分析方法的评价与数据处理

第三章分析方法的评价与数据处理第一节分析方法的分类与选择一、定量分析方法的分类分析方法

容量分析

重量分析

仪器分析

基本概念决定性方法：此类方法的准确度最高，系统误差最小，需要高精密度的仪器和设备、高纯试剂和训练有素的技术人员进行操作。用于发展和评价参考方法和标准品，不直接用于常规方分析。参考方法：此类方法已用决定性方法鉴定，或虽未被鉴定但暂时被公认可靠，证明其有适当的灵敏度、特异性、重现性、直线性和较宽的测定范围。参考方法的实用性在于评价常规方法，决定常规方法是否可被接受，新型分析仪器及配套试剂的质量也必须用参考方法进行评价。常规方法：即日常工作中使用的方法。这类方法应有足够的精密度、特异性和适当的分析范围等性能指标。根据对分析方法本身的认识，分析方法又可以分为决定性方法、参考方法和常规方法3种方法。二、分析方法的选择原则：应选出准确、稳定、简便、快速、经济的方法。步骤：①根据被分析对象考虑待测物的含量范围、含有哪些杂质和它们可能对测定干扰，提出所需分析方法的选择性要求。②根据分析任务提出对分析方法速度、精密度、准确度的要求。③根据本试验室的设备、分析仪器、标准参考物质等装备情况设想可能采用的方法。④综合以上要求和设想，详细查阅资料、文献、初步确定何种方法为适宜。⑤做一系列方法评价试验，考察方法误差的大小。若方法误差小于分析任务的允许误差范围，则方法可用，否则另选方法。三、常用定量分析方法重量分析法

挥发法：干燥失重测水分重量分析法萃取法：冰硼散沉淀法：测定蛋白质

挥发法：原理：利用样品中的被测物质在常温下具有挥发性的特点，使它与无挥发性的杂质分离开。

例如：用测Hg仪测定食品中的Hg时，先将食品中的Hg2＋用SnO2还原成具有挥发性的Hg，即：然后导入测汞仪测定其含量。萃取法：

原理：利用待测组分在互不相溶的溶剂中分配比不同，通过多次萃取操作，使待测组分定量转入萃取剂中，将萃取剂挥干至恒重，称重计算待测组分重量，计算百分含量。例：冰硼散中冰片含量测定（中国药典2005版）冰硼散主要成分是冰片、硼砂。取本品约2.5克，精密称定，置离心管中，用无水乙醚提取三次（每次6、3、2ml），每次用细玻棒搅拌，置离心机中，以2000转/分转速离心约5分钟，合并上清醚液，置已称重的蒸发皿中，于15℃～25℃放置1小时，称重，即得。蒸发皿增加的重量即是提取出的冰片的重量。沉淀法：也称盐析法原理：利用被测物质或杂质与试剂生成沉淀的反应，经过滤等操作，使被测成分与杂质分离。例：在测定食品中蛋白质含量时，可向食品溶液中加入重金属盐类，如碱性醋酸铅，使蛋白质从溶液中沉淀出来。将沉淀消化并测定其中的N量，即可推算出样品中纯蛋白质的含量（这是由于蛋白质胶体的稳定性被破坏而产生的沉淀现象。在测糖时，要进行糖提取液的澄清，以除去干扰组分的影响，其中，澄清剂之一就是碱性醋酸铅，主要是除去蛋白质，也属沉淀法。沉淀法应注意的问题：一、注意加入的沉淀剂的选择。二、出现沉淀后，要选择适当的分离方法。三、注意操作过程中对温度、PH值等条件的要求。滴定分析法

