, Pb2+, Cd2+, Zn2+ và xác định độ nhạy, GHPH
Để định lƣợng các kim loại trên, sử dụng phƣơng pháp thêm chuẩn. Sử dụng phần mềm ORIGIN 7.5 để vẽ đồ thị, thiết lập phƣơng trình đƣờng chuẩn theo phƣơng pháp hồi quy tuyến tính và tính hệ số tƣơng quan, xác định độ nhạy và GHPH.
Độ nhạy đƣợc xác định từ phƣơng trình đƣờng chuẩn: độ nhạy = độ dốc (b) của đƣờng chuẩn y = a + b*C (mục 2.2.2.3).
GHPH đƣợc tính theo “quy tắc 3σ” [83]. Để thuận tiện cho việc tính nhanh GHPH, trong tất cả các trƣờng hợp, yb (tín hiệu hoặc nồng độ mẫu trắng) và Sb (độ lệch chuẩn của tín hiệu hoặc nồng độ mẫu trắng) đều đƣợc tính theo cách 2 (tính toán dựa vào phƣơng trình đƣờng chuẩn, mục 2.2.3.4)
2.2.3. Xử lý số liệu phân tích
Các yếu tố đánh giá độ tin cậy của một phép đo cũng nhƣ của một phƣơng pháp phân tích bao gồm: độ lặp lại, độ đúng, độ nhạy và GHPH,…
2.2.3.1. Độ lặp lại và độ hồi phục
Độ lặp lại và độ hồi phục là độ sai lệch giữa các giá trị riêng lẻ xi và các giá trị trung bình x đo đƣợc (hay xác định đƣợc) trong những điều kiện (ngƣời phân tích, phƣơng pháp, thời gian, thiết bị và hoá chất) giống nhau và không giống nhau. Độ lặp lại và độ hồi phục đều đƣợc xác định qua độ lệch chuẩn hoặc độ lệch chuẩn tƣơng đối. Nhƣ vậy khi độ lệch chuẩn (S) hoặc độ lệch chuẩn tƣơng đối (RSD) càng lớn, thì sai số của phép đo hay của phƣơng pháp phân tích càng lớn [82].
2.2.3.2. Độ nhạy
Độ nhạy của phép đo hay của PPPT đƣợc xác định bởi độ biến thiên của tín hiệu đo (y) khi có biến thiên của thông số kích thích, chẳng hạn nồng độ của chất phân tích (C), hoặc pH, hoặc nhiệt độ,... Nhƣ vậy, độ nhạy chính là độ dốc (hay tang góc nghiêng) của đƣờng chuẩn. Nếu phƣơng trình đƣờng chuẩn có dạng: y = a + b*C, thì độ nhạy = Δy/ΔC = b.
2.2.3.3. Độ đúng
Độ đúng là độ gần sát giữa kết quả xác định đƣợc (X ) và giá trị thật (µ) của nó. Giá trị µ của một chất phân tích đƣợc chấp nhận là giá trị thông báo trong chứng chỉ đi kèm với vật liệu so sánh (CRM). Các mẫu chuẩn (hay mẫu CRM) đƣợc cung cấp bởi đơn vị chế tạo – thƣờng là một số tổ chức quốc
tế nổi tiếng nhƣ Community Bureau of Reference (CBR), National Institute of Standards & Technology (NIST),… Độ đúng của phƣơng pháp phân tích đƣợc đánh giá thông qua việc phân tích mẫu chuẩn. Phƣơng pháp phân tích có độ đúng tốt khi kết quả xác định đƣợc (X ) nằm trong khoảng tin cậy của giá trị thực (µ±ε) (ε đƣợc thông báo kèm theo µ trong chứng chỉ của mẫu chuẩn); hoặc có thể so sánh kết quả xác định đƣợc (X ) với giá trị thực µ theo chuẩn Student: t = S n X .
Trong trƣờng hợp không có mẫu chuẩn, có thể đánh giá độ đúng thông qua việc phân tích mẫu thêm chuẩn, rồi tính độ thu hồi (recovery, ký hiệu Rev). Rev = lƣợng tìm thấy.100/(lƣợng thêm vào + lƣợng có sẵn trong mẫu). Rev càng gần 100 %, phƣơng pháp càng đạt độ đúng tốt.
