校準(zhǔn)曲線(做標(biāo)準(zhǔn)曲線的12個經(jīng)典問題)
在制作標(biāo)準(zhǔn)曲線時,會出現(xiàn)這樣那樣的問題。比如經(jīng)常有人問:一定要做五點嗎?線性相關(guān)系數(shù)r值必須達到多少個9?你每天還是每次都做音樂?曲線一定要經(jīng)過原點嗎?……
本文梳理了標(biāo)準(zhǔn)音樂的相關(guān)問題,
讓我們來看看!
1.制作標(biāo)準(zhǔn)曲線的依據(jù)?
GB/T22554-2010中基于標(biāo)準(zhǔn)樣品的線性校準(zhǔn):
1)標(biāo)準(zhǔn)曲線的濃度范圍應(yīng)覆蓋正常操作條件下的測量范圍;
2)標(biāo)準(zhǔn)樣品的成分盡可能與被測樣品的成分一致;
3)標(biāo)準(zhǔn)樣品的濃度值應(yīng)等距分布在測量范圍內(nèi);
4)標(biāo)準(zhǔn)樣品的數(shù)量應(yīng)至少有3個濃度;
5)每個標(biāo)準(zhǔn)點至少重復(fù)兩次,這個重復(fù)是指從稀釋開始;
如果國家標(biāo)準(zhǔn)有相應(yīng)的濃度系列推薦,盡量按照國家標(biāo)準(zhǔn)。我們在工作中經(jīng)常使用線性校準(zhǔn),因為線性方程是最簡單的。
2.什么是校準(zhǔn)曲線?
校準(zhǔn)曲線包括標(biāo)準(zhǔn)曲線和工作曲線。前者不經(jīng)過預(yù)處理過程,直接用標(biāo)準(zhǔn)溶液系列進行測定,往往對樣品造成較大誤差。后者中使用的標(biāo)準(zhǔn)溶液與樣品經(jīng)過了相同的消化、凈化和測量過程。
3.首先,你要做多少分才能給這首歌打分?
標(biāo)準(zhǔn)曲線需要幾個數(shù)據(jù)點,這些數(shù)據(jù)點與被檢測組分的濃度范圍、分析儀的響應(yīng)特性、干擾因素、濃度和檢測信號的響應(yīng)類型有關(guān)。
3點:對于一些低濃度,特別是微量分析,且濃度范圍不是很大,檢測器響應(yīng)可靠,背景干擾很小的,可以選擇較少的工作點。一般3個集中點就夠了,有的甚至可以只用一個集中點,另一個點直接用坐標(biāo)原點。
4~6分:如果平時測得的樣品濃度范圍較寬,檢測器的響應(yīng)不完全是線性曲線(直線),可采用二次曲線或分段校正的方法,以減少數(shù)據(jù)偏差。在這種情況下,需要使用更多的數(shù)據(jù)點。如果不分段,4~6個數(shù)據(jù)點就夠了。
至少兩點:但如果是分段校正,每段至少需要兩個數(shù)據(jù)點。對于一些沒有固定濃度范圍的樣品,特別是一些檢測機構(gòu),如果分析儀的檢測響應(yīng)可靠,環(huán)境因素影響不大,可以做一個校準(zhǔn)曲線。如果環(huán)境因素影響較大,可以不制作校準(zhǔn)曲線,而采用標(biāo)準(zhǔn)加入法或標(biāo)準(zhǔn)加入-一次稀釋法更簡單。
其實我們一般做五點(不包括零濃度);以一般檢出限的5~10倍為第一點,再增加1倍。最高濃度為最低濃度的10~20倍為宜(以理化分析實驗為例)。當(dāng)然要根據(jù)儀器的靈敏度來調(diào)整。
4.標(biāo)準(zhǔn)歌的R值多少個9才算合格?
實驗室應(yīng)根據(jù)檢測標(biāo)準(zhǔn)(方法)的要求,使用標(biāo)準(zhǔn)溶液或標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)建立標(biāo)準(zhǔn)曲線。所用的標(biāo)準(zhǔn)溶液或標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)覆蓋測試樣品的濃度范圍。如果對檢測標(biāo)準(zhǔn)(方法)沒有具體要求,至少用5個標(biāo)準(zhǔn)樣品(除空白)建立線性標(biāo)準(zhǔn)曲線,在每一點重復(fù)測定1-3次。對于篩選方法,線性回歸方程的相關(guān)系數(shù)不應(yīng)低于0.98,對于確證方法,相關(guān)系數(shù)不應(yīng)低于0.99。
其實大于0.99是判斷是否線性相關(guān)的一個標(biāo)準(zhǔn)。在實際應(yīng)用中,線性度大于0.999是理想的。線性范圍0.99-0.999的監(jiān)測結(jié)果只有在接近最高濃度(中間濃度)一半的位置才是準(zhǔn)確的。如果線性度大于0.999,則在整個線性范圍內(nèi)都會有令人滿意的結(jié)果。
如果檢測的線性不好,可以縮小標(biāo)準(zhǔn)的覆蓋范圍,將標(biāo)準(zhǔn)的濃度調(diào)整到待測樣品的濃度附近,這樣結(jié)果也很準(zhǔn)確。比如樣品的濃度在20ppb左右,但標(biāo)準(zhǔn)曲線建立在0~50ppb范圍內(nèi),線性度卻很不理想。此時可將標(biāo)準(zhǔn)量程調(diào)整到15~25ppb,可做五個標(biāo)準(zhǔn)。
5.標(biāo)準(zhǔn)曲線的檢驗?
