薄层色谱扫描仪波长示值误差校准方法

李钢，朱健军

（中山市质量计量监督检测所，广东中山 528400）



薄层色谱扫描仪波长示值误差校准方法

李钢，朱健军

（中山市质量计量监督检测所，广东中山 528400）

摘要目前我国没有薄层色谱扫描仪国家检定规程，一些地方或部门标准中的波长示值误差项目计量方法可操作性不强。通过对比现有标准，提出了一种薄层色谱扫描仪波长示值误差计量方法。该方法利用计量单位使用的钬玻璃波长滤光片作为计量标准器，操作步骤与样品测试类似，波长示值误差的扩展不确定度为0.6 nm （k=2），满足校准要求。该法降低了计量操作难度，可作为计量人员的参考依据。

关键词薄层色谱扫描仪；计量；波长示值误差；钬玻璃波长滤光片

薄层色谱扫描仪是薄层色谱分析法使用的主要仪器，广泛应用于中草药、中成药的成分分析和合成药物分析方面。随着医药工业、临床医学、环境科学和食品化工等行业的快速发展，薄层色谱扫描仪的应用越来越广［1］。虽然目前各国生产的薄层色谱仪规格不同，性能各异，但其测定的基本原理相同，即用一束长宽可以调节的一定波长、一定强度的光照射到薄层斑点上进行整个斑点的扫描，用仪器测量通过斑点或被斑点反射的光束强度的变化达到定量的目的。薄层色谱扫描仪的校准，现阶段没有国家检定规程或校准规范，只有地方检定规程和行业检定规程，如河北省出台的地方检定规程JJG（冀）059-2004 《薄层色谱扫描仪检定规程》［2］等。已有不少计量工作者对该类仪器的计量进行研究，探索出一些行之有效的校准方法［3］，除此之外生产厂家也针对自己的仪器提供了内部校正方法。

针对薄层色谱扫描仪波长示值误差的校准方法，现有的标准及计量工作者发表的论文所采用的方法大致相同：将光源选择至汞灯位置，移开光源室盖，将低压汞灯放在单色器入微狭缝前面，将其固定；将空白标准薄层板放在样品室内，对准光束；调节波长至436 nm处，将负高压开关改为手动控制，调节负高压使吸光度值处在3.0左右；选择较小狭缝、荧光线性测定方式，进行光谱扫描；扫描200～700 nm的汞灯谱线，记录峰值波长，与标准波长的差值即为示值误差［3-4］。仪器生产厂家则是利用仪器自身氘灯进行内部校正，一般都有专用的波长校正软件来进行该项操作。

实际操作中以上两种方法都有一定局限性。现有的标准中提供的用低压汞灯来进行波长校准的方法，需要对仪器内部结构比较熟悉，有较长工作经验的校准人员才能完成操作；且因需打开仪器光源室在仪器内部进行操作，部分用户不易接受。在进行国外仪器波长校准时，需应用校正软件，而校正软件一般不是仪器标准配置，另外购置需要几万元，用户一般不会配备该软件。国内厂家虽然免费提供波长校正软件，但其低端设备只能校正一个波长点，不能对全波长范围进行有效校正。高端设备市场占有率不高，一般校准时很难接触到。

针对以上问题，笔者结合用户实际操作，提出一种新的校准方法：以钬玻璃波长标准滤光片作为校准标准设备，不需要专用的校正软件，校准人员只需将钬玻璃波长标准滤光片当作日常样品进行检测，在检测的过程中即可对波长进行校准。

1 波长示值误差校准步骤

（1）标准滤光片扫描坐标的确定。开机预热，放置钬玻璃波长标准滤光片于薄层扫描仪主机箱薄层板装载台上，然后在薄层扫描仪主机上手动调节光狭缝，使光斑能扫描到整个钬玻璃波长标准滤光片，记录仪器中显示的坐标X轴和Y轴数据，以此作为钬玻璃波长标准滤光片扫描起止位置。

（2）标准滤光片扫描点的确定。打开操作软件，设置仪器扫描参数：将步骤（1）中确定的坐标X轴和Y轴数据输入；选择钬玻璃波长标准滤光片的一个峰值波长（从该标准器的检定或校准证书上可以获得）为扫描波长；选择较大的狭缝尺寸、适中的扫描速度和反射测量模式；其它参数按日常样品进行设置。仪器参数设置好以后，对钬玻璃波长标准滤光片进行定波长扫描。由于钬玻璃波长标准滤光片的边缘效应，扫描时滤光片的边缘会形成尖锐的峰形。故只需选择两个尖峰之间的峰值点作为钬玻璃标准滤光片扫描点即可。

（3）标准滤光片的全波段光谱分析。锁定需做光谱分析的钬玻璃标准滤光片扫描点后，对其进行全波段扫描，扫描完成后对谱图进行解析，即可获得钬玻璃波长标准滤光片的光谱图。其各个峰值波长与标准值之差的最大值即为波长示值误差。

