Понятие о чувствительности, аналитической специфичности и селективности. Способы измерения содержания (концентрации) анализируемого вещества в пробе.

Чувствительность- способность методики определить 2 близкостоящие концентрации вещества.

Аналитическая специфичностьметода это способность метода измерять лишь тот компонент или те компо­ненты, для определения которых он предназначен. Низкая специфичность приводит к получению неправильных резуль­татов и должна быть указана в описании метода.

Селективность –возможность определения вещества в присутствии посторонних компонентов. Влияние матрицы может приводить к повышению, так и к понижению результатов.

Есть 2 метода оценки данных:

1. абсолютные методы (не нужна градуировка) – гравиметрия, кулонометрия

2. Косвенные метода (необходимо построение градуировочной кривой) – потенциометрия, вольтамперометрия.

Величина, которую мы определяем, называется аналитический сигнал (y)

Y= f (c)

F- связывает аналитический сигнал и содержание вещества, это и есть градуировочная функция.

Для построения градуировки необходимо наличие образцов сравнения (ОС) и стандартного образца со всеми прописанными для него свойствами.

Для анализа образцов используют:

- метод внешних стандартов (готовим определ. концентрации и стоим калибровку; между построением калибровки и измерением должно пройти не больше часа)

y = kc + b, где b- уровень фонового сигнала в соответствующей нулевой пробе(в идеале =0,обычнопримерно 0,007)

tg α- воспроизводимость, точность, должен быть max, чем больше, тем точнее результаты

-метод ограничивающих растворов

С1 < Cx < C2

-метод внутренних стандартов

Измерение аналитического сигнала производится одновременно с анализируемым образцом

Min разброс, по химич. составу аналитический образец и образец сравнения должны быть сходны.

Данные так же можно записать в виде среднего значения. Ср. значение может служить лишь приближенной величиной. Нужно оценить диапазон значений с заданной вероятность.

Электрохимический (амперометрический) способ измерения концентрации анализируемого вещества в водной пробе включает помещение пробы в реакционную зону в электрохимическом элементе, содержащем два электрода, которые имеют полное сопротивление, пригодное для амперометрического измерения. Исследуемому веществу дают прореагировать непосредственно с электродом или с окислительно-восстановительным реагентом, чтобы образовалось окисляемое (или восстанавливаемое) вещество в таком количестве, которое соответствует концентрации анализируемого вещества. После этого электрохимическим путем определяют количество окисляемого (или восстанавливаемого) вещества. Такой тип анализа должен точно определять момент времени, когда в реакционной зоне обнаруживается проба. Это позволяет подавать электрохимический сигнал (т.е. напряжение) сразу после нанесения пробы и точно определять период инкубации или время реакции. А это, в свою очередь, повышает аккуратность и точность анализа, как будет описано ниже.

Метод определения вещества (концентрации) в окрашенных растворах

А = ε*l*c

24. Понятие об аналитическом сигнале. Взаимосвязь аналитического сигнала с содержанием (концентрацией) анализируемого вещества.

Аналитическая сигнал -Сигнал, содержащий количественную информацию о величине,

функционально связанной с содержанием аналита и регистрируемой в ходе анализа вещества или материала.

аналитический сигнал - это свойство вещества, зависящее от его природы и содержания в пробе, то есть аналитический сигнал характеризует качественный и количественный состав анализируемого вещества.

Величина, которую мы определяем, называется аналитический сигнал (y)

Y= f (c)

F- связывает аналитический сигнал и содержание вещества, это и есть градуировочная функция.

В зависимости от характера аналитического сигнала методы химического анализа

делят на 4 группы:

1) химические методы основаны на использовании химических реакций (нейтрали-

зации, окисления-восстановления, комплексообразования и осаждения), в которые вступа-

ет анализируемое вещество. Качественным аналитическим сигналом при этом является

наглядный внешний эффект реакции - изменение окраски раствора, образование или рас-

творение осадка, выделение газообразного продукта. При количественных определениях в

качестве аналитического сигнала используют объѐм выделившегося газообразного про-

дукта, массу образовавшегося осадка и объѐм раствора реагента с точно известной кон-

центрацией, затраченный на взаимодействие с определяемым веществом.

2) физические методы не используют химические реакции, а измеряют какие-либо

физические свойства (оптические, электрические, магнитные, тепловые и др.) анализи-

руемого вещества, которые являются функцией его состава.

3) физико-химические методы используют изменение физических свойств анализи-

руемой системы в результате протекания химических реакций. К физико-химическим от-

носят также хроматографические методы анализа, основанные на процессах сорбции-

десорбции вещества на твердом или жидком сорбенте в динамических условиях, и элек-

трохимические методы (потенциометрия, вольтамперометрия, кондуктометрия).

Физические и физико-химические методы часто объединяют под общим названием

инструментальные методы анализа, так как для проведения анализа применяют аналити-

ческие приборы и аппараты, регистрирующие физические свойства или их изменение.

В отличие от химических методов инструментальные методы анализа позволяют од-

новременно устанавливать качественный и количественный состав веществ быстро и дос-

таточно точно.

4) биологические методы используют для анализа биологически активных веществ.

Например, антибиотики анализируют по их способности останавливать рост микроорга-

низмов, а сердечные гликозиды - останавливать изолированное сердце лягушки.