(1)線性測試:
即檢查校準(zhǔn)曲線的精度。對于由4 ~ 6個濃度單位得到的測量信號值繪制的校準(zhǔn)曲線,分光光度法一般要求其相關(guān)系數(shù)|r|≥0.9990,否則應(yīng)找出原因并進行修正,重新繪制合格的校準(zhǔn)曲線。
(2)攔截檢查:
即檢驗校準(zhǔn)曲線的準(zhǔn)確性,在通過線性檢驗的基礎(chǔ)上,進行線性回歸,得到回歸方程y=a+bx,然后用t檢驗截距A和0,當(dāng)取95%置信水平,檢驗后無顯著差異時,可將A視為0,方程簡化為y=bx,移動項得到x=y/b。在線性范圍內(nèi),不用查閱校準(zhǔn)曲線,直接用空校正樣品的實測信號值,計算樣品濃度。
當(dāng)A和0之間存在顯著差異時,校準(zhǔn)曲線的回歸方程的準(zhǔn)確度不高。找出原因并糾正后,重新繪制校準(zhǔn)曲線,通過線性測試。計算回歸方程,通過截距檢驗后,投入使用。
如果回歸方程不經(jīng)過上述檢驗和處理就直接投入使用,肯定會給測量結(jié)果引入一個差值,相當(dāng)于求解了a的系統(tǒng)誤差。
(3)坡度測試:
即檢驗分析方法的靈敏度,方法的靈敏度隨實驗條件的變化而變化。在相同的分析條件下,僅由操作中的隨機誤差引起的斜率變化不應(yīng)超過一定的允許范圍,該范圍隨分析方法的精度而變化。比如一般情況下,分子吸收分光光度法的相對差值小于5%,而原子吸收分光光度法的相對差值小于10%。
6.標(biāo)準(zhǔn)曲線有效期的規(guī)定?
(1)標(biāo)準(zhǔn)曲線屬于實驗室質(zhì)量控制范圍。根據(jù)《實驗室資質(zhì)認(rèn)可和評價標(biāo)準(zhǔn)》中的結(jié)果控制要求,有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(參考物質(zhì))定期用于監(jiān)測和/或低于標(biāo)準(zhǔn)的物質(zhì)(參考物質(zhì))用于內(nèi)部質(zhì)量控制。
(2)《導(dǎo)則》中沒有規(guī)定“定期”,所以如果是“定期”,就要根據(jù)實驗室的實際情況來確定。
(3)既然指南中沒有說明,那么按照一般的分析教材,當(dāng)實驗條件(包括試劑、人員、儀器等。)改變,最好重新做標(biāo)準(zhǔn)曲線。一般來說,儀器使用時間長,經(jīng)過驗證,會處于穩(wěn)定狀態(tài),而人員的藥物變化往往會比較大。如果說每次換人操作都要改曲線,那工作量就太大了。
7.每次開機都要做標(biāo)準(zhǔn)曲線嗎?
從藥物測試的要求來看,因為:
1.流動相每天都會不一樣,導(dǎo)致出峰時間和峰面積有一定的差異。
2.探測器的光能也在不斷減弱,所以它的日對應(yīng)值也不一樣,它的峰面積也不一樣。
基于以上原因,原則上每天都要對標(biāo)準(zhǔn)曲線進行校正。
不要每次都做標(biāo)準(zhǔn)曲線,但每次都必須輸入標(biāo)準(zhǔn)樣品;因為你的流動相不可能每次都和原來的一模一樣,儀器的狀態(tài)也在變化,不同批次之間的保留時間是不一致的,所以你必須用附帶的標(biāo)準(zhǔn)來定位和定量。
8.校準(zhǔn)曲線可以長期使用嗎?
