谁动了我的数据之仪器快速沟通
仪器那点事 | (0)
至今为止，所有仪器离不开人类进入现代社会的五大发现“声、光、电、磁、热”。为什么说发现呢，因为这五者很早就有了，只是人类没拿来用而已。但是这个东西也的确不好界限，你说太阳能是发现还是发明？你说发明人家太阳挂了多少年人类还没算清楚呢。你说发现，人家说没我这技术你太阳在挂1google年他也是太阳，也不能变成太阳能。我们说这四者，互相之间分的也不是很清楚。 1、声 这类仪器一般比较简单，主要应用在前处理部分。比如“细胞破碎仪”、“超声波清洗仪”等等。有些检测仪器是针对某种物质，在某些波长的声波下，含量和声波成一定关系而定量的。比如说有些乳成分分析仪。 既然是通过声波原理开发的仪器，那他们都具有类似的特征。比如超声清洗仪，因为我们试验要经常用到它，所以我这里只讲它。比如你清洗的时候，大家习惯倒入蒸馏水，素不知你用自来水的效果要强于蒸馏水的效果，这是超声波原理决定的。而且在使用时要加入一点清洁剂，更不要清洁剂加太多，太多清洗的效果反而不好，比你洗衣服要少的多。这主要看你清洗对象的污垢是什么，看看是溶解于水的还是溶解于有机溶剂的。要是溶解到水里的，你加洗涤剂就更清洗不干净了。我们在说说超声脱气，几乎所有的色谱流动向，都主张使用前脱气，虽然现在再线脱气做的越来越好，但是因为流动向内气体会直接影响仪器，为了减少一个影响仪器的因素，流动相都要脱气。而脱气这简单的就有学问了。 第一，你得开口脱气，对吧。你把瓶子拧得死死的，气体那里跑出来？ 第二，选择你用什么容器，有的用塑料瓶，有的用玻璃瓶，有的甚至把流动相瓶直接放上脱气。我不是说你操作不对，你想啊，声波，就像说话一样，中间搞个玻璃墙，你也能听见，中间要搞一棉花墙，你肯定听不到，都给吸收了。你搞厚厚的塑料瓶子，声波穿透后都没剩多少了，怎么脱气啊？有些塑料瓶子可以用来脱气呢？硬度高的塑料，你要用一塑料软膜把瓶子包上，你看瓶子里的水还有波纹震动不？保险就是用玻璃瓶，因为玻璃对声波吸收少。也有些超声起来就没完没了，清洗时间长了，器皿会坏。一般1个小时就足够了。听说过超声碎石到吗？而脱气也要时间越短越好，因为有些缓冲流动相，会在孔穴作用下产生出一些气体，改变流动相pH值。一般脱气30分钟足够。 2、光 这是检测仪器的一类，学名叫作“光谱法”。光也是一种波，一种电磁波。 你首先要理解光，才有可能理解采用光谱管理设计的仪器。光就有一个特点，波、粒二相性。 这里要说一下，不是做科普，建议大家到网上的百科全书去看看。Wiki百科，中英日韩俄什么语言都有，你还可以练英语。 就像上面声波类仪器，我没有讲声波的产生，因为声波产生对我们应用仪器没有影响。但是光谱的产生就不一样了。你要测定，无论是什么光谱类仪器，都要考虑光谱的产生问题。一个指光源的产生，一个是作用到待测物质上产生的光谱。而前者稳定性决定后者稳定性，现在光都是由电产生的。而电流的稳定性就决定了光源的稳定性。如果你仔细观察，试验做的好的同志在使用光谱仪器的时候，无论是吸收光谱，像荧光、可见、紫外和原子吸收分光光度法，还是发射光谱，还是荧光光谱，他打开机器都要等一会再测，为什么这样？要等光源稳定了在测定。你要是开机就测，我保证你标准曲线第一点不能用。发生这种情况你是不是还纳闷，怎么这个没处理好？尤其是原子吸收光谱和荧光光谱，国外的仪器好一些，稳定时间短。国内的仪器电源滤波器作的不好，稳定的时间要长一点，但是测定的准确度和精确度基本上是差不多的。