劉國(guó)軍，宋慶芳，夏 炎，蔣 萍，黃敏怡，梁國(guó)鉅

(廣東至信司法鑒定所，廣東 東莞 523000)

空氣置換式移液器(下文簡(jiǎn)稱(chēng)“移液器”)的工作原理為：移液器吸頭接觸液體液面使吸頭和移液器內(nèi)部形成封閉腔體，通過(guò)收縮活塞使腔體內(nèi)形成負(fù)壓，在負(fù)壓的作用下將液體吸入腔體[1]。移液器的移液準(zhǔn)確性受很多因素影響，羅志東發(fā)現(xiàn)使用不同規(guī)格的移液器吸頭時(shí)移液量會(huì)有差異[2]，柯婷婷等人發(fā)現(xiàn)不同大氣壓環(huán)境下的移液量也會(huì)有差異[3]，費(fèi)榮等人發(fā)現(xiàn)環(huán)境溫度變化會(huì)對(duì)移液量產(chǎn)生影響[4]。本文作者在參照GA/T 842-2019《血液酒精含量的檢驗(yàn)方法》[5](以下簡(jiǎn)稱(chēng)《GA/T 842》)使用內(nèi)標(biāo)-校準(zhǔn)曲線法定量分析乙醇含量的實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)冰箱冷藏(4 ℃)和室溫保存(24 ℃)兩種溫度下的叔丁醇內(nèi)標(biāo)工作液(下文簡(jiǎn)稱(chēng)“內(nèi)標(biāo)工作液”)用于頂空氣相色譜分析時(shí)乙醇含量檢測(cè)值會(huì)產(chǎn)生差異，進(jìn)而研究了使用移液器移取不同溫度的內(nèi)標(biāo)工作液時(shí)移取量的區(qū)別，并分析了潤(rùn)槍環(huán)節(jié)、溶液密度、溶液粘度對(duì)該差異的貢獻(xiàn)。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

(1)乙醇空白添加樣

蒸餾水中添加無(wú)水乙醇，制成濃度為80 mg/100 mL的乙醇空白添加樣。無(wú)水乙醇(色譜純)來(lái)源于永華化學(xué)科技(江蘇)有限公司；蒸餾水，市售工業(yè)蒸餾水(一級(jí))。

(2)叔丁醇內(nèi)標(biāo)工作液

蒸餾水中添加叔丁醇，制成濃度為4 mg/100 mL的內(nèi)標(biāo)工作溶液。叔丁醇(色譜純) 來(lái)源于天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；蒸餾水，市售工業(yè)蒸餾水(一級(jí))。

(3)器材與設(shè)備

移液器A，量程100～1000 μL，Transferpette公司；移液器B，量程20～200 μL，Genex Beta公司；上海佑科FA1004N電子天平(感量0.1 mg)；島津Nexis GC-2030氣相色譜儀，搭載HS-20NX自動(dòng)頂空進(jìn)樣器。

(4)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析使用SPSS軟件，來(lái)自IBM公司。

1.2 研究方法

1.2.1 不同溫度叔丁醇內(nèi)標(biāo)工作液檢測(cè)乙醇含量

將內(nèi)標(biāo)工作液分別置于兩種溫度下保存，A組置于4 ℃冰箱冷藏，B組置于室溫放置。參照《GA/T 842》的前處理方法，分別移取兩組溶液各7份，每份0.50 mL，置于頂空瓶?jī)?nèi)，每份加入0.10 mL乙醇空白添加樣(80 mg/100 mL)，加蓋密封，輕緩搖勻后，放入自動(dòng)頂空進(jìn)樣器進(jìn)樣檢測(cè)。使用移液器移取溶液時(shí)，均按日常工作習(xí)慣使用所移取的溶液潤(rùn)洗3次移液器吸頭。

1.2.2 移液器在不同情況下移取溶液的質(zhì)量測(cè)定

按照表1中分組，分別用不同的潤(rùn)槍方式移取不同溫度的內(nèi)標(biāo)工作液0.50 mL加入燒杯，使用電子天平準(zhǔn)確稱(chēng)量每份工作液的質(zhì)量。

