Přístrojové metody používané při rozborech mléka, jejich specifika a přesnost výsledků měření

1. Přístrojové metody používané při rozborech mléka, jejich specifika a přesnostvýsledků měření David Ledvina, Bentley Czech Větrný Jeníkov 20.3.2012

2. Metody pro rozbor mléka index (č.)

3. Referenční metody pro mléčné složky • tuk Röse Gottlieb (Gerber) • bílkovina Kjeldahl • laktóza HPLC, polarimetrie • sušina gravimetrie • močovina kolorimetrie • bod mrznutí kryoskopie T, B, L, S, M, BM

4. Chování záření ve vzorku (reflexe) (absorpce) (transmise) odrazpohlceníprostup dopad vzorek T, B, L, S, M

5. Fyzikální princip fotometrie Absorpce záření odpovídá rotačním a vibračním stavům molekul Lambertův-Beerův zákon A = log (Φd/Φv) = a . l . c kde A absorbance Φd dopadající svět. tok Φv vystupující svět. tok a absorpční koeficient l tlouštka vrstvy c koncentrace T, B, L, S, M

6. Filtrová IR fotometrie zrcadlo vzorek zrcadlo zdroj detektor filtry kyveta konduktometr T, B, L, S, M, BM

7. Fourierova IR fotometrie 2 zrcadla: 1 – 4 pevná 5 polopropustné 6 pohyblivé IR zdroj 5 6 vzorek 4 detektor 1 3 T, B, L, S, M, BM, VMK

8. T, B, L, S, M, BM, VMK

9. T, B, L, S, M, BM, VMK

10. Kolorimetrie & FIA Přesné stanovení močoviny • kombinace enzymatické metody, FIA a kolorimetrie • močovina rozštěpena ureázou na čpavek a oxid uhličitý • přidáno barvivo a aktivátor • kolorimetrické měření na 600 nm (transflektančně) • diferenční porovnání původního a vzniklého čpavku M

11. M

12. M

13. Enz. reaktor & impedance Přesné stanovení močoviny • kombinace enzymatické metody a měření impedance • změna impedance je způsobována hromaděním produktů enzymové hydrolýzy močoviny • míra rychlosti změny impedance je přímo úměrná koncentraci močoviny • diferenční porovnání impedance trubice s aktivní a inaktivní ureázou M

14. M

15. M

16. Kryoskopie Stanovení bodu mrznutí mléka (= rovnováha mezi pevnou a kapalnou fází) • 1895 Beckman (D), 1920 Hortvet (USA) • podchlazení na – 3 º C za míchání • iniciace nárazem (nebo krystalem) • odevzdání skupenské energie (= ohřev) • měření teploty 3 různými módy (f, p, m) BM

17. Princip kryoskopie termistor míchadlo Ωmetr zkumavka chlazení čerpadlo rozlišení 0,0001 °C BM

18. BM

19. Průtoková cytometrie • původní použití v humánní medicíně • 1991 uvedeno v oboru (Bentley Instruments Inc.) • DNA buněk obarveno fluorescenčním barvivem, buňky ozářeny zeleným světlem emitují červené záření – spočítáno a vytříděno podle velikosti (PHA – pulsně šířková analýza) PSB, CPM

20. Princip cytometrie • stabilní průtok 4 ml/min (laminární proudění) • nízkovýkonný laser na pevné fázi • detekce fluorescence fotonásobičem PSB, CPM

21. PSB

22. PSB

23. CPM

24. CPM

25. Přímé počítání kolonií • vyšší rozlišení • barevná kamera • nastavení filtrů • nastavení citlivosti • přepočet na spirálu • archivace snímků CPM

26. CPM

27. Kontrola správnosti měření • kalibrace na sadě změřené referenčními hodnotami a následná kontrola sady • nulování, kontrola slepým vzorkem • kontrola/nastavení oficiálními standardy • kontrola pilotními vzorky (i vlastními) • kruhový test národní i mezinárodní • průběžné srovnávací měření mezi přístroji i mezi jednotlivými laboratořemi vše

28. Parametry přístrojů • rychlost / výkon • měřicí rozsah • rozlišení • citlivost • přesnost • opakovatelnost • reprodukovatelnost • chyba z přenosu • pracovní faktor vše

29. Ilustrační příklad – kryoskopie • rychlost / výkon < 30 vz/h • měřicí rozsah 0 až – 1,5 ºC • rozlišení 0,0001 ºC • citlivost n/a • přesnost n/a • opakovatelnost n/a • reprodukovatelnost ± 0,002 ºC • chyba z přenosu neměřitelná BM

30. Ilustrační příklad – mléčné složky • rychlost / výkon 500 vz/h • měřicí rozsah 2 až 15 % • rozlišení 0,01 % • citlivost 0,01 % • přesnost cv < 1 % • opakovatelnost cv < 0,5 % • reprodukovatelnost n/a • chyba z přenosu < 1 % T, B, L, S, M

31. Ilustrační příklad – počítač PSB • rychlost / výkon 500 vz/h • měřicí rozsah 0 až 10 M • rozlišení 1 k • citlivost n/a • přesnost cv < 10 % (př.m.) • opakovatelnost cv < 4 % (< 500k) • reprodukovatelnost n/a • chyba z přenosu < 1 % PSB

32. Ilustrační příklad – počítač CPM • rychlost / výkon < 50 vz/h • měřicí rozsah 2 k až 10 M • rozlišení 1 k • citlivost < 1 k • přesnost sy,x < 0,30 log • opakovatelnost sr < 0,03 log (˃ 300k) • reprodukovatelnost sR < 0,06 log (˃ 300k) • chyba z přenosu < 1 % CPM

33. Vysvětlení statistických zkratek Tc chyba z přenosu cv variační koeficient Sy směrodatná odchylka referenčních hodnot Sx směrodatná odchylka měření Sr směrodatná odchylka opakovatelnosti SR směrodatná odchylka reprodukovatelnosti Sd směrodatná odchylka průměrné chyby predikce Sxy kovariance * ρx,y koeficient korelace Sy,x směrodatná reziduální chyba regrese * střední hodnota součinu odchylek veličin X,Y od jejich středních hodnot vše

34. Nejistoty měření • kombinovaná nejistota uc jako výsledek: • nejistoty typu A (z var. koeficientů měření) • nejistoty typu B (přístroj: z opakovatelnosti, chyby z přenosu; reference: z kalibrace atd.) ↓ • rozšířená nejistota uroz = 2 * uc (95% měření se nachází uvnitř uvedeného intervalu nejistoty měření) vše