当外标法让你失望时
外标法建立在一个脆弱的承诺上:你测量样品的确切量,与你测量每个标准溶液时的量完全相同。对于把一份洁净的、移液好的体积送进分光光度计来说,没问题。但想象一下用手把一颗微小的液滴注入气相色谱仪——每次进样的体积都会抖动。如果你标准溶液的进样比样品的稍大一丝,未知样品看起来就会偏稀,而数据里没有任何东西会提醒你。
每当样品要经过繁杂的制备步骤——萃取、蒸发、过滤——而这些步骤可能在途中损失掉一点你的分析物时,同样的麻烦就会出现。信号变小了,但你不知道小了多少。单独测量的外标从未经历过那些损失,所以无法把它们算进去。
加入一位同伴:内标
巧妙的解决办法是:向每一份样品和每一份标准溶液中,都加入已知、固定量的第二种物质——内标。你挑选一个行为与你的分析物很相似、却又能与之区分开的“同伴”(不同的峰、不同的波长)。这样一来,无论样品遭遇什么不幸,同伴也一同遭遇。注入更小的液滴,两个信号会一起变小;萃取中损失了 10%,两者都损失 10%。
关键的一招在这里:你不再单看分析物的信号,而是看分析物信号与内标信号的比值。因为两者同涨同落,无论注入了多少、损失了多少,这个比值都保持稳定。你把一个滑溜溜的绝对测量,变成了一个稳健的相对测量。
响应因子:把苹果和橘子公平地比较
这里有个小问题:仪器对你的分析物和你的同伴,响应往往并不相等。也许在相同浓度下,一种分子给出的峰是另一种的两倍。所以信号比值为 1 并不意味着两者量相等。你需要一个换算因子,用来刻画“在相同的每单位下,分析物相比内标给出多多少(或少多少)信号”。这个数字就是响应因子。
你只需测量一次响应因子,用的是同时含有已知量分析物和内标的标准溶液。有了它,对未知样品的计算就很干净:测出信号比值,用响应因子加以校正,再乘以已知的内标量,就能反推出分析物的量。
- 向每一份标准溶液和每一份样品中,加入相同的已知量内标。
- 用标准溶液测出响应因子——即在每单位下,分析物信号与内标信号之比。
- 对未知样品,记录分析物信号与内标信号的比值。
- 把这个比值、响应因子和已知的内标量结合起来,得到分析物浓度。
它能修正什么,又修正不了什么
面对那些“对分析物和同伴一视同仁”的问题时,内标法大放异彩:进样体积的散布、制备过程中的部分损失、从上午到下午信号的缓慢漂移。因为两者同坐一条船,比值会把这种抖动抵消掉。这也是你能诚实地报告回收率的方式——即你最初投入的东西,最终真正“活”到检测器的有多少。
但要诚实面对它的盲区。如果某种因素只影响分析物、不影响同伴——比如一种污染物恰好只与你分析物的峰重叠——那么比值救不了你,因为两者不再同步移动。内标只能修正“共同的麻烦”,修正不了“选择性的麻烦”。因此,挑选一个真正能与分析物“形影相随”的同伴,就是一切。