Giới thiệu được các cách định lượng trong phân tích dụng cụ Giải thích được một số đặc trưng trong phân tích dụng cụ Trình bày được các loại sai số và cách giảm thiểu sai số Giới thiệu được các cách định lượng trong phân tích dụng cụ Giải thích được một số đặc trưng trong phân tích dụng cụ Trình bày được các loại sai số và cách giảm thiểu sai số Giới thiệu được các cách định lượng trong phân tích dụng cụ Giải thích được một số đặc trưng trong phân tích dụng cụ Trình bày được các loại sai số và cách giảm thiểu sai số
ĐẠI CƯƠNG VỀ PHÂN TÍCH DỤNG CỤ • Mục tiêu • Giới thiệu cách định lượng phân tích dụng cụ • Giải thích số đặc trưng phân tích dụng cụ • Trình bày loại sai số cách giảm thiểu sai số • Tài liệu tham khảo: • • • • Hóa phân tích 1, 2: Đại học Dược Hà Nội Xử lý số liệu Hóa phân tích: TS Tạ Thị Thảo – Đại Học Quốc Gia Hà Nội Thẩm định phương pháp hoa học-Viện kiểm nghiệm thực phẩm Quốc Gia János Pogány, pharmacist, PhD, consultant to WHO Pretoria, South Africa, 28 June 2005 • An Introduction to Quality Assurance in Analytical Science - Dr Irene Mueller Harvey – UK analytical partnership NỘI DUNG • • • • • Khái niệm – Phân loại Hiệu chuẩn – chất chuẩn Một số đặc trưng phân tích dụng cụ Các loại sai số Ứng dụng Khái niệm - Phân loại Dựa vào cách tác động lên đối tượng phân tích trình diễn ra, có nhóm sau: • Phân tích quang học: Dựa vào hiệu ứng xạ điện từ • Phân tích điện hóa: Dựa vào trình điện cực xảy cho dòng điện qua dung dịch • Kỹ thuật tách: Dựa vào tương tác CPT với pha • Nhóm hóa học: Dựa vào tín hiệu phân tích Hiệu chuẩn chất chuẩn 2.1 Hiệu chuẩn (calibration) Khái niệm: Là trình thiết lập đáp ứng thiết bị đo lường (phân tích) với nồng độ (lượng xác) chất phân tích điều kiện cụ thể Là so sánh đại lượng đo với giá trị đối chiếu Cách hiệu chỉnh: Phương pháp đường chuẩn Phương pháp thêm chuẩn Thiết bị dụng cụ dùng cho phân tích: Cân, bước sóng, độ hấp thụ quang, dụng cụ thủy tinh… Đặc điểm: Xác lập mối quan hệ khối lượng hay nồng độ CPT tín hiệu phân tích (độ hấp thụ, diện tích, chiều cao…) Đánh giá tác động thành phần đến tín hiệu đáp ứng biết tên hiệu ứng (matrix effect) 2.2 Chuẩn hóa học (chemical standard): Sử dụng đơn chất hợp chất tinh khiết ổn định dùng phổ biến chuẩn độ thể tích 2.3 Chất đối chiếu (reference material): Được dùng để chứng minh độ đúng, độ tin cậy kết phân tích Chất đối chiếu (CRM,SRM) cung cấp tổ chức đo lường quốc tế NIST, BAS Chất đối chiếu phải thỏa mãn: Tinh khiết, có thành phần biết (mẫu chuẩn) Chất đối chiếu dùng để: Thẩm định phương pháp mới; Chuẩn hóa chất đối chiếu khác, khẳng định giá trị pháp lý phương pháp chuẩn hóa Một số đặc trưng phân tích dụng cụ Sensitivity: Độ nhạy Độ đúng: Trueness Precision: Độ chụm Accuracy: Độ xác Bias: Độ chệch Limit of Detecter: Giới hạn phát hiện: LOD Selectivity: Độ chọn lọc Linear Range:Khoảng tuyến tính Dynamic range Concentration range 3.1 Độ độ chụm Độ chụm tốt Độ Độ chụm Độ Độ tốt Độ chụm Độ tốt Độ chụm tốt Độ chụm (precision) • Độ chụm: Dùng để mức độ gần giá trị riêng lẻ xi phép đo lặp lại Nói cách khác, độ chụm dùng để sai khác giá trị x i so với giá trị trung bình • Ba khái niệm thống kê dùng để mô tả độ chụm tập số liệu độ lệch chuẩn, phương sai hệ số biến thiên Độ chụm tốt Độ chọn lọc • Giả sử phân tích chất A mẫu phân tích, tín hiệu phân tích chất A tạo có đóng góp chất B, C… Người ta gọi chất cản trở • Khi mức độ gây ảnh hưởng B C đến phép xác định A biểu diễn qua hệ số chọn lọc kB,A = bB/bA ; kC,A = bC/bA Trong đó: b hệ số độ nhay k hệ sô chọn lọc Độ chọn lọc (selectivity) Độ chọn lọc đặc trưng cho mức độ mà phát xác định rõ ràng chất phân tích định hỗn hợp mà ảnh hưởng từ thành phần khác Độ chọn lọc cho biết ảnh hưởng chất gây cản trở chất phân tích Hệ số nhỏ phép phân tích chọn lọc, độ xác cao 3.4 Giới hạn phát gới hạn định lượng (Limits of detection LOD and quantity LOQ) • Giới hạn phát (LOD): Là nồng độ khối lượng nhỏ phát với mức độ tin cậy xác định Giới hạn phụ thuộc vào tỷ số tín hiệu phân tích mức độ thăng giáng tín hiệu mẫu trắng Phân loại: Giới hạn phát thiết bị (IDL) giới hạn phát phương pháp (MDL) • Giới hạn định lượng (LOQ): Là nồng độ thấp chất phân tích mẫu định lượng với độ chụm chấp nhận điều kiện tiến hành phân tích Phân loại: Giới hạn định lượng thiết bị (IQL) giới hạn định lượng phương pháp (MQL) LOD, LOQ, SNR (nhiễu) • Limit of Quantitation (LOQ) • Limit of Detection (LOD) • Signal to Noise Ratio (SNR) Peak A LOD Nền Nhiễ u SNR Peak B LOQ Công thức tính LOD • Tín hiệu chất phân tích Sm Sm = So + k.SD • Nồng độ: Cm Cm = (Sm – So)/m • m độ nhạy đường chuẩn • Thực tế: LOD = 3,3.SDo Công thức tính LOQ • Khi biết độ lệch chuẩn mẫu trắng SDo, nồng độ chất phân tích không LOQ = 10.SDo • Nếu có liệu LOD LOQ = 3.LOD 3.5 Khoảng tuyến tính khoảng làm việc (linearity and working range) Khoảng tuyến tính (LOL): Là khoảng nồng độ chất phân tích mà phương pháp phân tích cho kết phân tích tỷ lệ thuận với nồng độ chất phân tích Khoảng làm việc (WR): Khoảng nồng độ chất phân tích mà thiết bị cho tín hiệu đáp ứng tốt Khoảng bắt đầu nồng độ thấp định lượng (LOQ) Tính toán độ tuyến tính khoảng làm việc Phân tích mẫu chuẩn biết nồng độ Tối thiểu phân tích cấp nồng độ Vẽ đồ thị từ kết thu • Đánh giá độ tuyến tính (r2 > 0,99) • Xác định khoảng tuyến tính tương đối Các loại sai số (error) • Khái niệm: Sai số sai khác giá trị thực nghiệm thu so với giá trị mong muốn Tất số liệu phân tích thu từ thực nghiệm mắc sai số Sai số phép đo dẫn đến độ không chắn (độ không đảm bảo đo) số liệu phân tích • Phân loại: Sai số hệ thống Sai số ngẫu nhiên Sai số thô, sai số tích lũy… Sai số hệ thống • Khái niệm: Là loại sai số nguyên nhân cố định gây ra, làm cho kết phân tích cao giá trị thực (sai số hệ thống dương -positive bias) thấp giá trị thật (sai số hệ thống âm–negative bias) • Phân loại: Sai số hệ thống không đổi Sai số hệ thống biến đổi ( sai số tỷ lệ) Sai số hệ thống biến đổi Sai số hệ thống không đổi Khối lượng chất Giá trị phân tích (mg) Khối lượng mẫu (g) Biểu diễn sai số hệ thống không đổi biến đổi Nguồn gốc sai số hệ thống Do dụng cụ phân tích Do phương pháp phân tích Do người phân tích Phát loại trừ sai số Phân tích mẫu chuẩn Phân tích độc lập Phân tích mẫu trắng Thay đổi lượng mẫu Sai số ngẫu nhiên • Khái niệm: Là sai số gây nên nguyên nhân không cố định, trước • Nguyên nhân: Khách quan: nhiệt độ tăng đột ngột, thay đổi khí quyển, đại lượng đo có độ xác giới hạn… Chủ quan: thao tác thí nghiệm không chuẩn xác (có thể gây giá trị bất thường); thành phần chất nghiên cứu không đồng nhất… • Do sai số ngẫu nhiên biết trước nên để loại trừ cần phải làm nhiều thí nghiệm tiến hành xử lý thống kê số liệu phân tích Sai số hệ thống sai số ngẫu nhiên Ý nghĩa Sai số ngẫu nhiên Ý nghĩa Sai số hệ thống Độ độ chụm Inaccurate & Không imprecise không chụm Inaccurate but Chụm precise không Accurate but Đúng imprecise không chụm Đúng chụm Ví dụ: Kết đo mẫu amoxilin HPLC thu kết sau Tín hiệu So = Độ lệch chuẩn đường SDo=12 Tại nồng độ 500ppb cho tín hiệu hấp thụ 2000 Xác định LOD, LOQ chất phân tích biết k = Tín hiệu chất phân tích: Sm Sm = So + k.SDo = + 3(12) = 40 Nồng độ xác định được: LOD = [40/2000] x 500 ppb = 10 ppb LOQ = 3,3.LOD ... nghĩa Sai số ngẫu nhiên Ý nghĩa Sai số hệ thống Độ độ chụm Inaccurate & Không imprecise không chụm Inaccurate but Chụm precise không Accurate but Đúng imprecise không chụm Đúng chụm Ví dụ: Kết đo... Dựa vào hiệu ứng xạ điện từ • Phân tích điện hóa: Dựa vào trình điện cực xảy cho dòng điện qua dung dịch • Kỹ thuật tách: Dựa vào tương tác CPT với pha • Nhóm hóa học: Dựa vào tín hiệu phân tích... material): Được dùng để chứng minh độ đúng, độ tin cậy kết phân tích Chất đối chiếu (CRM,SRM) cung cấp tổ chức đo lường quốc tế NIST, BAS Chất đối chiếu phải thỏa mãn: Tinh khiết, có thành