有些仪器，使需要配备电流过滤装置的。如果某些仪器本身没有稳定电流的模块，你还没加稳定电流的模块，你要是做不出来好的数据，这不怪你。作出来才叫神奇。神奇的事情我们一般碰不到。 说了光源，再说作用到待测物质上产生的光谱，这的确有点复杂了。 首先，了解光路，使用光学仪器前先了解一下光路是非常有必要的。这图很简单。 阅读图只有一个原则，看着箭头方向，从其实到终止。了解光路后，要和你使用的仪器链接起来，至少你要知道，光从你检测物质的那个方向射入，从那个方向射出，在那个方向检测。知道这看似无用的光路图，可以解决你很多的问题。 第一、你要保证光路中没有妨碍测定的物质。如果是分光光度计简单些，荧光就要知道。而原子吸收光谱，首要的问题就是要校准光路，要保证原子化器的位置在光路上。 第二、便于纠正问题，当检测出现异常值的时候，不要首先怀疑自己前处理等步骤。很多时候，出现异常数值，都并非是自己前处理的问题，做实验的时候出现问题，怀疑的步骤是这样的，先质疑外部因素、然后质疑检测通路，如光路中的干扰因素，然后质疑前处理等方法，最后质疑仪器问题。 第三、判断故障，知道使用中的注意事项。光路是所有光谱类仪器的核心内容，其他部分，取样装置、预处理装置、分离装置、信号处理、补偿装置都是根据这个光路而设定的。了解光路的那一部分出现问题，就可以知道是仪器的那个部件出现了问题。而使用中的注意事项，也是从这里出来的，比如你使用比色杯的拿法，大家都知道怎么拿，而为什么这么拿？就是因为会妨碍检测光的透过，在说原子吸收，大家都知道测定钙的时候一定不能引入磷酸，为什么呢？因为会形成稳定的氧化物，这样在原子化的时候，你就没有办法检测到Ca的吸收线。 对于光谱类仪器，还要知道什么呢。知道背景校正的办法。对紫外、荧光等可见光光谱法来说，就是设定一个参比溶液，别小看这参比溶液，也叫空白，你标准曲线做不好，你结果不准，80%的原因出在这个参比溶液上。前面说了光路问题，那么我们就要去除光路中所有影响待测定吸光物质的东西。所以，对空白溶液的要求，就是只含溶剂及待测定吸光物质以外的其它成分，更简单的说，和待测定样品的唯一差别只能是待测吸光物质。空白作用是什么？不仅仅是用来消除背景吸收，还有消除吸收池表面和溶液对光的散射、反射所造成的影响。而对于原子吸收来讲，还有一种更高级的校正方法，在测定不同元素的时候，要选择不同的校正方法。有的时候仪器高级一点，自动选择了某种校正办法，不过你也要知道是哪种校正，这显得你有水平嘛！这个后面详细讲。 还有一个吸收池的问题，就是常说的比色杯，这个问题大家有的时候会忽略掉。就是在一次试验中，必须使用同一个吸收池。为什么，因为无论是玻璃还是石英对光辐射都不是完全透明的。如果你非要用不同的，比如你样品多，那你必须经过选择，有时候不同的吸收池对光的吸收是一样的。必须选择近似的一组，怎么选择呢？盛同一种溶液，然后再所用波长下测定透光度，相互间的误差应在透光度的0.2%~0.5%之间。吸收池脏了怎么洗？这主要是看你的污垢是什么，普通的用洗涤剂浸泡就可以了，难点的用热硝酸浸泡清洗。 比耳定律偏离，这是简单的，这里提主要怕大家忘记。因为我们的题目是“谁动了我的数据？”，我要尽可能的告诉你，是谁动了你的数据。比尔定律适用的浓度是10-2~10-7M之间。浓度低，吸光物质浓度太低，检测器不能分辨强度相差微微小的两束光，测量误差大；浓度高，分子离子之间的电荷作用，改变光吸收的能力。