2017年12月21日，由北京大學(xué)、北京北達(dá)燕園微構(gòu)分析測(cè)試中心有限公司、首都科技條件平臺(tái)檢測(cè)與認(rèn)證領(lǐng)域中心（北京科學(xué)儀器裝備協(xié)作服務(wù)中心）主辦，安特百科（北京）技術(shù)發(fā)展有限公司（分析測(cè)試百科網(wǎng)）協(xié)辦,“首都科技條件平臺(tái)北京大學(xué)課程第五講：你的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)靠譜嗎？——無(wú)機(jī)元素定量分析過(guò)程中的不確定度評(píng)估”在北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院中區(qū)多功能廳開(kāi)講。

公開(kāi)課現(xiàn)場(chǎng)

北京大學(xué)分析測(cè)試中心張莉博士

本次公開(kāi)課的主講人為北京大學(xué)分析測(cè)試中心、北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院無(wú)機(jī)化學(xué)博士張莉，她的主要應(yīng)用方向?yàn)樵庸庾V在材料化學(xué)和生物化學(xué)中的應(yīng)用。

在本次公開(kāi)課中，張莉博士對(duì)如何找到適合的分析方法和分析儀器、如何選擇恰當(dāng)?shù)那疤幚矸椒ê头治龇椒?、分析過(guò)程中不確定度的來(lái)源有哪些、如何建立不確定度的分析模型等內(nèi)容進(jìn)行了細(xì)致講解。

元素定量分析過(guò)程中，主要側(cè)重選儀器、找方法。目前常用的元素分析方法主要有兩大類(lèi)，一類(lèi)主要包括XRF（半定量，有標(biāo)樣分析）、EDS、SIMS、XPS（半定量，表面分析）、UPS。另一類(lèi)主要包括：AES，原子發(fā)射光譜，與色譜聯(lián)用可進(jìn)行形態(tài)分析；AFS，原子熒光光譜，主要用于11種易氣化元素，檢出限ppb；AAS，原子吸收光譜，分為火焰原子吸收FAAS和石墨爐原子吸收GFAAS兩類(lèi)，檢出限分別為ppm-ppb，ppb-ppt；其他方法，包括ICP-MS檢出限ppb-ppt，主要用于陰離子檢測(cè)的離子色譜，有機(jī)元素分析，測(cè)汞儀，鹵素分析儀以及碳硫分析儀。

原子吸收光譜儀儀器組成包括光源、原子化系統(tǒng)、單色器、檢測(cè)器、放大器以及讀數(shù)器。ICP-OES可代替FAAS，可進(jìn)行ppm-ppb級(jí)別的定量分析，缺點(diǎn)是樣品要經(jīng)過(guò)消解，會(huì)有損失。ICP-MS可替代GFAAS，可測(cè)元素74種，與LC聯(lián)用可做形態(tài)分析，可進(jìn)行ppb-ppt級(jí)別的定量分析，樣品同樣需要消解，可測(cè)納米顆粒并進(jìn)行單細(xì)胞分析。ICP-MS應(yīng)用領(lǐng)域包括核工業(yè)、地質(zhì)學(xué)、醫(yī)藥及生理分析、化工石化、環(huán)境、半導(dǎo)體等。

在“找方法”這方面，元素分析中樣品的形態(tài)主要為固態(tài)和液態(tài)，固體還分為粉末、纖維、硅基等基底的鍍層等，而液體樣品可能會(huì)有水溶液、高鹽樣品、生物樣品、有機(jī)樣品等。稱(chēng)取的固體樣品要已經(jīng)干燥并且是均勻的，具有代表性的；樣品中待測(cè)元素完全分解進(jìn)入溶液；無(wú)論是濕法或干法灰化，都要避免損失；如使用分離富集，則要完全；避免污染，包括實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、試劑、器皿和水；熔融時(shí)要考慮總固體溶解量注意霧化器堵塞與背景問(wèn)題。

樣品預(yù)處理方法主要有5種，濕法消解、熔融、干法灰化、高壓消解、微波消解。濕法消解時(shí)酸要根據(jù)不同的元素選擇硝酸、鹽酸、氫氟酸或是混酸，注意元素之間的反應(yīng)，以及背景影響。其他不同的前處理方法也要恰當(dāng)選擇。

除了要選擇恰當(dāng)?shù)那疤幚矸椒ㄍ猓€要選擇合理的儀器條件和分析方法。包括霧化氣流量，合適的泵速；要根據(jù)靈敏度、線性范圍以及可能的干擾選擇多條譜線；定量參數(shù)，包括積分時(shí)間，重復(fù)次數(shù)等；進(jìn)樣系統(tǒng)也要根據(jù)樣品的不同進(jìn)行選擇和優(yōu)化。

儀器測(cè)量方法包括：標(biāo)準(zhǔn)曲線法，常用于基體比較簡(jiǎn)單的溶液分析；外標(biāo)法，空白加標(biāo)準(zhǔn)溶液，科研樣品不適用，因?yàn)榭蒲袠悠芬话銢](méi)有標(biāo)樣；內(nèi)標(biāo)法（核查）；標(biāo)準(zhǔn)加入法，復(fù)雜基體樣品和高純材料等雜質(zhì)元素分析；氫化物發(fā)生法，易揮發(fā)元素；基體匹配法，了解樣品的主要成分和濃度；加標(biāo)回收的方法，核查標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。

測(cè)定不確定度是指測(cè)量誤差是指測(cè)量值與真值之差，容易造成邏輯混亂和實(shí)際操作中定量的困難。1993年ISO組織與其他7個(gè)國(guó)際組織發(fā)布了GUM，統(tǒng)一了不確定度的概念及其數(shù)學(xué)處理方法。不確定度是衡量一個(gè)實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)質(zhì)量高低的定量指標(biāo)。測(cè)量不確定度，表征合理賦予被測(cè)量之值的分散性，是與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。測(cè)量不確定度分為4類(lèi)：可以用統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行評(píng)定的，不能用統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行的不確定度分量，合成不確定度，擴(kuò)展不確定度。

無(wú)機(jī)元素定量分析中不確定度的來(lái)源主要有7個(gè)：測(cè)量結(jié)果重復(fù)性、方法回收率、樣品空白、標(biāo)準(zhǔn)曲線、校準(zhǔn)溶液濃度、體積、質(zhì)量。

公開(kāi)課結(jié)束后，大家跟隨張莉博士到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了參觀。

參觀實(shí)驗(yàn)室

實(shí)驗(yàn)室中的儀器