表1 稱(chēng)量分組情況

1.2.3 統(tǒng)計(jì)分析

使用SPSS軟件對(duì)各試驗(yàn)組結(jié)果分別進(jìn)行獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)，判斷不同溫度的內(nèi)標(biāo)工作液用于乙醇檢測(cè)時(shí)檢測(cè)值是否存在差異，以及分析移液器在不同情況下移取不同溫度的內(nèi)標(biāo)工作液的移取量是否存在差異。

2 結(jié)果與討論

(1)按照1.2.1分A組(低溫內(nèi)標(biāo)組)和B組(室溫內(nèi)標(biāo)組)分別進(jìn)行前處理、GC檢測(cè)乙醇空白添加樣，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 A組、B組測(cè)定乙醇空白添加樣結(jié)果

比較A組和B組的結(jié)果，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，低溫內(nèi)標(biāo)工作液和室溫內(nèi)標(biāo)工作液用于乙醇檢測(cè)時(shí)的檢測(cè)結(jié)果差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.01，平均差值為3.1 mg/100 mL，Cohen’s d值為4.785)，A組和B組試驗(yàn)過(guò)程中添加乙醇空白添加樣的操作并無(wú)差別，理論上乙醇含量并無(wú)區(qū)別，因此推測(cè)兩組乙醇檢測(cè)值的差異來(lái)源于移液器移取不同溫度內(nèi)標(biāo)工作液時(shí)移取量的不同。

(2)用不同的潤(rùn)槍方式移取不同溫度內(nèi)標(biāo)工作液0.50 mL，稱(chēng)量結(jié)果見(jiàn)表3，對(duì)比不同實(shí)驗(yàn)組的差別，分析差異產(chǎn)生的環(huán)節(jié)。

表3 用不同的潤(rùn)槍方式移取不同溫度叔丁醇工作液稱(chēng)量結(jié)果

①比較C組和D組的結(jié)果，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.01，平均差值為0.012 g，Cohen’s d值為8.618)，證實(shí)了2.1中A、B兩組試驗(yàn)的結(jié)果差異來(lái)源于移取內(nèi)標(biāo)工作液的量的差別。

②比較C組和E組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.01，平均差值為0.015 g，Cohen’s d值為24.908)，且D組和F組的差異也有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.01，平均差值為0.016 g，Cohen’s d值為32.444)，說(shuō)明用不同溫度的溶液潤(rùn)槍會(huì)導(dǎo)致移液器移取的液體量產(chǎn)生差異。低溫氣體的密度通常更大，在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，標(biāo)準(zhǔn)溫度為280 K的空氣密度約為1.245 kg/m3，300 K的空氣密度約為1.161 kg/m3[6]，用低溫溶液潤(rùn)洗移液器吸頭后，可能會(huì)導(dǎo)致移液器吸頭和腔體內(nèi)的空氣在短時(shí)間內(nèi)溫度降低、密度增大、氣體總量增大，從而導(dǎo)致移液器移取液體時(shí)產(chǎn)生的吸力減小、移取液體的量減少。

③比較C組和F組的結(jié)果，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.01，平均差值為0.004 g，Cohen’s d值為5.712)，且D組和E組的差異也有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.01，平均差值為0.003 g，Cohen’s d值為7.729)。C組和F組、D組和E組的潤(rùn)槍過(guò)程相同，而相同的潤(rùn)槍過(guò)程可大幅降低溶液粘度(運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù))對(duì)移取量差異的的貢獻(xiàn)，因此推測(cè)除潤(rùn)槍環(huán)節(jié)、溶液粘度的影響外，不同溫度內(nèi)標(biāo)工作液本身的密度也會(huì)導(dǎo)致移取量產(chǎn)生差異。低溫液體的密度通常更大，標(biāo)準(zhǔn)溫度為280 K的水密度約為999.91 kg/m3，標(biāo)準(zhǔn)溫度為300 K的水密度約為996.56 kg/m3[7]，因此，在潤(rùn)槍環(huán)節(jié)相同的條件下，移液器移取低溫溶液的量要稍大于室溫溶液。

