酶标分析仪吸光度测量结果不确定度分析

一、概述

1.测量依据

JJG861-2007《酶标分析仪》检定规程。

2.测量对象

新制造、使用中及修理后的各类酶标分析仪。

3.测量标准

光谱中性玻璃滤光片，不确定度U=0.00**，k=3。

4.测量方法

在规定的环境条件下，仪器预热和调好零位后，在405nm波长处对标称值为1.01**的光谱中性玻璃滤光片进行吸光度示值误差的检定，连续测量3次，取其平均值与吸光度标称值之差作为吸光度示值误差的数值。

二、数学模型

1.数学模型

式中:ΔA——吸光度示值误差；Ai——第i次测量的吸光度值；As——吸光度标称值。

2.灵敏系数

三、测量不确定度的主要来源

1.测量重复性引入的标准不确定度分量。

2.操作方法差异引入的标准不确定度分量。

3.光谱中性玻璃滤光片引入的标准不确定度分量。

四、各输入量的标准不确定度分量评定

1.输入量的标准不确定度的评定

(1)测量重复性引入的标准不确定度分量

选取4台同型号的酶标分析仪作为被测对象，在405nm波长处用标称值为1.01**的光谱中性玻璃滤光片对其各进行10次独立测量，分别得到4组测量数据，并设计为如表1所示的Excel电子表格。

表1 合并样本标准偏差Sp计算电子表格

Excel电子表格的插入和设计步骤如下:**，在Word文档中插入一个Excel电子表格，将光标移到要插入的位置，执行“插入”菜单中的“对象”命令，在“新建对象类型”选项中单击“Microsoft Excel工作表”，而后单击“确定”按钮；其次，在B1～K1单元格中输入测量次数1～10，在L1单元格中输入实验标准差的符号si，在A2～A5单元格中输入数据组数1～4，在B2～K5单元格区域中输入所测得的4组数据；*后，在L2单元格中输入计算第1组数据实验标准差的公式:单击L2单元格，输入“=STDEV(B2∶K2)”，回车，从L2单元格拖动填充柄至L5，即可获得4组数据的实验标准差。单击M2单元格，输入“=L2^2”，回车，从M2单元格拖动填充柄至M5，即可获得4个实验标准差的平方。在B6单元格中输入“=SQRT(SUM(M2∶M5)/4)”，回车。这样，一个计算实验标准差和合并样本标准差的Excel电子表格就设计好了。采用以上步骤制作好的表格如表1所示。

根据Excel计算得到Sp=0.003A，实际测量取3次测量的算术平均值作测量结果，因此，酶标分析仪测量重复性引入的标准不确定度分量为

(2)操作方法差异引入的不确定度分量

由于酶标仪采用垂直光路测定法，所以酶标仪专用测试板放置的平整度等操作方法的差异对测量结果会产生影响，根据经验估计操作方法差异引入的不确定度为0.00**，按正态分布考虑，当置信概率p=99.73%、包含因子k=3时，标准不确定度。

2.输入量As的标准不确定度的评定

输入量As的标准不确定度主要来源于测量标准的定值不确定度，根据标准证书，光谱中性玻璃滤光片给出的测量结果的扩展不确定度为0.00**，包含因子k=3，则输入量As的标准不确定度u(As)=0.005/3。

五、合成标准不确定度及扩展不确定度的评定

用Excel电子表格作各标准不确定度汇总表(见表2)，同时完成合成标准不确定度及其有效自由度和扩展不确定度的计算。设计简介如下:①在A1～J1单元格中分别输入各列的名称。②在B2～B8单元格中分别输入各不确定度来源。③在C2～C7和D2～D7单元格中分别输入各分散区间的半宽及其包含因子，在E2单元格中输入“=C2/D2”，从E2单元格拖动填充柄至E7，在F2～F8单元格中分别输入各分量的灵敏系数，在G2单元格中输入“=E2*F2”，从G2单元格拖动填充柄至G8。在A9单元格中输入“uc=”，设置为右对齐，在B9单元格中输入“=SQRT(SUM(I2∶I8))”，即可获得合成标准不确定度uc。采用以上步骤制作好的表格如表2所示。

表2 不确定度分量汇总及相对扩展不确定度计算电子表格

根据Excel计算得到uc(ΔA)=0.0029A。

取k=2，则扩展不确定度

U=2×uc(ΔA)=2×0.0029A=0.0058A≈0.006A

六、测量结果的报告

通过上述分析可知，当采用酶标分析仪专用测试板和光谱中性玻璃滤光片等对酶标分析仪进行检定时，其吸光度示值误差测量结果的不确定度为

U=0.006A，k=2

七、结束语

在进行测量不确定度分析时，任何一个测量结果的变化都会影响不确定度的评定，因此往往需要大量的计算，本文利用Excel电子表格分析了酶标分析仪吸光度示值误差测量结果不确定度的来源，对各项不确定度进行了计算和评定，给出了酶标分析仪吸光度示值误差测量结果的不确定度。实践证明，利用Excel电子表格进行不确定度分析不仅可以提高计算结果的正确性，更能够*大地提高工作效率。