn)有5位數(shù)，且第5位數(shù)>5，則第4位數(shù)加1；

如果要保留的位數(shù)后面的一位數(shù)字為5，且要保留的最后一位數(shù)是奇數(shù)，則去掉后面的那一位，并將欲保留的最后一位加1，如果最后一位是偶數(shù)，則去掉后面的一位而保留最后一位不變。（一）記錄與運(yùn)算規(guī)則1、有效數(shù)字請(qǐng)把下列數(shù)據(jù)處理成4位有效數(shù)字55.82655.82355.825232.26932.26432.265532.26032.2554

（一）記錄與運(yùn)算規(guī)則1、有效數(shù)字以下數(shù)字分別是幾位有效數(shù)字。64.720

0.64720.00721.0072

70007000.0

7×103

7×10-3（一）記錄與運(yùn)算規(guī)則有效數(shù)字的運(yùn)算原則復(fù)雜運(yùn)算時(shí)，其中間過(guò)程可多保留一位，最后結(jié)果須取應(yīng)有的位數(shù)；

加減法計(jì)算結(jié)果，其小數(shù)點(diǎn)以后保留的位數(shù)，應(yīng)與參加運(yùn)算各數(shù)中小數(shù)點(diǎn)以后位數(shù)最小者相同；

乘除法計(jì)算結(jié)果，其有效數(shù)字保留的位數(shù)，應(yīng)與參加運(yùn)算各數(shù)中有效數(shù)字位數(shù)最少者相同。（二）可疑數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)與取舍一些有問(wèn)題的數(shù)據(jù)

分析這些數(shù)據(jù)差的原因判斷該數(shù)據(jù)的取舍

數(shù)據(jù)結(jié)果差的原因方法所用試劑屬于錯(cuò)誤數(shù)據(jù)不能判斷原因重做省去錯(cuò)誤數(shù)據(jù)

Q統(tǒng)計(jì)量法

(也稱狄克猻檢驗(yàn)法)Q統(tǒng)計(jì)量法

Q統(tǒng)計(jì)量法又叫狄克遜（Dixon）檢驗(yàn)法：是指用狄克遜法檢驗(yàn)測(cè)定值（或平均值）的可疑值和界外值的統(tǒng)計(jì)量，并以此來(lái)決定最大或最小的測(cè)定值（或平均值）的取舍。