每批樣品應(yīng)測量標(biāo)準(zhǔn)溶液,其濃度在校準(zhǔn)曲線的中點。測量濃度和校準(zhǔn)曲線標(biāo)準(zhǔn)點濃度之間的相對誤差不應(yīng)超過規(guī)定范圍。如果超過規(guī)定的相對誤差,應(yīng)重新繪制校準(zhǔn)曲線。
也可以說,分析項目和方法不同,校準(zhǔn)曲線斜率的穩(wěn)定性也不同。如果校準(zhǔn)曲線的斜率相對穩(wěn)定,則在樣品分析過程中只能測量兩個標(biāo)準(zhǔn)點。當(dāng)這兩個標(biāo)準(zhǔn)點與原曲線對應(yīng)點的相對偏差小于5%時,可以使用原校準(zhǔn)曲線。因此,在樣品分析之前,有必要根據(jù)斜率的穩(wěn)定性來確定是否應(yīng)同時制作校準(zhǔn)曲線。
我們一般的做法是根據(jù)測試的頻率來做。如果項目要每天測試,測試量大,要求每周至少做一次曲線。如果一個月沒有幾單,那么一個月做一次曲線。當(dāng)然,如果儀器出現(xiàn)故障,大修回來,經(jīng)過驗證,曲線需要重做。
9.標(biāo)準(zhǔn)曲線一定要經(jīng)過原點嗎?
標(biāo)準(zhǔn)曲線不一定要經(jīng)過原點,只要線性好就行。因為你做空白的話,基本不會越過原點。穿過原點是強制性的,但實際曲線可能不會通過,這將導(dǎo)致錯誤。但起源是由于系統(tǒng)誤差。
是否穿越原點(0,0)的問題,可以從原點(0,0)所代表的意義來考慮:
即當(dāng)被測組分的濃度為零時,信號響應(yīng)值(即液相色譜的峰高或峰面積)是否也為零。一般來說,色譜分析屬于這種情況,所以可以將點(0,0)作為一個濃度水平納入標(biāo)準(zhǔn)曲線(甚至不需要配制零濃度的注射用標(biāo)準(zhǔn)溶液),這也是單點法的一個依據(jù)。但是,類似的情況,用光譜測定的話,就說不通了。濃度為零的標(biāo)準(zhǔn)溶液(背景)的響應(yīng)信號(吸光度)往往不為零,所以此時標(biāo)準(zhǔn)曲線不一定過原點。
10.標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍?
線性范圍大家都很清楚,主要是從相關(guān)系數(shù)R來看,一般要求R大于等于三個九。在以前的實驗中,有時候濃度高的時候,線性不好。高濃度點不在標(biāo)準(zhǔn)曲線上,而是在標(biāo)準(zhǔn)曲線下方,離擬合的標(biāo)準(zhǔn)曲線較遠。在這種情況下,標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性相關(guān)系數(shù)很差,有時只有9。最后,我想通了。如果我手動擬合,用一條光滑的曲線把所有點連接起來,你會發(fā)現(xiàn),如果在線性范圍內(nèi),連接的就是一條直線;如果超出線性范圍,則連接為曲線。
1.相關(guān)系數(shù)的有效數(shù)字?
GB 5750.3-2006第8.2.7項有如下規(guī)定:校準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)只是省略,保留到小數(shù)點后出現(xiàn)9以外的數(shù)字,如0.99989→0.9998。如果所有小數(shù)位都是9點,最多保留4位小數(shù)位。
12、Y=bX與二次曲線的選擇?
我們通常用Y=a+bX作為標(biāo)準(zhǔn)曲線。曲線擬合后要做統(tǒng)計檢驗,完成線性檢驗和偽擬合檢驗,然后做A和0的差異檢驗。如果A和0沒有統(tǒng)計學(xué)差異,可以考慮用Y=bX作為擬合曲線,擬合后做同樣的線性檢驗和偽擬合檢驗。如果線性測試合格(P0.05),那么可以用Y=bX。
圓錐曲線的采用也是如此。如果你的擬合在Y=a+bX時不合格,你就要考慮用Y=a+bX+cX2,做同樣的不匹配測試,檢查擬合符合性。如果Y=a+bX和Y=a+bX+cX2都滿足擬合檢驗和誤擬合檢驗,則采用Y=a+bX的形式,以最少的統(tǒng)計參數(shù)符合統(tǒng)計簡單性原則。
標(biāo)準(zhǔn)曲線法有一定的優(yōu)缺點,特別適合大量樣品的分析。然而,色譜條件(檢測器的響應(yīng)性能、柱溫、流動相的流速和組成、樣品體積、柱效率等。)對每個樣本的分析很難做到完全相同,因此很容易造成較大的誤差。此外,在繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線時,一般采用待測組分的標(biāo)準(zhǔn)樣品(或已知準(zhǔn)確含量的樣品),而實際樣品的成分差異很大,所以肯定會給測量帶來一定的誤差。
知道了各分析項目的校準(zhǔn)曲線斜率的穩(wěn)定性和影響穩(wěn)定性的主要因素,就可以決定原校準(zhǔn)曲線是否可以用標(biāo)點符號來檢查,省略了重新制作校準(zhǔn)曲線。從校準(zhǔn)曲線斜率的變化,可以判斷標(biāo)準(zhǔn)溶液的穩(wěn)定性,并確定其校準(zhǔn)周期。分析低濃度樣品時,應(yīng)使用高純水和試劑,以降低空的白色值和樣品的分析誤差。