所以你找到的所有方法中，经常有稀释的步骤，目的就是达到这样一个范围，当然，不同的仪器范围不同，一般可以在机器说明书里面找到。 3、电 不要和我开玩笑，说前面不都是用电来驱动的吗？那时你理解错了，我的这种分类，是指检测手段的分类。这个电，也主要指电化学。常用的pH计、还有极谱仪、电位滴定仪等。这里仪器使用时只有一条要注意的，因为是化学和电互相转换，因此保证一个稳定的化学环境是非常必要的。简单像pH计存放在饱和氯化钾溶液里。 4、磁 利用原子核在磁场作用下产生共振吸收定型、定量鉴定物质的结构组成。如核磁共振波谱仪等。这我没用过，不会。 5、热 这类我接触的也比较少，所以也没什么发言权。比较熟悉的就是差式扫描量热仪器。这个仪器，也需要稳定时间。而且，加入物质的结构直接反映在吸热放热曲线上，除此之外，我还没总结出什么有用的，由需要的可以和我email交流。 除此之外，现代仪器的标志是数据处理、补偿、仪器控制都大大的自动化了。因此讲仪器快速沟通，就不得不讲到仪器工作站。不同的厂家、不同的仪器，甚至不同的时期，工作站都各有不同。怎么讲？不过以后，必将有一个趋势，那就是开发工作站软件的公司会越来越独立，以后会形成几个主流软件一统天下的局面。那个时候就好讲了。可是现在不是，现在工作站还都是企业自己开发为主，那怎么讲呢？ 我就有这样的一个信心，随便给我一个软件、工作站也好，常用软件也好，我保证能在24小时之内把它用好。甚至还能开发好。我只能讲，我是怎么做到的。 1、 明确软件功能 首先要知道，软件是做什么用的，这看似简单，可是你第一次使用色谱工作站的时候你想到这个问题了吗？大多数不会想到，而我会在适用软件的整个过程中，一直问自己这个问题。 2、 了解术语 看过《CATCH ME IF YOU CAN》吗？推荐看一遍，对学习仪器很有好处。这是我最喜欢的电影之一，里面Leonardo在当医生之前，专门找来关于医生的录像带看，学习医生是怎么说话的，在以后的工作中，Leonardo的”专业”也保住了他的职位，惊呆了一些真正的医生。术语就是起到这个功效的，就像某个行当里面的黑话，你要一张嘴就能蒙住几个。呵呵！ 如果你要蒙人，你要学习这个，如果你不幸是被忽悠的对象，你就更要学习那些术语的含义了。软件中，某个按钮名称都是很简化的，你要用自己的语言描述下来，不光知道这个按钮是干什么用的。还要知道，按钮代表什么意思？是一种计算？一个针对仪器的操作？还是操作过程中的提示作用？ 3、 了解软件结构 几乎所有的工作站，大致都分成控制仪器部分，数据处理部分。高级一点的还包括工作面设置部分。控制仪器部分分成两个，一个是底层控制，用于连接仪器，负责和仪器通讯之类的；还有一个是检测控制，就是在检测中对仪器进行操作的部分，比如原吸收的点火，色谱的进样等。很多工作站底层控制部分是不可见的，是在安装软件时就配置好的。每次操作的时候，根本不用动。但是对于可以更换检测器、或者可以任意组合的仪器来说，这部分就是可见的。像原子吸收、FCM、荧光定量、电镜等，底层控制部分是不可见的。但是在工作站中，肯定有一部分是用来查看工作站和仪器的连接状态的参数。用来查看工作站和仪器的通讯是否正常，也用来在检修的时候，察看仪器的那个部分出现了问题。为了简化仪器操作，底层不可见的工作站会越来越多。 4、 明确自己的目的 不要问软件能为你做什么，要问自己想做什么，想要出现什么样的图，想要做怎样的数据处理，我要让仪器怎么动，是点火、熄火，还是要改变流动相？