25. Общие требования к установлению калибровочной зависимости между содержанием (концентрацией) анализируемого вещества и величиной аналитического сигнала в биохимическом анализе. Калибровочная функция и калибровочный график. Способы построения калибровочного графика и расчета калибровочной функции и оценки их валидности.

Калибровочные образцы представляют собой вещества со строго определенной концентрацией, значение которой не меняется в зависимости от применяемых методов и оборудования.

Калибровочные образцы имеют следующее назначение:

· для построения калибровочных кривых и расчёта концентрации анализируемого вещества методом сравнения;

· для контроля метрологической надежности оборудования (фотометров, эксанов, ФЭК-ов), т.е. позволяют установить, обеспечивает ли данный прибор необходимую линейность метода и точность определения, требуемую для данного анализа;

· для оценки используемых методик выполнения измерений, т.е. позволяют установить, достоверно ли определяется тот или иной показатель с помощью применяемого метода;

· для контроля правильности получаемых результатов, т.е. получение достоверной зависимости между содержанием компонента и аналитическим сигналом, а также содержанием компонента в контрольной сыворотке.

В контрольных сыворотках концентрации компонентов находятся в широком диапазоне значений, поэтому только применение калибровочных образцов со строго определенным значением концентрации может обеспечить необходимую точность исследований. Содержание компонентов в контрольной сыворотке определяется относительно калибраторов.

К калибровочным образцам предъявляются следующие требования:

· погрешность приготовления калибровочных образцов не должна превышать 1-2 %;

· входящие в их состав растворители и стабилизаторы не должны мешать проведению реакций;

· минимальная межфлаконная вариация (межэкземплярная однородность);

· стабильность при хранении.

Столь жесткие требования предъявляются к калибровочным образцам неслучайно. От качества калибратора зависит точность определения компонентов в контрольных сыворотках и в исследуемых пробах.

Калибровочные графики используются только в физических и физико-химических методах анализа. Они нужны для того, чтобы учесть все факторы, влияющие на процесс анализа, которые теоретически учесть довольно трудно. К факторам такого рода можно отнести сложную кинетику химической реакции, аномальные константы равновесия, коэффициенты активности т.п. Из этого следует, что легче построить калибровочный график, чем заниматься утомительными поправками к теоретическим прогнозам.

Принцип построения калибровочного графика несложен. Готовятся несколько стандартных растворов (5-6 растворов, реже меньше 4) с известным содержанием определяемого вещества. В каждом стандартном растворе измеряется аналитический сигнал прибором, который используется в данном виде анализа. По результатам измерений строится график в координатах аналитический сигнал – содержание вещества в стандартном растворе. Построенный график является калибровочным. Далее проводятся измерения в анализируемом растворе, в котором следует узнать концентрацию определяемого вещества. Получив величину аналитического сигнала, с помощью калибровочного графика, находится концентрация, которая соответствует этому сигналу. На этом процедура анализа считается завершенной.

Когда говорят о калибровочном графике, то всегда (за малым исключением) подразумевают прямую линию. Прямая линия является либо естественной функцией аналитического сигнала от концентрации, либо экспериментальные данные подвергаются линеаризации, чтобы в итоге калибровка стала прямой. Отсюда возникает вопрос: а почему калибровка должна быть представлена в виде прямой? В наше время, когда компьютер стоит на каждом столе, не слишком ли примитивно строить прямые? Тут дело обстоит не столько в математической обработке результатов, сколько в потребности лишний раз убедиться в том, что калибровочная прямая подтверждает ожидаемый физико-химический закон. Оценку этого легче проводить по параметрам прямой, чем по виду кривой линии. Таким образом, если при построении калибровочной прямой мы лишний раз убеждаемся, что это действительно прямая, то со спокойной совестью мы можем констатировать ожидаемое течение реакции и нормальное функционирование прибора.

В общем виде формула для расчета концентрации компонента (С_пробы) выглядит следующим образом:

Для построения калибровочных графиков и установления линейной зависимости концентрации от оптической плотности необходимо использовать образцы с различной концентрацией компонентов [4]. Это позволяет достигнуть двух целей:

· - установить ту концентрацию вещества в исследуемой пробе, при превышении которой необходимо применять меньший объём анализируемого материала или разбавлять его;

· - убедиться в достоверности полученных высоких и низких концентраций вещества.

Отношение концентрации калибровочного образца (С) к оптической плотности (А) называется фактором пересчета ( f ):

При линейной калибровочной кривой фактор пересчета оптической плотности в концентрацию для трех значений (низкая, нормальная, высокая) не должен отличаться более, чем на 2-3 %. Если калибровочная кривая проходит через нулевую точку, можно вычислить среднее значение фактора для всего участка линейности. Если калибровочная кривая не проходит через нулевую точку, то для расчета результатов применяют близлежащее значение концентрации калибровочного образца. Фактор пересчета можно внести в микропроцессор спектрофотометра для получения на табло прибора информации в единицах концентрации.

Следует особо подчеркнуть, что фактор желательно проверять ежедневно, используя для этого хотя бы одну концентрацию калибровочного образца. Фактор может меняться не только при смене оборудования, набора, но и от перемены напряжения в сети, а даже незначительное изменение его значения может привести к ошибке в анализе.

При концентрации исследуемого веществ, выходящей за границы линейности калибровочной кривой, следует использовать меньшее количество образца или разбавлять анализируемый материал.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: