Quy trình thử nghiệm là sự kết hợp nhiều thành phần riêng lẻ, được triển khai với nhiều thiết bị, dụng cụ, hóa chất ở điều kiện thí nghiệm nhất định. Mỗi thành phần riêng lẻ có thể là một nguồn góp vào độ KĐBĐ và
là yếu tố đầu vào của độ KĐBĐ đo tổng hợp. Thông thường độ KĐBĐ thành phần của một quy trình phân tích được trình bày như hình 4.7.
ĐỘ KHÔNG KHÔNG ĐẢM BẢO ĐO (MU) Dụng cụ thủy tinh Độ đúng Dung sai Sai số Độ chụm Thiết bị Độ tinh khiết Ngẫu nhiên Ngẫu nhiên Hóa chất/chất chuẩn Thông số thẩm định Phương pháp Độ đồng nhất mẫu Nguồn KĐB thành phần Nhóm nguKĐB ồn
Hình 4.7. Độ không đảm bảo đo thành phần trong quy trình phân tích Nguồn gây nên độ KĐBĐ thành phần có thể chia làm hai loại chính là nhóm nguồn KĐBĐ dựa trên dữ liệu có sẵn và nhóm nguồn từ các thông số thẩm định của phương pháp. Nguồn KĐBĐ dựa trên dữ liệu có sẵn như: dung sai của dụng cụ đo, sai số thiết bị hay độ tinh khiết của hóa chất; Nguồn từ dữ liệu của phương pháp kể đến như: độ đồng nhất mẫu (khâu lấy mẫu và xử lý sơ bộ mẫu), độ chụm của phương pháp (độ lặp, độ tái lặp nội bộ), độ đúng (bias, độ thu hồi, thử nghiệm thành thạo).
Ngoài ra, để mô tả nguồn KĐBĐ thành phần, sơ đồ xương cá thường được sử dụng ví dụ như hình 4.8.
Bình định mức Độ lặp Pepette Burrette Cân mẫu ĐKĐB
Hình 4.8. Sơ đồ xương cá xác định thành phần KĐBĐ trong quy trình phân tích kim loại nặng trong nước uống bằng ICP–MS.
Tính toán một số loại KĐBĐ thành phần cơ bản:
(1) Độ KĐBĐ kiểu A: là độ KĐBĐ ứng với sai số ngẫu nhiên ký hiệu là UA được tính từ dữ liệu thực nghiệm thông qua việc đo lặp lại N lần trên cùng một mẫu thử.
uA = Sx
√N (4.34)
Sx là độ lệch chuẩn của kết quả đo lặp
(2) Độ KĐBĐ kiểu B: ký hiệu UB là độ KĐBĐ được tính từ các dữ liệu có sẵn là dung sai từ nhà sản xuất cung cấp.
uB = ε
k (4.35)
Trong đó ε là dung sai, k là hệ số phủ. Tùy thuộc vào loại phân bố ta có giá trị k là khác nhau:
Dung sai của dụng cụ thủy tinh (bình định mức, pipette, burette), áp dụng phân bố tam giác: k = √6.
Độ tinh khiết của hoá chất, sai số thiết bị được công bố bởi nhà sản xuất (ví dụ cân phân tích), áp dụng phân bố chữ nhật: k = √3.
Đối với công bố của đơn vị hiệu chuẩn, nhà sản xuất, hoặc các dữ liệu độ KĐBĐ có sẵn, áp dụng phân bố chuẩn với k = 2 ở độ tin cậy 95%, hoặc k = 3 ở độ tin cậy 99%.
Ví dụ 4.13: Bình định mức dung tích 100 ± 0.02 mL thì ε = 0.02 mL, tính độ KĐBĐ của bình định mức.
Giải:
Áp dụng phân phối tam giác cho dung sai của dụng cụ đong đo thể tích, độ không đảm bảo chuẩn của bình định mức trên là:
uB= ε
k= 0.02
√6 = 0.0082 (mL)
Ví dụ 4.14: Tính độ không đảm bảo đo của hóa chất trong các trường hợp sau:
– Chất chuẩn có độ tinh khiết là 99.9 ± 0.1%.
– Hóa chất có độ tinh khiết p ≥ 99.5%
Giải:
Áp dụng phân phối hình chữ nhật cho sai số về độ tinh khiết của hóa chất, độ không đảm bảo đo chuẩn đối với các hóa chất trên là:
– Chất chuẩn có độ tinh khiết là 99.9 ± 0.1%: ε = 0.1% = 0.001 => uB= ε
k= 0.001
√3 = 0.00058
− Hóa chất có độ tinh khiết p ≥ 99.5%: Hóa chất có p ≥ 99.5%, nghĩa là hóa chất này có hàm lượng từ 99.5–100%, do đó:
ε =100−99.5
2 = 0.25 % = 0.0025
uB= ε
k= 0.0025
√3 ≈ 0.0015
(3) Đường hiệu chuẩn: Sai số dư của đường hồi quy (đường chuẩn) từ sai số của thực nghiệm các điểm chuẩn gây nên là nguồn độ KĐBĐ của đường chuẩn. Độ KĐBĐ của đường chuẩn tích lũy vào kết quả phân tích thông qua phép tính toán hàm lượng chất phân tích từ liên kết chuẩn.
Xét đường hiệu chuẩn y = ax + b được xây dựng từ N điểm chuẩn với các giá trị xi là nồng độ chất chuẩn, yi là độ hấp thụ tương ứng. Sai số dư của đường chuẩn Sy được tính theo công thức sau:
Sy = √∑(yi−ŷi)2
N−2 (4.36)
Độ KĐBĐ do tính toán nồng độ từ đường chuẩn được tính theo công thức: ucalibration =Sy a √N1+M1 + (x̅ ∗−x̅)2 ∑ x2−(∑ x)2N (4.37)
Trong đó x̅ là giá trị trung bình của các xi (nồng độ các điểm chuẩn), x̅∗ là giá trị trung bình của M giá trị tính được từ đường chuẩn tương ứng với M lần thí nghiệm đo lặp một mẫu trên thiết bị phân tích.
(4) Độ chụm của phương pháp:Tùy thuộc vào phạm vi của phương
pháp, độ chụm được xác định bằng nhiều cách khác nhau. Trường hợp đơn giản nhất là khi phương pháp chỉ để áp dụng cho phân tích một dạng mẫu với khoảng nồng độ nhất định. Trường hợp phức tạp hơn khi phương pháp áp dụng cho nhiều dạng mẫu và/hoặc nhiều nồng độ phân tích
(i) Độ chụm cho mẫu đơn
Để xác định độ không đảm bảo đo khi nghiên cứu độ chụm của phương pháp, tiến hành phân tích lặp lại 10 lần trên mẫu đơn (được lấy khác nhau trong cùng lô mẫu). 10 lần phân tích lặp này tốt hơn nếu được thực hiện bởi nhiều kiểm nghiệm viên khác nhau. Độ KĐBĐ do độ chụm của phương pháp gây nên UP là độ lệch chuẩn của các kết quả đo lặp (Sx).
(ii) Độ chụm của phương pháp áp dụng cho nhiều dạng mẫu
– Nhiều nền mẫu có cùng nồng độ: Độ KĐBĐ do độ chụm của phương pháp gây nên uP là độ lệch chuẩn Spool theo công thức 4.38.
Spool = √(n1−1)S12+(n2−1)S22+⋯
(n1−1)+(n2−1)+⋯ (4.38)
S1, S2,… là các độ lệch chuẩn phân tích lặp trên từng dạng mẫu
– Một dạng mẫu nhiều khoảng nồng độ: Độ KĐBĐ do độ chụm của phương pháp gây nên uP/P là độ lệch chuẩn tương đối RSDpool theo công thức 4.39.
RSDpool = √(n1−1)RSD12+(n2−1)RSD22+⋯
(5) Độ đúng của phương pháp:
Như đã đề cập trong mục 4.3.2, độ đúng của phương pháp được đề cập chính là độ thu hồi của phương pháp. Bao gồm độ thu hồi thông qua đánh giá qua phân tích mẫu chuẩn (CRM), hiệu suất thu hồi trên mẫu thực hoặc độ thu hồi so với kết quả phân tích trên phương pháp chuẩn. Tùy vào từng trường hợp xác định R có công thức ước lượng tương ứng của UR. Xét với góc độ tổng quát nhất, độ thu hồi (H) của phương pháp được xác định từ các yếu tố thành phần theo công thức 4.40:
H = H̅m. Rs. Rrep (4.40)
Trong đó:
– H̅m là hiệu suất thu hồi trung bình của phương pháp (xác định bằng phân tích mẫu CRM hoặc mẫu thêm chuẩn);
– Rs hệ số hiệu chính sự khác nhau giữa hiệu suất thu hồi của mẫu thực với hiệu suất thu hồi của mẫu chuẩn (CRM);
– Rrep hệ số hiệu chính sự khác nhau khi xác định hiệu suất thu hồi trên mẫu thực và mẫu trắng thêm chuẩn.
Để xác định độ KĐBĐ do độ đúng của phương pháp gây nên cần xác định độ KĐBĐ tương ứng với các thành phần H̅m, Rs và Rrep. Tùy vào từng trường hợp cụ thể như sơ đồ trong hình 4.9.
(i)Ước lượng độ KĐBĐ của hiệu suất thu hồi trung bình 𝐻̅𝑚
Độ KĐBĐ của hiệu suất thu hồi trung bình có thể xác định bằng một trong những cách sau đây:
Cách 1: Ước lượng H̅m và độ KĐBĐ UH̅mbằng phân tích mẫu chuẩn (CRM)
H̅m = C̅
CCRM (4.41)
Độ KĐBĐ được tính theo biểu thức: uH̅m = H̅m. √( SC
C̅.√N)2+ (UCRM
CCRM)2 (4.42)
Cách 2: Ước lượng H̅m và độ KĐBĐ UH̅mbằng cách thêm chuẩn vào mẫu thực có chứa một hàm lượng chất nhất định
H̅m = C̅−C̅x
Cspike (4.43)
Thì độ KĐBĐ được tính theo biểu thức: uH̅m = H̅m. √ SC2+SCx2 N(C̅−C̅x)2+ (UCspike Cspike) 2 (4.44) Bắt đầu
Có mẫu CRM ? 10 mẫu CRM Phân tích lặp Phân tích lặp 10
mẫu thêm chuẩn
Ước lượng Urep Tính Rm và uHm
Rm có khác 1? Tính uHm (4.50) Có hiệu chỉnh theo Rm? Tính uHm Áp dụng cho nhiều khoảng
nồng độ/nền mẫu? Tính Rs,uRs Tính uHm tổng hợp Kết thúc Tính uHm (4.51) có không có không có không có không
Hình 4.9. Sơ đồ xác định độ KĐBĐ của hiệu suất thu hồi
Cách 3: Ước lượng H̅m và độ KĐBĐ UH̅mbằng cách thêm chuẩn vào mẫu trắng:
H̅m = C̅
Cspike (4.45)
Độ KĐBĐ được tính theo biểu thức: uH̅m = H̅m. √( SC C ̅.√N)2+ (UCspike Cspike) 2 (4.46)
Cách 4: Ước lượng H̅m và độ KĐBĐ UH̅mbằng so sánh với phương pháp chuẩn:
Phương pháp chuẩn là phương pháp đã được đánh giá về kỹ thuật và đã công bố độ KĐBĐ. Xác định H̅m và ước lượng độ KĐBĐ UH̅m theo phương pháp này cần tiến hành phân tích ít nhất là 5 lần cùng một mẫu thử mỗi phương pháp.
H̅m = C̅method
C̅std_method (4.47)
Độ không đảm bảo đo được tính bởi công thức: uH̅m = H̅m. √ Smethod2