Введение
Метод химического анализа В химическом анализе внутренний стандартный метод включает добавление одинакового количества химического вещества к каждому образцу и калибровочному раствору. Внутренний стандарт пропорционально реагирует на изменения в аналите и обеспечивает аналогичный, но не идентичный сигнал измерения. Он также должен отсутствовать в матрице образцов, чтобы гарантировать отсутствие другого источника внутреннего стандарта. Если взять отношение сигнала аналита к внутреннему стандартному сигналу и сопоставить его с концентрацией аналита в калибровочных растворах, то получится кривая калибровки. Затем калибровочная кривая может быть использована для расчета концентрации анализируемого вещества в неизвестном образце. Выбор соответствующего внутреннего стандарта учитывает случайные и систематические источники неопределенности, возникающие во время подготовки образцов или колебаний приборов. Это связано с тем, что отношение аналита к количеству внутреннего стандарта не зависит от этих изменений. Если измеренное значение аналита ошибочно смещается выше или ниже фактического значения, внутренние стандартные измерения должны смещаться в том же направлении.
In a chemical analysis, the internal standard method involves adding the same amount of a chemical substance to each sample and calibration solution. The internal standard responds proportionally to changes in the analyte and provides a similar, but not identical, measurement signal. It must also be absent from the sample matrix to ensure there is no other source of the internal standard present. Taking the ratio of analyte signal to internal standard signal and plotting it against the analyte concentrations in the calibration solutions will result in a calibration curve. The calibration curve can then be used to calculate the analyte concentration in an unknown sample. Selecting an appropriate internal standard accounts for random and systematic sources of uncertainty that arise during sample preparation or instrument fluctuation. This is because the ratio of analyte relative to the amount of internal standard is independent of these variations. If the measured value of the analyte is erroneously shifted above or below the actual value, the internal standard measurements should shift in the same direction.
История
Самое раннее зарегистрированное использование внутреннего стандартного метода относится к работе Гоуя по спектроскопии пламени в 1877 году, где он использовал внутренний стандарт для определения того, является ли возбуждение в его пламени последовательным. Его экспериментальная процедура была позже вновь введена в 1940-х годах, когда записывающие фотометры пламени стали легкодоступны. Относительная разница с ТМС называется химическим сдвигом. TMS работает как идеальный стандарт, потому что он относительно инертен, а его идентичные метильные протоны производят сильный сигнал вверх, изолированный от большинства других протонов. Однако существуют не деутерированные внутренние стандарты, такие как норлейцин, который пользуется популярностью в анализе аминокислот, потому что его можно отделить от сопутствующих пиков. Выбор внутреннего стандарта для жидкостной хроматографии массовой спектрометрии (LC MS) зависит от используемого метода ионизации. Внутренний стандарт требует сопоставимого ионизационного ответа и фрагментации модели анализируемого вещества. Внутренние стандарты LC MS часто изотопически аналогичны структуре аналита, используя изотопы, такие как дейтерий (2H), 13C, 15N и 18O.
Индуктивно связанная плазма
Выбор внутреннего стандарта в индуктивно связанной плазменной спектроскопии может быть затруднен, поскольку сигналы из матрицы образца могут перекрываться с сигналами, принадлежащими аналиту. Иттрий является общим внутренним стандартом, который естественным образом отсутствует в большинстве образцов. Он имеет как средний диапазон массы, так и линии излучения, которые не мешают многим аналитам. Интенсивность сигнала иттрия - это то, с чем сравнивается сигнал от аналита. В индуктивно связанной плазменной масс-спектрометрии (ICP MS) виды с аналогичной массой аналита обычно служат хорошими внутренними стандартами, хотя и не во всех случаях. Факторы, которые также способствуют эффективности внутреннего стандарта в ICP MS, включают в себя то, насколько близки его потенциал ионизации, изменение энталпии и изменение энтропии к аналиту. Внутренние стандарты для индуктивно связанной плазменной оптической эмиссионной спектроскопии (ICP OES) могут быть выбраны путем наблюдения за тем, как изменяются сигналы аналита и внутреннего стандарта при различных экспериментальных условиях. Это включает в себя корректировку матрицы образца или настройки приборов и оценку того, реагирует ли выбранный внутренний стандарт так же, как аналит.
Пример внутреннего стандартного метода
Один из способов визуализации внутреннего стандартного метода - создать одну кривую калибровки, которая не использует метод, и одну кривую калибровки, которая использует метод. Предположим, что в наборе калибровочных растворов известны концентрации никеля: 0 ppm, 1,6 ppm, 3,2 ppm, 4,8 ppm, 6,4 ppm и 8 ppm. Каждый раствор также содержит 5 ppm иттрия, который действует как внутренний стандарт. Если эти растворы измеряются с использованием ICP OES, интенсивность сигнала иттрия должна быть последовательной для всех растворов. Если нет, то интенсивность никелевого сигнала, вероятно, также неточна. Кривая калибровки, не использующая внутренний стандартный метод, игнорирует неопределенность между измерениями. Коэффициент определения (R2) для данного участка равен 0,9985. В калибровочной кривой, использующей внутренний стандарт, ось y представляет собой отношение никелевого сигнала к иттрийному сигналу. На это соотношение не влияет неопределенность в измерениях никеля, так как она должна влиять на измерения иттрия таким же образом. Это приводит к более высокому R2, 0,9993.