JAKOŚĆ WYNIKU ANALITYCZNEGO W ANALIZIE SPEKTROCHEMICZNE - WYBRANE ASPEKTY

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "JAKOŚĆ WYNIKU ANALITYCZNEGO W ANALIZIE SPEKTROCHEMICZNE - WYBRANE ASPEKTY"

Justyna Wierzbicka
7 lat temu
Przeglądów:

1 JAKOŚĆ WYNIKU ANALITYCZNEGO W ANALIZIE SPEKTROCHEMICZNE - WYBRANE ASPEKTY Wiesław Żyrnicki (wieslaw.zyrnicki@pwr.wroc.pl) Politechnika Wrocławska, Wydział Chemiczny Zakład Chemii Analitycznej Sympozjum - Ślesin

2 Geneza czyli dlaczego tak eksponujemy jakość istniejąca od zarania dziejów konkurencja między ludźmi, wspólnotami, organizacjami, państwami zmienia się nasza świadomość rosną nasze wymagania w każdej sferze kryteria jakościowe stają się ważniejsze niż ilościowe jakość jest/może być niezwykle efektywną i efektowną i skuteczną i wyrafinowaną bronią

3 jakość, wartość, relatywność ocen

4 jakość, wartość, relatywność ocen

5 jakość, wartość, relatywność ocen

6 na początek serio i obiektywnie wynik = skutek wykonania operacji na jednym lub większej liczbie argumentów jakaś liczba, tekst, uśmiech, płacz, = miara wielkości mierzonej wynik pomiaru

7 O wyniku analitycznym i jego znaczeniu ( mocy ) - służy do przeprowadzenia charakterystyki i/lub oceny analizowanego materiału jak i przebiegu procesów i zjawisk - jest powodem i uzasadnieniem działania - decyduje o charakterze i skali reakcji w wymiarze indywidualnym, lokalnym, globalnym, społecznym, politycznym - ma wpływ na naszą świadomość, poglądy, etykę i zachowanie

8 JAKOŚĆ - nieco filozofii jakość = kategoria filozoficzna KATEGORIE JAKOŚCI jakości pierwotne (obiektywne) jakości zmysłowe (subiektywne)

9 JAKOŚĆ - serio ale raczej relatywnie niż obiektywnie Jakość = zespół cech charakteryzujący dany obiekt pod kątem jego przydatności do spełnienia przeznaczenia użytkowego, zgodnie z wymaganiami stawianymi przez odbiorców Jakość = stopień doskonałości danego obiektu w ogólności lub w obszarze danej cechy obiekt = przedmiot, wynik analityczny, metoda, cecha charakterystyczna = spójność pomiarowa, precyzja

10 obiektywnie? subiektywnie? czy też jednocześnie obiektywnie i subiektywnie Jakość w obszarze analityki (wynik, metoda, procedura) - spełnienie specyficznych (określonych ale często bardzo różnych) wymagań odbiorcy - zapewnienie wiarygodności i zaufania do wyniku analitycznego i/lub metody

11 Parametry charakteryzujące wynik i/lub metodę analityczną dokładność błąd losowy prawdziwość błąd systematyczny precyzja... (powtarzalność, odtwarzalność) walidacja czułość spójność pomiarowa granica wykrywalności stabilność granica oznaczalności... selektywność uniwersalność robustness czas analizy rugidness czas pomiaru bias Niepewność

12 Etapy procesu analitycznego w szerszym ujęciu Problem społeczny, publiczny, polityczny, lokalny, grupowy,... Zagadnienie analityczne Identyfikacja problemu(-ów) strategia, ustalenia Wybór metod i procedur Pobieranie materiału (próbek) do badań Preparatyka analityczna Pomiar (kalibracja i pomiar; identyfikacja) Analiza statystyczna otrzymywanie wyniku analitycznego Raport z badań analitycznych Analiza i decyzje administracyjne, polityczne... I, W, P, P, P, A etapy wymagające zapewnienia jakości przez analityka

13 METODY SPEKTROCHEMICZNE Etap : Pomiar (kalibracja i pomiar) niektóre czynniki wpływające na jakość

14 KALIBRACJA i POMIAR Kalibracja =zespół czynności, których celem jest ustalenie (w ściśle określonych warunkach eksperymentalnych) zależności między sygnałem analitycznym czyli wielkością mierzoną, a stężeniem lub ilością analitu w badanej próbce.

15 Metoda oparta na krzywej kalibracji i) kalibracja ciąg operacji, który pozwala ustalić (w specyficznych warunkach) związek między wartościami wielkości mierzonej przez instrument lub układ pomiarowy a odpowiednimi zawartościami analitu we wzorcach funkcja, model (S x = k 0 + k 1 C x ) ii) pomiar + funkcja S x przy założeniu stałości warunków eksperymentalnych iii) wynik analityczny

16 Metoda dodatków wzorca kalibracja i pomiar odbywają się równocześnie (w tych samych warunkach eksperymentalnych) ale dla poszczególnych pierwiastków musimy często indywidualnie dobierać wielkości dodatków czas przygotowania próbki do pomiaru bardzo się wydłuża W specyficznych przypadkach metoda zawodzi gdyż nie uwzględnia różnych funkcji S x = f(c x ) dla poszczególnych form występowania danego pierwiastka.