酸碱滴定法沉淀滴定法配位滴定法氧化还原滴定法

滴定分析法酸碱滴定法适用于测定保健食品中所含有的生物碱、有机酸、内酯类等酸、碱组分的含量。对于K·C≥10-8的酸、碱组分，可在水溶液中直接滴定。而对于K·C<10-8的很弱有机酸、生物碱或水中溶解度很小的酸碱，只能采用间接滴定或非水滴定法测定。沉淀滴定法分为银量法、四苯硼钠法和亚铁氰化钾法，主要用于测定生物碱、生物碱的氢卤酸盐及含卤素的其它有机成分的含量。银量法应用范围为无机卤化物、有机氢卤酸盐及有机卤化物。四苯硼钠法主要用于生物碱的含量测定。常用的配位滴定法包括EDTA法和硫氰酸铵法，用以测定鞣质、生物碱及含Ca2+、Mg2+、Fe3+、Hg2+等矿物类制剂的含量。氧化还原滴定法适用于测定具有氧化还原性的物质，如含酚类、糖类及矿物Fe、As等成分的保健食品。不常用。紫外-可见分光光度法定义：根据被测物质在紫外-可见光的特定波长处或一定波长范围内的吸光度，对该物质进行定性定量分析的方法称紫外-可见分光光法。特点：本法操作简便，灵敏度高，常用于食品、保健食品含量测定。但本法不具分离功能，常用于总成分的测定。1、吸收系数法：原理：朗伯-比耳定律：A=E1%1cmCLC=A/E1%1cmL将求得的C值（供试液浓度）、样品溶液的稀释倍数和取样量代入公式计算，即可求出食品中被测成分的含量。此方法不需对照品随行测定，操作简便，仅用于紫外分光光度法。但需严格校正仪器，规范实验条件，做好前处理工作。2、对照品比较法原理：在相同条件下分别配制供试品溶液和对照品溶液，在规定波长处测定试品溶液和对照品溶液的吸收度后，按下式计算供试品溶液的浓度：

C供(g/ml)=（A供/A对）C对

式中：C供为供试品溶液的浓度；A供为供试品溶液的吸收度；C对为对照品溶液的浓度；A对对照品溶液的吸收度。特点：对照品溶液与供试品溶液的浓度应尽可能接近，一般要求对照品溶液中所含被测成分的量应为供试品溶液中被测成分标示量的100%±10%。3、标准曲线法原理：配制一系列不同浓度（Ci）的对照品溶液（5～7份），在相同条件下分别测其吸收度(Ai)，以A为纵坐标，浓度C为横坐标绘制A-C曲线，即得标准曲线（又称工作曲线）。在相同条件下测定供试品的A，从标准曲线上查出与之对应的C，即可求出浓度和含量（见图）。亦可将一系列对照品溶液的C与相应的A进行一元线性回归，求出回归方程（相关系r≥0.999），将供试品溶液的A代入回归方程，算出被测成分的浓度和含量。特点：本法多用于可见分光光度法，由于影响显色反应的因素多，有的仪器单色光纯度较差，故测定时应用对照品同时操作。本法适用于批量样品的分析，当仪器和测定条件固定时，曲线可多次使用。

A=a+bCA-C曲线色谱分析

1、系统适用性试验柱效n=5.54(tR/Wh/2)2分离度R=(2(tR2-tR1))/(W1+W2)(R≥1.5)拖尾因子T=W0.05h/2d1(T=0.95～1.05)重复性RSD<2.0%（n=5）（1）、n=5.54(tR/Wh/2)2例：用HPLC法测得某药保留时间为12.54min，半高峰宽3.0mm（纸速5mm/min），计算柱效？（2）、R=(2(tR2-tR1))/(W1+W2)(R≥1.5)例：在30.0cm长的色谱柱上分离混合物,测得组分A和B的保留时间分别为16.10min和17.93min，而两个色谱峰宽分别是1.11min和1.21min，则其分离度R是多少?（3）、T=W0.05h/2d12、测定方法（1）、内标法：（2）、外标法：1)、标准对照法(一点法)2)、标准曲线法（同光谱法）第二节分析方法验证一、提高分析数据的可靠性二、评价指标三、不同分析方法测定结果差异性的检验一、提高分析数据的可靠性数据是否可信？分析数据分析采样怎么办？采样分析分析数据数据是否可信？分析数据的质量问题认识一：误差的客观存在性认识二：误差的来源？认识三：如何减少误差？认识四：如何减少分析数据的不确定度？相关概念误差：测定值与真实值之差称为误差。真实值：一个客观存在的具有一定数值的被测成分的物理量称为真实值。系统误差：由固定原因造成的误差，在测定过程中按一定的规律重复出现，一般有一定的方向性，即测定值总是偏高或总是偏低。它来源于分析方法、仪器、试剂和主观误差。偶然误差：由于一些偶然的外因所引起的误差。产生的原因往往是不固定的、未知的，且大小不一，或正或负，其大小是不可测的。可能由于环境的偶然波动或仪器的性能、分析人员对各份试样处理时不一致所产生的。过失误差：由于分析人员粗心大意或未按操作规程办事所造成的误差。提高分析数据可靠性的几种常用方法一、正确选取样品量，选择合适的分析方法二、减少测定误差三、增加平行测定的次数，减少随机误差四、尽量消除测量过程中系统误差五、标准曲线的回归对照实验空白实验校正仪器标定溶液结果校正允许误差

