CN106018863A - 利用标准加入法进行测量的测量装置以及测量流程 - Google Patents

Abstract

本发明的利用标准加入法进行测量的测量装置以及测量流程，其中，测量装置包括：容器、进样泵；混合块，与进样泵通过管路连接；检测器，与混合块通过管路连接，第一阀、第二阀、第三阀分别用于控制加入容器内的标准溶液、稀释液、待测样品的量。本发明的测量流程，包括利用第一阀、第二阀、第三阀控制加入容器内的标准溶液、稀释液、待测样品的量；将多种不同浓度但体积相同的溶液分别泵进混合块；分别利用检测器检测多种不同浓度但体积相同的溶液，绘制以浓度为横坐标、检测指标为纵坐标的标准曲线。本发明的技术方案大大简化了标准加入法的测试过程，缩短了检测时间，降低了试剂消耗，可以应用于大批量样品的常规检测。

Description

利用标准加入法进行测量的测量装置以及测量流程

技术领域

本发明涉及分析化学领域，特别是涉及一种利用标准加入法进行测量的测量装置以及测量流程。

背景技术

在现代化学分析中，尤其是在原子光谱分析中，经常使用的是标准曲线法。标准曲线法适用于标准样品的基体和样品的基体大致相同的情况，优点是速度快，缺点是当样品基体复杂时很难获得准确的结果，因为用标准曲线法来测定未知样品的含量，校正曲线的质量将直接影响未知样品测定结果的准确度；而要制备一条良好的校正曲线，其前提是标准系列与未知样品的基体必须要进行精确的匹配，分析结果的准确性直接依赖于标准样品和未知样品物理化学性质的相似性。然而，在实际测量过程中，未知样品的基体、组成和浓度千变万化，要找到完全与未知样品组成相匹配的标准物质非常困难，尤其对那些复杂基体样品。另外，标准曲线法还要求未知样品和标准样品在“同样条件”下测量，然而在实际测量中，特别是在大批量样品的测试过程中，随着测试的进行，光源的漂移、蠕动泵泵管的疲劳、环境温度的改变等许多因素实际都在变化，很难做到真正的“同样条件”。因此在标准曲线法下由于上述这些因素的影响，导致了测定误差的增加。

而标准加入法则可自动进行基体匹配，补偿样品基体的物理和化学干扰；同时由于未知样品和标准样品是“同时”检测，即真正实现了未知样品和标准样品在“同样条件下”检测，因此上述许多因素的变化对测定结果的影响很小，从而提高了测定结果的准确度。

传统的标准加入法需要人工配置一系列(一般为5份)加入等量待测样品液的不同浓度的标准溶液，然后分别逐个测试这一系列溶液，以浓度为横坐标、对应的强度(或吸光度)为纵坐标绘制出标准曲线，最后从标准曲线与横坐标的交叉点推算出待测组分的含量。

现以原子光谱中的原子荧光测试为例，简述标准加入法的操作如下：分取4～5份体积相同的待测样品溶液，从第二份起分别加入同一浓度、不同体积的被测组分的标准溶液，然后用空白溶液稀释到相同体积，在相同的实验条件下依次测量各个试液的荧光强度，绘制出荧光强度对加入浓度的校正曲线(见图2)，将校正曲线外延与横坐标相交，原点至交点的距离(即荧光强度为0时对应的浓度)，即为待测样品中被测元素的含量Cx。

从上述测试过程可以看出，用标准加入法测试一个未知样品，先要配置4到5个加入一定量该未知样品的标准溶液，然后再一个一个检测这些样品，最后再通过拟定曲线计算出该未知样品的含量，因此整个过程非常繁琐费时。与标准曲线法相比，不要说复杂的样品配置，光样品检测就需要多花4到5倍的时间，检测速度很慢，且所需试剂用量也很大。因此，尽管标准加入法与标准曲线法相比具有很多优点，但在实际大批量样品检测中，一般采用标准曲线法而很少采用标准加入法。标准加入法一般只在样品数量少且基体比较复杂的情况下才使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种效率较高、试剂消耗显著降低的利用标准加入进行测量的测量装置以及测量流程。

本发明的利用标准加入法进行测量的测量装置，包括：

用于容纳待检溶液的容器，所述容器的进口分别通过第一阀与标准溶液的第一输入管连通，通过第二阀与稀释液的第二输入管连通，通过第三阀与待测样品的第三输入管连通；

进样泵，与所述容器通过管路连接；

混合块，与所述进样泵通过管路连接，所述进样泵用于将所述容器内的液体泵进混合块，并在混合块中混合；

用于检测混合块中溶液的检测器，与所述混合块通过管路连接，

所述第一阀、第二阀、第三阀分别用于控制加入所述容器内的标准溶液、稀释液、待测样品的量。

本发明的利用标准加入法进行测量的测量装置，其中，还包括控制器，所述控制器分别与所述第一阀、第二阀、第三阀连接，所述控制器用于控制第一阀、第二阀、第三阀的开启时间，以此控制加入所述容器内的标准溶液、稀释液、待测样品的量。

