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內標:搭乘在樣品內部的參照物

當你注入的量會抖動、或途中損失了一部分樣品時,外標法會悄悄把你引入歧途。內標法的辦法是加入一個已知的「同伴」,讓它在每一步都緊隨你的分析物一起經歷全程。

當外標法讓你失望時

外標法建立在一個脆弱的承諾上:你測量樣品的確切量,與你測量每個標準溶液時的量完全相同。對於把一份潔淨的、移液好的體積送進分光光度計來說,沒問題。但想像一下用手把一顆微小的液滴注入氣相層析儀——每次進樣的體積都會抖動。如果你標準溶液的進樣比樣品的稍大一絲,未知樣品看起來就會偏稀,而資料裡沒有任何東西會提醒你。

每當樣品要經過繁雜的製備步驟——萃取、蒸發、過濾——而這些步驟可能在途中損失掉一點你的分析物時,同樣的麻煩就會出現。信號變小了,但你不知道小了多少。單獨測量的外標從未經歷過那些損失,所以無法把它們算進去。

加入一位同伴:內標

巧妙的解決辦法是:向每一份樣品和每一份標準溶液中,都加入已知、固定量的第二種物質——內標。你挑選一個行為與你的分析物很相似、卻又能與之區分開的「同伴」(不同的峰、不同的波長)。這樣一來,無論樣品遭遇什麼不幸,同伴也一同遭遇。注入更小的液滴,兩個信號會一起變小;萃取中損失了 10%,兩者都損失 10%。

關鍵的一招在這裡:你不再單看分析物的信號,而是看分析物信號與內標信號的比值。因為兩者同漲同落,無論注入了多少、損失了多少,這個比值都保持穩定。你把一個滑溜溜的絕對測量,變成了一個穩健的相對測量。

響應因子:把蘋果和橘子公平地比較

這裡有個小問題:儀器對你的分析物和你的同伴,響應往往並不相等。也許在相同濃度下,一種分子給出的峰是另一種的兩倍。所以信號比值為 1 並不意味著兩者量相等。你需要一個換算因子,用來刻畫「在相同的每單位下,分析物相比內標給出多多少(或少多少)信號」。這個數字就是響應因子

你只需測量一次響應因子,用的是同時含有已知量分析物和內標的標準溶液。有了它,對未知樣品的計算就很乾淨:測出信號比值,用響應因子加以校正,再乘以已知的內標量,就能反推出分析物的量。

  1. 向每一份標準溶液和每一份樣品中,加入相同的已知量內標。
  2. 用標準溶液測出響應因子——即在每單位下,分析物信號與內標信號之比。
  3. 對未知樣品,記錄分析物信號與內標信號的比值。
  4. 把這個比值、響應因子和已知的內標量結合起來,得到分析物濃度。

它能修正什麼,又修正不了什麼

面對那些「對分析物和同伴一視同仁」的問題時,內標法大放異彩:進樣體積的散布、製備過程中的部分損失、從上午到下午信號的緩慢漂移。因為兩者同坐一條船,比值會把這種抖動抵消掉。這也是你能誠實地報告回收率的方式——即你最初投入的東西,最終真正「活」到檢測器的有多少。

但要誠實面對它的盲區。如果某種因素只影響分析物、不影響同伴——比如一種污染物恰好只與你分析物的峰重疊——那麼比值救不了你,因為兩者不再同步移動。內標只能修正「共同的麻煩」,修正不了「選擇性的麻煩」。因此,挑選一個真正能與分析物「形影相隨」的同伴,就是一切。