这是一种思考方法的问题，我建议在你所有软件应用中，都要贯彻这最后一点，非常简单。也许我们从前所受到的教育决定了我们的思考方法。我们大多数人都善于这么想，这个软件能做什么呀？而从来不问自己要做什么。面包会有的，但是不是别人给的。 5、 刚才说最后一点，这里有来一点，是因为这一点不具有通用性。我只能是总结了几种工作站总结出来的一个规律，但是这个规律还有待完善。刚才提到软件的结构，这个规律就有关于软件的结构，但是普适性也许不大---正在总结中。 工作站可操作的部分，大多都分为方法部分和样品管理部分，方法根据不同的仪器厂家，内容多寡不同，但是肯定有仪器方法，就是控制仪器如何进行检测的方法，除此之外，还有数据处理方法、仪器配置方法等。样品管理，在不同的工作站中内容不容，比如戴安的叫Sequence，Wasters的叫，PE的叫，Beckman的FCM叫Panel。总之他们的任务是，决定样品的检测顺序和确定样品的类型，常用的就是告诉仪器，进来的是标准品还是样品？标准品是用来做标准曲线的，样品是要计算含量的。在刚刚开始使用一个工作站的时候，一般都是由维护老师配置好的，你上来，首先是建立仪器方法，确定你的检测条件。其次就是定义你的样品，即样品管理部分。比如你测定的样本存成什么名字。这里告诉你一个技巧，做仪器分析的时候，学会给自己起名字这点也很重要，大多数人都不注意这个。大家经常看见我不拿实验记录本，不拿书，就上仪器上处理数据了。总有人问，甚至还有人说我去进行数据造假去了。其实不是，我的秘密都在测定样品的名字里----这可是我不可说的秘密哈。我举个例子，色谱为例，比如我测定的是标准品，外标法，浓度单位为mg/L，测定点浓度为0.02mg/L，进样量20ul。采用的方法是仪器方法是ZRegent。我起得名字就是S-0.02-mg/l-20-ZRegent你唯一不理解的即使S，S代表Standard。这样的名字一目了然。如果工作站比较笨蛋，你要把时间也写上去。这样你回头处理数据或者互相之间比较的时候，一目了然，否则样品多了，你还要去翻翻实验记录本，看看1243号代表什么？累！我们的工作站比较先进，所以有的时候我的名字设计的就不这么复杂，因地制宜，因时就简。能歪着绝不站着，用最少的力气干最多的活。还有流式细胞仪起名的方法，原来复杂的要命。后来让我改的N简单。就几个数字加日期，通过日期我知道是那天做的，通过数字，我知道采用了那个Protocol---得意ing。 还有一点，如何看仪器的说明书。 仪器是给人用的，不用说你们也知道，可是我们往往忽略这个问题。领导说，“啊！这个东西很贵的，不要碰哦！”不懂装懂的同志说：“啊！这东西看起来简单，实际上很难地。”胆大妄为的革命者说：“我修不好它，我还搞不坏他？”我只告诉大家一句话，仪器是给人用的，厂家很希望你1秒钟就会操作仪器。这样他才能腾出时间卖更多的仪器啊，你要看仪器宣传手册，一般都有一条，易用性。可这一点体现在哪里呢？说明书。 看说明书有分三种情况，请对号入座，占座不准，系统30分钟后重新分配。 一种是临时抱佛教，马上要用仪器，这说明书怎么看。先把说明书翻到操作注意事项哪里，仔细的看一看，看看怎么操作机器不坏，这个知道后，你就放手干吧。 第二种是温故而知新，这是我最推荐的，仪器说明书应有尽有，简直是取之不尽用之不竭的宝藏。我一般闲下来就爱看说明书，总能发现点新东西。看法有三点，第一，带着目的寻找有用的东西；第二，举一反三，同类推理；第三，抓住目录，尤其是国外说明书。 ...
