專利名稱：單管式化學發光分析儀的計量標準器及使用方法
技術領域：
本發明涉及一種計量裝置和使用方法，特別是涉及一種用于單管式化學發光分析儀的計量裝置和使用方法。
背景技術：
化學發光是物質在進行化學反應過程中伴隨的一種光輻射現象，可以分為直接發光和間接發光。直接化學發光是A、B兩種物質發生化學反應生成C物質的過程中，反應釋放的能量被C物質的分子吸收并使得C分子躍遷至激發態C*，處于激發的C*分子在回到基態的過程中產生光輻射。間接化學發光又稱能量轉移化學發光，反應物A和B首先反應生成產物C，反應過程中釋放的能量被C物質的分子吸收并使得C分子躍遷至激發態C*，當C*分子返回基態過程中釋放出能量轉移給能量受體F，并使F被激發而躍遷至激發態F*，當F*躍遷回基態時，產生光輻射形成間接化學發光。化學發光分析儀是利用化學發光現象進行物質定性和定量分析的儀器，它具有背景干擾小、靈敏度高的特點。根據儀器設計的不同，化學發光分析儀可以分為封閉式儀器和開放式儀器兩種。開放式的儀器可分為單管式化學發光分析儀和微孔板式化學發光分析儀，都可以使用第三方提供的化學發光檢測試劑盒或自行設計化學發光分析方法實現對特定物質的分析。分析成本低廉，因此在國內市場具有一定的占有率。其中單管式化學發光分析儀檢測結果的準確與否與儀器的計量性能密切相關，這些計量性能包括準確度、靈敏度、重復性等指標，這些計量性能指標的確認和校準必須通過計量標準來實現。由于單管式發光分析儀近年來剛剛在檢測市場上普及，計量標準研制相對滯后，也沒有制定相應的儀器檢定規程或校準規范，無法進行儀器的檢定或校準，儀器分析測量結果的質量難以保證，研制單管式化學發光分析儀的計量標準器成為當務之急。目前一些單位研制過微孔板式化學發光分析儀的計量標準板或標準器，這些標準板或者標準器無法用于單管式化學發光分析儀的檢定校準；同時這些計量標準板通常采用LED作為光源，然而LED的發光強度隨著使用時間增加會發生“光衰”現象，同時其發光強度會受到供電電壓波動的影響，穩定性不高；供電單元的存在，也增加了系統的復雜性并且需要定期維護，給使用者帶來不便。因此，急需一種高穩定性、免維護、易操作的單管式化學發光分析儀計量標準器填補單管式化學發光分析儀計量標準器的空白。利用放射性材料的穩定半衰期，激發熒光材料發光獲取光源，是獲得穩定光源的可能途徑。
發明內容
本發明的目的是提供一種用于單管式化學發光分析儀的計量標準器，解決單管式化學發光分析儀檢測結果的準確度低，不同檢測過程中數據誤差較大，設備的基礎數據參數不易校準的技術問題。
本發明的另一個目的是提供一種利用上述計量標準器的儀器測定方法，提高測定基礎數據參數的準確度和減小誤差。本發明的用于單管式化學發光分析儀的計量標準器，其中:包括干涉濾光片、光譜中性濾光片和由光具支架、氚光源、光衰減片、固定卡環組成的光具座，氚光源和光衰減片自下而上順序安裝在光具支架的腔體內，并通過固定卡環固定在腔體底部，干涉濾光片與光衰減片同軸向安裝在固定卡環上方，光譜中性濾光片與光衰減片同軸向安裝在干涉濾光片上方。·還包括固定環，所述干涉濾光片或光譜中性濾光片固定在固定環的內側壁上，固定環的側壁外徑與光具支架的腔體的側壁內徑相同。所述干涉濾光片的干涉波長為405nm,或425nm,或620nm。所述光譜中性濾光片的透射比為100%，或70%，或50%，或30%。所述氣光源中使用固體氣鹽或氣氣。利用所述的計量標準器對單管式化學發光分析儀進行計量性能指標測定的方法，包括以下步驟:步驟一，選擇與待測儀器敏感波長相應的干涉濾光片和100%透射比濾光片，裝入光具座；步驟二，使用待測儀器測定此時的完全發光強度Itl ；步驟三，選擇一個透射比的光譜中性濾光片，裝入光具座；步驟四，使用待測儀器測定此時的透射發光強度I，比較完全發光強度Ic^P透射發光強度I，求得實際透射比T，步驟五，更換不同透射比的光譜中性濾光片，重復步驟四；步驟六，通過各光譜中性濾光片的實際透射比T和相應光譜中性濾光片的透射比標準值Ts比較，求得待測儀器的準確度。利用所述的計量標準器對單管式化學發光分析儀進行計量性能指標測定的方法，包括以下步驟:步驟一，選擇與待測儀器敏感波長相應的干涉濾光片和100%透射比濾光片，裝入光具座；步驟二，使用待測儀器測定此時的完全發光強度Itl ；步驟三，重復五次步驟二，求得完全發光強度Itl的平均值，計算平均值的相對標準偏差作為待測儀器重復性表征參數。