Ngoài ra, độ đúng của phƣơng pháp phân tích có thể đƣợc đánh giá thông qua việc so sánh phƣơng pháp phân tích đã nghiên cứu với phƣơng pháp chuẩn khác bằng phƣơng pháp thống kê kiểm tra cặp (paired test) [82], [22], tức là so sánh kết quả thu đƣợc từ hai phƣơng pháp phân tích, bao gồm các bƣớc sau:
+ Xác định di = xi –yi ; trong đó di là độ lệch, xi là kết quả xác định theo phƣơng pháp thứ nhất, yi là các kết quả xác định theo phƣơng pháp thứ hai, i = 1 ÷ n (n là số mẫu thí nghiệm)
+ Tính độ lệch trung bình : d =
+ Tính độ lệch chuẩn của các giá trị riêng lẻ di : Sđ = + Tính ttính =
(0 là giá trị thực của d , tức là không có sai lệch giữa kết quả của hai phƣơng pháp phân tích) n di 1 ) ( 2 n d di d S n d 0.
+ So sánh ttính với t(p=0,05 ; f= n-1), f là bậc tự do. Nếu ttính < t(p=0,05 ; f= n-1) thì kết quả xác định theo 2 phƣơng pháp không khác nhau có ý nghĩa về mặt thống kê ở mức ý nghĩa p = 0,05 và ngƣợc lại.
2.2.3.4. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng
Giới hạn phát hiện (GHPH) là nồng độ nhỏ nhất của chất phân tích tạo ra một tín hiệu có thể phân biệt một cách tin cậy với tín hiệu trắng (hay tín hiệu nền). Có nhiều quan điểm khác nhau và do đó cũng có nhiều cách xác định GHPH khác nhau, chẳng hạn: xác định theo quy định của IUPAC – “quy tắc 3σ” [83], hoặc theo cơ quan bảo vệ môi trƣờng của Mỹ (EPA) [47],…
Phổ biến nhất hiện nay vẫn là cách xác định GHPH theo “quy tắc 3σ”. Theo quy tắc này, GHPH đƣợc tính nhƣ sau [83]:
y = yb + 3 σ b hay y = yb + 3Sb (2.1)
Trong đó, y – GHPH hay tín hiệu tƣơng ứng với GHPH (biết tín hiệu y sẽ tính đƣợc GHPH từ phƣơng trình đƣờng chuẩn: y = a + b*C → GHPH = C = [y – a]/b), yb – nồng độ hoặc tín hiệu mẫu trắng; σ b (hay Sb) – độ lệch chuẩn của nồng độ hoặc tín hiệu mẫu trắng.
Có thể xác định yb và Sb theo 2 cách:
Cách 1: Tiến hành n thí nghiệm để xác định nồng độ mẫu trắng, thu đƣợc các giá trị ybi (i = 1 đến n). Từ đó tính yb và Sb theo các công thức sau:
yb = (2.2) Sb = (2.3)
Sau đó tính GHPH theo (2.1). Việc xác định yb và Sb nhƣ vậy sẽ tốn nhiều thời gian. Để giảm số lƣợng thí nghiệm và tính nhanh GHPH, có thể tiến hành theo cách 2 :
Cách 2 : Tiến hành thí nghiệm để thiết lập phƣơng trình đƣờng chuẩn y = a + b*C. Từ đó xác định yb và Sb bằng cách : chấp nhận yb (tín hiệu trắng) là giá
trị của y khi C = 0 → yb = a và Sb = Sy (độ lệch chuẩn của tín hiệu y trên đƣờng chuẩn): Sb = Sy = (2.4)
Ở đây, yi – các giá trị thực nghiệm của y ; Yi – các giá trị tính từ phƣơng trình đƣờng chuẩn của y.
Sau đó, tính tín hiệu ứng với GHPH theo (1.4.3.4.1) : y = yb + 3Sb hay y = yb + 3Sy. Thay y vào phƣơng trình đƣờng chuẩn, biến đổi sẽ đƣợc công thức tính GHPH : GHPH = (2.5)
Giới hạn định lƣợng (GHĐL) là tín hiệu hay nồng độ thấp nhất trên một đƣờng chuẩn tin cậy và thƣờng ngƣời ta chấp nhận GHĐL = 10Sb.[83].
2.2.3.5. Giới hạn tuyến tính
Trong phân tích định lƣợng khi tăng nồng độ chất phân tích đến giá trị nào đó thì quan hệ giữa tín hiệu đo và nồng độ chất phân tích không còn phụ thuộc tuyến tính. Tại nồng độ lớn nhất của chất phân tích mà tín hiệu phân tích còn tuân theo phƣơng trình tuyến tính bậc nhất thì gọi là giới hạn tuyến tính. Khoảng nồng độ chất phân tích từ giới hạn định lƣợng đến giới hạn tuyến tính gọi là khoảng tuyến tính.