17 Atomizacja i wzbudzanie jakość sygnału-jakość wyniku pomiarowego W przypadku źródeł plazmowych wpływ mają warunki operacyjne : Sposób wprowadzania próbki (rodzaj oraz charakterystyka komory i nebulizera) Przepływy objętościowe lub masowe wprowadzanych substancji Moc wyładowania Obszar wybrany do obserwacji

18 Efekty matrycowe ϒ od kwasów mineralnych (rozkład próbki) ϒ od Na, K, Mg, Ca ϒ od innych metali ϒ od nierozłożonych substancji organicznych ϒ od rozpuszczalników (ekstrahentów) użytych w ekstrakcji metody typu ICP-OES, MIP-OES zależą m.in. od układu wprowadzania próbki są niekiedy nieprzewidywalne mogą prowadzić do zmiany sygnału rzędu 20-50%

19 Interferencje spektralne ℵ są niegroźne z reguły przy niewielkiej liczbie składników wprowadzanej próbki ℵ mogą stanowić poważny problem przy analizie próbek złożonych nietypowych I linia -linia (atomo-atom) Typy interferencji I linia pasmo (atom-molekuła) GD-OES, ICP-MS

20 Detekcja i rejestracja sygnału Wybór linii Tryb pomiaru sygnału (np. liczba punktów, tryb aproksymacji sygnału np. profil Gaussa lub inny) Korekta tła (sposób jej przeprowadzenia) Czas integracji

21 Widmo emisyjne ICP-OES

22 Widmo CN reakcje w plazmie

23 Pomiar sygnału analitycznego intensywność I maks,i całk Funkcje opisujące rozkład natężenia linii I(λ) Profil Gaussa, Lorentza,... Liczba punktów profilu mierzonych dla danej linii Korekcja tła Widmo tła: ciągłe, atomowe i molekularne Zależność tła ciągłego od λ : stała, liniowa, wielomian Wpływ na pomiar intensywności Linie mocne rozdzielone 1-2% Linie słabe rozdzielone 10-20%

24 Tło (widmo molekularne) eksperyment i symulacja

25 Profile widma atomowego w zależności od czasu integracji

26 Intensywność maksymalna linii wyznaczona z różnych funkcji rozkładu Imaks Sb (206,830) Sb (231,147) Ar (356,766) Ar(394,898) GAUSS LORENTZ MIX (GAUSS+LORENTZ) PEARSON VII

27 PORÓWNANIE PARAMETRÓW FUNKCJI ROZKŁADU ZŁOŻONYCH WIDM NA SKŁADOWE (HG-ICP-OES SYSTEM IMAGE) Hδ (410,174nm) ROZKŁAD GAUSS LORENTZ GAUSS + LORENTZ I maks λ 1/2 0,3739 0,3053 0,1926 I całk R 2 0,5547 0,5954 0,5522 PEARSON VII 371 0, ,5023 Hγ (434,047nm) ROZKŁAD GAUSS LORENTZ GAUSS + LORENTZ PEARSON VII ROZKŁAD GAUSS LORENTZ GAUSS + LORENTZ PEARSON VII I maks I maks λ 1/2 0,2187 0,2075 0,2067 0,2161 Sb (206,830nm) λ 1/2 0, , , ,01102 I całk I całk 50,1 65,4 53,6 78,7 R 2 0,8835 0,8969 0,8808 R 2 0,9937 0,9786 0,9946 0,8861

28 Jakość wyniku analitycznego a analiza statystyczna Jakość wyniku analitycznego (finalnego) zależy też od badań i modeli statystycznych stosowanych na różnych etapach procesu analitycznego Badanie statystyczne = proces pozyskiwania informacji dotyczących rozkładu cechy statystycznej w populacji pełne (obejmuje całą populację) częściowe (odbywa się na losowo wyodrębnionych elementach populacji, czyli próbie losowej

29 Jakość wyniku analitycznego a analiza statystyczna Etap opracowywania wyników (częściowo i etap pomiaru) Uogólnianie wyników: Estymacja - szacowanie wartości nieznanych parametrów rozkładu Weryfikacja hipotez statystycznych - sprawdzanie poprawności przypuszczeń na temat rozkładu Parametry charakteryzujące wyniki miary skupienia miary rozproszenia

30 Garść uwag zamiast podsumowania Jakość na etapie pomiaru (kalibracji i pomiaru) może w sposób znaczący wpływać na jakość analitycznego (finalnego) Analiza statystyczna to ważny element na wszystkich etapach procesu włącznie z pomiarem sygnału analitycznego

31 Garść uwag zamiast podsumowania Tematyka jakości szeroko rozumiana, we wszystkich aspektach jest na topie (modna, nowoczesna i medialna publikowalna ) Jakość jest pojęciem bardzo złożonym i wieloznacznym o charakterze dualistycznym (sfera obiektywna i subiektywna) i interdyscyplinarnym Zmatematyzowanie w sferze obiektywnej poprzez parametryzację jest dalekie od doskonałości.

32 Ponieważ opowiadanie dowcipów może być niebezpieczne lub niewłaściwe Wyniki pomiarów 8,3 ppm 8,2 ppm 8,1 ppm 12,1 ppm 12,2 ppm Wynik analizy =?

Podobne dokumenty

Walidacja metod analitycznych Raport z walidacji

Walidacja metod analitycznych Raport z walidacji Małgorzata Jakubowska Katedra Chemii Analitycznej WIMiC AGH Walidacja metod analitycznych (według ISO) to proces ustalania parametrów charakteryzujących