利用所述的計量標準器對單管式化學發光分析儀進行計量性能指標測定的方法，包括以下步驟:步驟一，選擇與待測儀器敏感波長相應的干涉濾光片和100%透射比濾光片，裝入光具座；步驟二，使用待測儀器測定此時的完全發光強度Itl ；步驟三，移除計量標準器，使用單管式化學發光分析儀測定背景信號IN，與完全發光強度Itl比較，求得儀器靈敏度的信噪比。本發明的計量標準器采用模塊化結構，其中光源穩定，不易受到電路布線、電源質量和電磁兼容等因素的影響，光源強度在較長的使用周期內都可以保持線性穩定，作為基準光源可靠；根據不同參數的采集過程，可以靈活地為計量標準器更換各種類型的濾光片，實現各種待測儀器參數的準確采集。使得檢定校準的參數準確，標準，使得儀器的檢測數據可靠，數據之間具有高度的可比性。利用本發明的計量標準器實現的測定方法，可以大幅提高單管式化學發光分析儀的分析準確度，減小測定誤差。
下面結合附圖對本發明的實施例作進一步說明。
圖1為本發明用于單管式化學發光分析儀的計量標準器的結構示意圖2為本發明用于單管式化學發光分析儀的計量標準器的濾光片的主視剖視圖3為本發明用于單管式化學發光分析儀的計量標準器的濾光片的俯視圖4為本發明用于單管式化學發光分析儀的計量標準器的使用狀態圖。
具體實施方式
如圖1和圖4所示，本發明的計量標準器包括由光具支架1、氚光源2、光衰減片3、固定卡環4組成的光具座，以及干涉濾光片5和光譜中性濾光片6,光具支架I為一端封閉的圓管，圓管的內腔底部放置有氚光源2，緊貼氚光源2的上端面設置有直徑與光具支架I側壁內徑相同，且與光具支架I同軸向的光衰減片3，在光衰減片3的上端面沿光具支架I內側壁設置有固定卡環4，固定卡環4將光衰減片3和氚光源2固定在光具支架I內腔底部。
如圖2和圖3所示，干涉濾光片5與固定環51同軸向，固定在固定環51的內側壁上，固定環51的側壁外徑與光具支架I的腔體的側壁內徑相同。
光譜中性濾光片6與干涉濾片5的固定結構相同。
光譜中性濾光片6可以選用透射比為100%、70%、50%、30%或其他透射比的濾光片。可以采用不使用濾光片的方式代替100%透射比的濾光片以降低成本。
氚光源2中使用固體氚鹽或氚氣，氚是一種放射性元素，半衰期約為12年。在衰變過程中，釋放出β射線，激發熒光物質或含磷物質，發出熒光或磷光。氚光源無需電源供電，發光強度不受供電狀態的干擾；氚的半衰期長，在進行計量性能指標測試的幾個小時過程中，發光強度基本保持不變，穩定性很高。同時，由于不使用電源供電，簡化了裝置設計，降低了維護和使用成本。
雖然氚光源的亮度只有零點幾個尼特，但是由于單管式化學發光分析儀往往采用單光子光電倍增管，靈敏度很高，因此通過光衰減片3衰減氚光源發出的光，避免直接導致單光子光電倍增管過載。利用干涉原理，利用干涉濾光片5只使特定光譜范圍的光通過，通過干涉濾光片5的波長與氚光源的主要發射波長及檢測器的敏感波長一致。氚光源發出的光的亮度經光衰減片3和干涉濾光片5后衰減至單光子光電倍增管的最佳檢測范圍。
如圖4所示，通過將不同波長的干涉濾光片5和不同透射比的光譜中性濾光片6，置入光具支架1，可以形成特定參考指標的計量標準器。
利用本發明的計量標準器可以形成不同的計量性能指標測定方法。
第一種，進行儀器準確度評價時，首先根據待檢儀器的敏感波長選擇合適的干涉濾光片5 (如405nm、425nm、620nm等)和100%透射比濾光片，置入光具支架I，然后使用單管式化學發光分析儀測定此時的完全發光強度し；然后在干渉濾光片5上面分別放置不同 透射比的光譜中性濾光片6 (如透射比為70%、50%、30%等)，使用單管式化學發光分析儀測 定相應的透射發光強度I，根據下面的公式計算實際透射比T，并且與各光譜中性濾光片的 透射比標準值Ts進行比較，比較差值A T作為儀器準確度的表征。T ニ 丁(1)AT=T-TS(2)第二種，進行儀器重復性評價時，首先根據待檢儀器的敏感波長選擇合適的干渉 濾光片5 (如405nm、425nm、620nm等)和100%透射比濾光片，置入光具支架1，然后使用單 管式化學發光分析儀測定此時的完全發光強度I。，重復測定6次，計算測定結果的平均值， 計算平均值的相對標準偏差，作為儀器重復性的表征參數。第三種，進行儀器靈敏度評價時，首先根據待檢儀器的敏感波長選擇合適的干渉 濾光片5 (如405nm、425nm、620nm等)和100%透射比濾光片，置入光具支架1，然后使用單 管式化學發光分析儀測定此時的完全發光強度I。，然后移除計量標準器，使用單管式化學 發光分析儀測定背景信號IN，根據下面的公式計算信噪比R，作為儀器靈敏度的表征。R^O/I,, (3)以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范 圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方 案作出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護范圍內。