C組、F組以及D組、E組的平均差值和Cohen’s d值遠(yuǎn)小于2.2.2中潤(rùn)槍環(huán)節(jié)的對(duì)應(yīng)值，可以推斷溶液密度差異對(duì)于溶液移取量總體差異的貢獻(xiàn)要遠(yuǎn)小于潤(rùn)槍環(huán)節(jié)，其原因?yàn)闇囟茸兓瘜?duì)于氣體密度的改變程度要遠(yuǎn)大于對(duì)液體密度的改變程度。

④比較D組和H組的結(jié)果，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(平均差值為0.001 g，Cohen’s d值為3.417)。用室溫溶液潤(rùn)洗移液器吸頭理論上不會(huì)改變移液器吸頭和腔體內(nèi)空氣的溫度，因此，在比較D組和H組的差異時(shí)，可以忽略移液器吸頭和腔體內(nèi)空氣溫度的改變，且溶液密度相同，則此時(shí)該兩組的結(jié)果差異主要來(lái)源于溶液粘度。由于在研究液體粘度的同時(shí)很難排除液體密度的干擾，故本文未對(duì)低溫溶液和高溫溶液粘性差異對(duì)移取液體量的影響作更深入的研究。

D組、H組平均差值和Cohen’s d值小于2.2.3中溶液密度因素，可以推斷溶液粘度對(duì)于溶液移取量總體差異的貢獻(xiàn)要小于溶液密度。

⑤G組和H組并沒(méi)有潤(rùn)槍環(huán)節(jié)，其差異來(lái)源于溶液密度和粘度兩方面，比較G組、H組的平均差值(0.005 g)和Cohen’s d值(14.616)和C組、E組(平均差值為0.015 g，Cohen’s d值為24.908)以及D組、F組(平均差值為0.016 g，Cohen’s d值為32.444)，發(fā)現(xiàn)G組、H組的差異遠(yuǎn)小于后者，可以推斷溶液密度和粘度差異對(duì)于溶液移取量總體差異的貢獻(xiàn)之和也要遠(yuǎn)小于潤(rùn)槍環(huán)節(jié)，其原因也是溫度對(duì)于氣體密度的改變程度要遠(yuǎn)大于對(duì)液體密度、粘度的改變程度。

3 結(jié) 論

在乙醇含量檢測(cè)(頂空氣相色譜儀、內(nèi)標(biāo)-校準(zhǔn)曲線法)工作中，使用不同溫度的內(nèi)標(biāo)工作液會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生差異，在同等操作方法的前提下，使用低溫內(nèi)標(biāo)溶液的乙醇檢測(cè)值要高于使用室溫內(nèi)標(biāo)溶液時(shí)。該現(xiàn)象的原因?yàn)槭褂每諝庵脫Q式移液器移取不同溫度內(nèi)標(biāo)溶液時(shí)移取量會(huì)產(chǎn)生差異，該差異可能來(lái)源于3個(gè)因素，按照貢獻(xiàn)程度由高到低依次是：潤(rùn)槍環(huán)節(jié)中低溫內(nèi)標(biāo)工作液對(duì)移液器吸頭和腔體內(nèi)空氣密度的改變從而導(dǎo)致移取液體時(shí)產(chǎn)生的吸力減小、低溫內(nèi)標(biāo)工作液本身的密度、低溫內(nèi)標(biāo)工作液本身的粘度。

在使用空氣置換式移液器移取密度、粘度與叔丁醇溶液相似的其他溶液進(jìn)行定量分析時(shí)，上述結(jié)論亦有參考意義。因此，在使用空氣置換式移液器進(jìn)行內(nèi)標(biāo)-校準(zhǔn)曲線法定量分析時(shí)，應(yīng)注意待測(cè)樣品前處理過(guò)程中所使用的工作液溫度與校準(zhǔn)曲線的前處理保持一致。