本发明的利用标准加入法进行测量的测量装置，其中，所述第一阀、第二阀、第三阀为电磁阀或比例稀释阀。

本发明的利用标准加入法进行测量的测量装置，其中，所述进样泵为蠕动泵或注射泵或柱塞泵或液相色谱泵。

本发明的利用标准加入法进行测量的测量装置，其中，所述混合块为毛细管或混合反应器。

本发明的利用标准加入法进行测量的测量装置，其中，所述检测器为原子光谱仪、分子光谱仪或离子选择性电极。

本发明的利用标准加入法进行测量的测量流程，包括:

将第一输入管的管口放置在标准溶液中，将第二输入管的管口放置在稀释液中，将第三输入管的管口放置在待测样品中；

调节进样泵，使进样泵输出的混合样流速保持恒定；

利用第一阀、第二阀、第三阀控制加入所述容器内的标准溶液、稀释液、待测样品的量，使所述容器内分别得到多种不同浓度但体积相同的含等量待测样品的溶液；

将所述多种不同浓度但体积相同的含等量待测样品的溶液分别泵进混合块；

分别利用检测器检测所述多种不同浓度但体积相同的含等量待测样品的溶液，绘制以浓度为横坐标、检测指标为纵坐标的标准曲线，从标准曲线与横坐标的交叉点推算出待测样品的含量。

本发明的技术方案省去了传统标准加入法需要人工配置含待测样品的不同浓度的系列标准溶液且逐个检测该系列标准溶液的繁琐费时过程，只需要单点标准溶液、检测一次(不到1分钟)即可自动完成整个标准加入法的检测，大大简化了标准加入法的测试过程，缩短了检测时间，降低了试剂消耗，使这一方法有可以应用于大批量样品的常规检测。

附图说明

图1为本发明的利用标准加入法进行测量的测量装置的结构示意图；

图2为利用标准加入法进行原子荧光测试的校正曲线；

图3为本发明的利用标准加入法进行测量的测量流程的具体实施例中进样阀控制脉冲时序图；

图4为本发明的利用标准加入法进行测量的测量流程的具体实施例的信号和校正曲线示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的利用标准加入法进行测量的测量装置，包括：

用于容纳待检溶液的容器1，容器1的进口分别通过第一阀11与标准溶液的第一输入管21连通，通过第二阀12与稀释液的第二输入管22连通，通过第三阀13与待测样品的第三输入管23连通；

进样泵2，与容器1通过管路连接；

混合块3，与进样泵2通过管路连接，进样泵用于将容器内的液体泵进混合块，并在混合块中混合；

用于检测混合块中溶液的检测器4，与混合块3通过管路连接，

第一阀11、第二阀12、第三阀13分别用于控制加入容器1内的标准溶液、稀释液、待测样品的量。

本发明的全自动在线快速标准加入法及装置，其中，还包括控制器5，控制器5分别与第一阀11、第二阀12、第三阀13连接，控制器5用于控制第一阀11、第二阀12、第三阀13的开启时间，以此控制加入容器1内的标准溶液、稀释液、待测样品的量。

本发明的全自动在线快速标准加入法及装置，其中，第一阀11、第二阀12、第三阀13为电磁阀或比例稀释阀。第一阀11、第二阀12、第三阀13统称为进样阀。

本发明的全自动在线快速标准加入法及装置，其中，进样泵2为蠕动泵或注射泵或柱塞泵或液相色谱泵。

本发明的全自动在线快速标准加入法及装置，其中，混合块3为毛细管或混合反应器。

本发明的全自动在线快速标准加入法及装置，其中，检测器4为原子光谱仪、分子光谱仪或离子选择性电极。

本发明的全自动在线快速标准加入法及装置，其中，控制器5可以为电脑或PLC，即可编程逻辑控制器。

本发明的利用标准加入法进行测量的测量流程，包括:

将第一输入管的管口放置在标准溶液中，将第二输入管的管口放置在稀释液中，将第三输入管的管口放置在待测样品中；

调节进样泵，使进样泵输出的混合样流速保持恒定；

利用第一阀、第二阀、第三阀控制加入所述容器内的标准溶液、稀释液、待测样品的量，使所述容器内分别得到多种不同浓度但体积相同的含等量待测样品的溶液；

将所述多种不同浓度但体积相同的含等量待测样品的溶液分别泵进混合块；

分别利用检测器检测所述多种不同浓度但体积相同的含等量待测样品的溶液，绘制以浓度为横坐标、检测指标为纵坐标的标准曲线，从标准曲线与横坐标的交叉点推算出待测样品的含量。