權利要求
1.一種用于單管式化學發光分析儀的計量標準器，其特征在于:包括干涉濾光片(5)、光譜中性濾光片(6)和由光具支架(I)、氚光源(2)、光衰減片(3)、固定卡環(4)組成的光具座，氚光源(2)和光衰減片(3)自下而上順序安裝在光具支架(I)的腔體內，并通過固定卡環(4)固定在腔體底部，干涉濾光片(5)與光衰減片(3)同軸向安裝在固定卡環(4)上方，光譜中性濾光片(6)與光衰減片(3)同軸向安裝在干涉濾光片(5)上方。
2.根據權利要求1所述的用于單管式化學發光分析儀的計量標準器，其特征在于:還包括固定環(51)，所述干涉濾光片(5)或光譜中性濾光片(6)固定在固定環(51)的內側壁上，固定環(51)的側壁外徑與光具支架(I)的腔體的側壁內徑相同。
3.根據權利要求1或2所述的用于單管式化學發光分析儀的計量標準器，其特征在于:所述干涉濾光片(5)的干涉波長為405nm,或425nm,或620nm。
4.根據權利要求1至3任一所述的用于單管式化學發光分析儀的計量標準器，其特征在于:所述光譜中性濾光片(6)的透射比為100%，或70%，或50%，或30%。
5.根據權利要求4所述的用于單管式化學發光分析儀的計量標準器，其特征在于:所述氚光源(2)中使用固體氚鹽或氚氣。
6.利用權利要求1至5任一所述的計量標準器對單管式化學發光分析儀進行計量性能指標測定的方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟一，選擇與待測儀器敏感波長相應的干涉濾光片(5)和100%透射比濾光片，裝入光具座； 步驟二，使用待測儀器測定此時的完全發光強度Itl ; 步驟三，選擇一個透射比的光譜中性濾光片(6 )，裝入光具座； 步驟四，使用待測儀器測定此時的透射發光強度I，比較完全發光強度Itl和透射發光強度I，求得實際透射比T， 步驟五，更換不同透射比的光譜中性濾光片(6)，重復步驟四； 步驟六，通過各光譜中性濾光片(6)的實際透射比T和相應光譜中性濾光片(6)的透射比標準值Ts比較，求得待測儀器的準確度。
7.根據權利要求1至5任一所述的計量標準器對單管式化學發光分析儀進行計量性能指標測定的方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟一，選擇與待測儀器敏感波長相應的干涉濾光片(5)和100%透射比濾光片，裝入光具座； 步驟二，使用待測儀器測定此時的完全發光強度Itl ; 步驟三，重復五次步驟二，求得完全發光強度Itl的平均值，計算平均值的相對標準偏差作為待測儀器重復性表征參數。
8.根據權利要求1至5任一所述的計量標準器對單管式化學發光分析儀進行計量性能指標測定的方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟一，選擇與待測儀器敏感波長相應的干涉濾光片(5)和100%透射比濾光片，裝入光具座； 步驟二，使用待測儀器測定此時的完全發光強度Itl ; 步驟三，移除計量標準器，使用單管式化學發光分析儀測定背景信號In，與完全發光強度Itl比較，求得儀器靈敏度的信噪比。
全文摘要
一種用于單管式化學發光分析儀的計量標準器，其中包括由光具支架、氚光源、光衰減片、固定卡環組成的光具座、干涉濾光片和光譜中性濾光片，氚光源和光衰減片自下而上順序安裝在光具支架的腔體內，并通過固定卡環固定在腔體底部，干涉濾光片與光衰減片同軸向安裝在固定卡環上方，光譜中性濾光片與光衰減片同軸向安裝在干涉濾光片上方。根據待測參數的不同，可以靈活地為計量標準器更換各種類型的濾光片，實現各種待測儀器多種參數的準確采集。還包括利用計量標準器的方法。
文檔編號G01N21/76GK103196900SQ201310097288
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月25日 優先權日2013年3月25日
發明者武利慶, 高運華, 米薇, 盛靈慧, 李飛, 王洋, 楊彬, 黃崢 申請人:中國計量科學研究院, 上海市計量測試技術研究院