2 波长校准数据处理

图1、图2分别为钬玻璃波长标准滤光片在薄层扫描仪中得到的光谱图及其在紫外分光光度计中得到的光谱图。在薄层扫描仪中得到的光谱图的波长示值及标准值见表1。

由图1、图2可知，钬玻璃波长标准滤光片在薄层色谱仪和紫外分光光度计中的扫描图相吻合。由表1可知，在波长200～700 nm的范围内，钬玻璃波长标准滤光片峰值波长仪器示值与标准值（从该标准器的检定或校准证书上可以获得）相符合，因此可以确定本方法得到的薄层色谱仪扫描图为钬玻璃波长标准滤光片的光谱图，其峰值波长与标准值之差即为该薄层色谱扫描仪的波长示值误差。

图1 薄层色谱仪扫描图

图2 紫外分光光度计扫描图

表1 波长标准值及仪器示值 nm

3 波长示值误差不确定度评定

3.1 测量条件与方法

（1）测量依据：JJF 1059-2012 《测量不确定度评定与表示》［5］。

（2）测量环境条件：温度为15～35℃，相对湿度为20%～85%。

（3）测量标准：钬玻璃波长标准滤光片，编号为SBE375，黑龙江省计量院。

（4）被测对象：薄层扫描色谱仪，Scanner 3型，编号为080622，瑞士CAMAG公司。

（5）测量方法：在规定条件下，对钬玻璃波长滤光片连续测量3次，得到3次示值的算术平均值与相应波长标准值之差，即为波长示值误差。

（6）评定结果的使用：符合上述条件的测量结果，可使用该不确定度评定方法。

3.2 数学模型

数学模型见式（1）：

式中：Δλ——薄层扫描色谱仪波长示值误差，nm；

3.3 不确定度评定结果

用薄层扫描色谱仪对氧化钬波长标准滤光片连续测量10次，得到测量数据为364，364，363，364，364，364，365，364，364，364 nm。

单次实验标准偏差：

实际测量时，在重复性条件下连续测量3次，以3次测量结果的算术平均值为测量结果，则可得：

3.3.2 输入量λs的标准不确定度u（λs）

输入量λs的不确定度主要来源于氧化钬波长标准滤光片波长定值不确定度，可根据定值证书给出的定值不确定度来评定，因此采用B类方法进行评定。

氧化钬波长标准滤光片波长的证书给出波长定值不确定度为0.3 nm，包含因子k=2，则标准不确定度u（λs）=0.3/2=0.15（nm）。

3.3.3 合成标准不确定度

根据式（1）求得灵敏系数：

输入量与λs彼此独立不相关，则合成标准不确定度：

3.3.4 扩展不确定度

取包含因子k=2，则扩展不确定度：

U=kuc（△λ）= 2×0.31≈0.6（nm）

参照各个地方标准及相关国家行业标准，薄层色谱扫描仪的波长示值误差最大允许误差为不超过±5 nm或不超过±8 nm［2，4，6］，则其最大示值误差绝对值MPEV=5 nm，而本方法评定波长示值误差的不确定度U=0.6 nm，符合不等式：可以判断为合格［7］。

4 结语

用钬玻璃波长标准滤光片作为薄层扫描色谱仪的波长示值误差测量标准，其测量不确定度满足标准要求，且操作简便，满足实际需要。

参 考 文 献

［1］ 孙毓庆.薄层扫描法及其在药物分析中的应用［M］.北京：人民卫生出版社，1990.

［2］ JJG（冀）059-2004 薄层色谱扫描仪检定规程［S］.

［3］ 周中木.薄层色谱扫描仪检定方法的研究［M］. 北京：计量技术出版社，2012.

［4］ 中国药品生物制品检定所.药品检验仪器检定规程［M］.北京：人民医药科技出版社，2010.

［5］ JJF 1059.1-2012 测量不确定度评定与表示［S］.

［6］ JJG 178-2007 紫外、可见、近红外分光光度计检定规程［S］.

［7］ JJF 1094-2002 测量仪器特性评定［S］.

联系人：李钢；E-mail： 784761482@qq.com

中图分类号：O657.7

文献标识码：A

文章编号：1008-6145（2016）01-0073-03

doi：10.3969/j.issn.1008-6145.2016.01.021

收稿日期：2015-09-28

Calibration Method for Wavelength Indication Error of Thin Layer Chromatographic Scanner

Li Gang， Zhu Jianjun
（Zhongshan Supervision Testing Institute of Quality & Metrology， Zhongshan 528400， China）

AbstractThere is no regulation about thin layer chromatography scanner national verification in our country. Operability was not strong for some local or departmental standards. By comparing the existing standards， a new method for measuring the wavelength indication error of thin layer chromatography scanner was put forward. Holmium glass wavelength filter was used as the measurement standard in the method. The operation steps were similar to the sample test. Expanded uncertainty of wave wavelength indication error was 0.6 nm （k=2）. It could meet the calibration requirement. The method reduces the difficulty of measurement and it can be used as a reference basis for the measurement.

KeywordsTLC scanner； metering； indication error of wavelength； holmium glass wavelength filter