本发明的利用标准加入法进行测量的测量流程的具体实施例如下：

将第一输入管的管口放置在标准溶液中，将第二输入管的管口放置在稀释液中，将第三输入管的管口放置在待测样品中；

调节进样泵，使进样泵输出的混合样流速保持恒定；

利用第一阀、第二阀、第三阀控制加入容器内的标准溶液、稀释液、待测样品的量，使容器内分别得到多种多浓度但体积相同的含等量待测样品的溶液；

将多种不同浓度但体积相同的含等量待测样品的溶液分别泵进混合块；

分别利用检测器检测多种不同浓度但体积相同的含等量待测样品的溶液，绘制以浓度为横坐标、检测指标为纵坐标的标准曲线，从标准曲线与横坐标的交叉点推算出待测样品的含量。

具体来说，通过控制第一阀、第二阀、第三阀打开时间的长短来控制三种试剂的混合比例。其控制方式采用脉冲控制，脉冲时序见图3。

其中：TA为第一阀打开时间，TB为第二阀打开时间，TC为第三阀打开时间，T为三个阀的启动周期，周期的长短体现了混样的均匀度。在保证各阀最小启动时间的前提下，T越小混样的均匀性越好。

TA+TB+TC＝T，

TA：TB：TC＝标准溶液的量：稀释液的量：待测样品的量。

本发明的利用标准加入法进行测量的测量流程的具体实施例如下：将第一阀的第一输入管21(进样毛细管)的管口一直放置在标准溶液中，将第二阀的第二输入管22(进样毛细管)的管口一直放置在空白溶液(稀释液)中，将第三阀的第三输入管23(进样毛细管)的管口放置在待测样品中。在进样泵2输出混合样流速保持恒定的情况下，三个阀的打开时间比即为三种试剂的混合比例。

假设第一阀、第二阀、第三阀三个阀的打开时间比例如下表所示：

在上表的参数下，假设第一输入管21(进样毛细管)的溶液浓度为100μg/L，则对应TA占进样时间比例(％)为0、5、10、20、40的混合液浓度分别为0、5μg/L、10μg/L、20μg/L、40μg/L。测得的连续信号和校正曲线示意图分别见图4的a和b。待测样品的浓度为2C_X。

综上所述可以看出，本发明的技术方案省去了传统标准加入法需要人工配置含待测样品的不同浓度的系列标准溶液且逐个检测该系列标准溶液的繁琐费时过程，只需要单点标准溶液、检测一次(不到1分钟)即可自动完成整个标准加入法的检测，大大简化了标准加入法的测试过程，缩短了检测时间，降低了试剂消耗，使这一方法有可以应用于大批量样品的常规检测。

本发明的技术方案可以快速配置含待测样品的不同浓度的系列标准溶液，可以边配置边检测，从而大大降低了样品的检测时间和试剂消耗量。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种利用标准加入法进行测量的测量装置，其特征在于，包括：

用于容纳待检溶液的容器，所述容器的进口分别通过第一阀与标准溶液的第一输入管连通，通过第二阀与稀释液的第二输入管连通，通过第三阀与待测样品的第三输入管连通；

进样泵，与所述容器通过管路连接；

混合块，与所述进样泵通过管路连接，所述进样泵用于将所述容器内的液体泵进混合块，并在混合块中混合；

用于检测混合块中溶液的检测器，与所述混合块通过管路连接，

所述第一阀、第二阀、第三阀分别用于控制加入所述容器内的标准溶液、稀释液、待测样品的量。

2.如权利要求1所述的利用标准加入法进行测量的测量装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器分别与所述第一阀、第二阀、第三阀连接，所述控制器用于控制第一阀、第二阀、第三阀的开启时间，以此控制加入所述容器内的标准溶液、稀释液、待测样品的量。

3.如权利要求2所述的利用标准加入法进行测量的测量装置，其特征在于，所述第一阀、第二阀、第三阀为电磁阀或比例稀释阀。

4.如权利要求2所述的利用标准加入法进行测量的测量装置，其特征在于，所述进样泵为蠕动泵或注射泵或柱塞泵或液相色谱泵。

5.如权利要求2所述的利用标准加入法进行测量的测量装置，其特征在于，所述混合块为毛细管或混合反应器。

6.如权利要求2所述的利用标准加入法进行测量的测量装置，其特征在于，所述检测器为原子光谱仪、分子光谱仪或离子选择性电极。

7.一种利用标准加入法进行测量的测量流程，其特征在于，包括:

将第一输入管的管口放置在标准溶液中，将第二输入管的管口放置在稀释液中，将第三输入管的管口放置在待测样品中；

调节进样泵，使进样泵输出的混合样流速保持恒定；

利用第一阀、第二阀、第三阀控制加入所述容器内的标准溶液、稀释液、待测样品的量，使所述容器内分别得到多种不同浓度但体积相同的含等量待测样品的溶液；

将所述多种不同浓度但体积相同的含等量待测样品的溶液分别泵进混合块；

分别利用检测器检测所述多种不同浓度但体积相同的含等量待测样品的溶液，绘制以浓度为横坐标、检测指标为纵坐标的标准曲线，从标准曲线与横坐标的交叉点推算出待测样品的含量。