分析结果允许的误差范围样品中待测成分的含量分析结果允许的绝对误差分析结果允许的相对误差/(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、评价指标准确度精密度选择性检测限定量限线性与范围耐用性费用与效益

评价指标精密度与准确度示意图准确度准确度：指测定值与真实值的接近程度。反映测定结果的可靠性。反映方法的准确度测定标准物质的回收率P（%）——加入标准物质的回收率；

X1——加标样品测定值；

X0——试样本底测定值；

m——加入标准物质的质量。准确度的高低可用误差或回收率来表示。精密度精密度：指多次平行测定结果相互接近的程度。计算多次测定值的标准差或相对标准差表示测定的精密度精密度与待测物质绝对量有关

mg级的RSD:5%

μg级的RSD:10%

ng级的RSD:≈50%

它代表测定方法的稳定性和重现性。选择性(又称特异性):指在混合物或样品基质的成分存在下，该分析方法能准确、特异地测定目标物的能力。选择性某一特定分析方法的特异性是指该方法适宜检测样品中某些特定组分。

有些分析方法可能对某一特定食品成分具有很高的特异性。食品中类脂化合物的测定。冰淇淋中乳糖的测定

检测限与定量限

检测限：指分析方法在适当的置信水平内，能从样品检测被测组分的最小量或最小浓度，即断定样品中被测组分的量或浓度确实高于空白中被测组分的最低量。定量限：指准确度、精密度达到要求的前提下，分析方法能定量测出样品中目标物的最低值，通常用最低浓度表示。

对不同的分析方法有不同的测定方法气相色谱法分光光度法一般实验国际理论应用化学联合会的标准方法线性：指一个分析方法给出的仪器响应值或结果与样品中目标物的质量在一定范围内成比例的能力。1、配制系列标准液，至少5个浓度梯度。2、用最小二乘法进行线性回归。Y=a+bX

（r≥0.999），要求列出回归方程，相关系数和线性图。

范围：指在该试验浓度范围内，其精密度、准确度和线性符合要求。1、含量测定的线性范围应为测试浓度的80%-120%；2、含量均匀度检验应为测试浓度的70%-130%；3、杂质检查时，应根据初步实测，拟订出规定限度的±20%；线性和范围耐变性耐变性：指一个分析方法在各种正常试验条件下(如不同试验室、不同人员、不同仪器、不同批号试剂等)对同一样品分析的试验结果的再现性程度。1、样品溶液的稳定性；2、样品提取次数、时间；3、流动相的组成和pH值；4、不同厂牌或不同批号的同类型色谱柱；5、柱温，流速，进样口和检测室温度等。

三、不同分析方法测定结果差异性的检验

T检验法

用来比较一个平均值与标准值之间或两个平均值之间是否存在显著性差异。F检验法

通过计算两组数据的方差之比来检验两组数据是否存在显著性差异。第三节实验数据处理一、实验数据的处理二、测定结果的校正一、实验数据的处理

（一）记录与运算规则1、有效数字如果结果需要保留4位有效数字，现有5位数且第5位<5，则直接去掉第5位数；

如果需要保留4位有效数字，现有5位数，且第5位数>5，则第4位数加1；

如果要保留的位数后面的一位数字为5，且要保留的最后一位数是奇数，则去掉后面的那一位，并将欲保留的最后一位加1，如果最后一位是偶数，则去掉后面的一位而保留最后一位不变。（一）记录与运算规则1、有效数字请把下列数据处理成4位有效数字55.82655.82355.825232.26932.26432.265532.26032.2554

（一）记录与运算规则1、有效数字以下数字分别是几位有效数字。64.720

0.64720.00721.0072

70007000.0

7×103

7×10-3（一）记录与运算规则有效数字的运算原则复杂运算时，其中间过程可多保留一位，最后结果须取应有的位数；

加减法计算结果，其小数点以后保留的位数，应与参加运算各数中小数点以后位数最小者相同；

乘除法计算结果，其有效数字保留的位数，应与参加运算各数中有效数字位数最少者相同。（二）可疑数据的检验与取舍一些有问题的数据

分析这些数据差的原因判断该数据的取舍

数据结果差的原因方法所用试剂属于错误数据不能判断原因重做省去错误数据

Q统计量法

(也称狄克狲检验法)Q统计量法

Q统计量法又叫狄克逊（Dixon）检验法：是指用狄克逊法检验测定值（或平均值）的可疑值和界外值的统计量，并以此来决定最大或最小的测定值（或平均值）的取舍。