In situフィルム電極の分析性能を向上させるための因子設計とシンプレックス最適化の利用

The Use of Factorial Design and Simplex Optimization to Improve Analytical Performance of In Situ Film Electrodes.

• Matjaž Finšgar
• Klara Jezernik

抄録

本研究では、Zn(II), Cd(II), Pb(II)の定量のためのin-situ膜電極(FE)の分析性能に影響を与える個々の要因の重要性を決定するための体系的なアプローチを提示した。分析パラメータは同時に検討し、定量下限値が最も低く、直線的な濃度範囲が最も広く、感度、精度、精度が最も高い方法がより優れた分析方法であることを証明した。有意性の評価は、Bi(III), Sn(II), Sb(III)の5つの因子（質量濃度）を用いた分数階調（実験的）設計により、in situ FE、蓄積電位、蓄積時間を設計した。次に、これらの因子の最適条件を決定するために、単純化最適化手法を用いました。このようにして最適化したin situ FEを用いて、初期実験で用いたin situ FEに比べて、また、純粋なin situ FE(ビスマス膜,スズ膜,アンチモン膜電極)に比べて、分析性能が大幅に向上することを確認しました。さらに、最適化されたin situ FE電極を用いて、異なる種の干渉効果の可能性を確認し、実際の水道水サンプルに対する電極の適用性を実証した。

This work presents a systematic approach to determining the significance of the individual factors affecting the analytical performance of in-situ film electrode (FE) for the determination of Zn(II), Cd(II), and Pb(II). Analytical parameters were considered simultaneously, where the lowest limit of quantification, the widest linear concentration range, and the highest sensitivity, accuracy, and precision of the method evidenced a better analytical method. Significance was evaluated by means of a fractional factorial (experimental) design using five factors, i.e., the mass concentrations of Bi(III), Sn(II), and Sb(III), to design the in situ FE, the accumulation potential, and the accumulation time. Next, a simplex optimization procedure was employed to determine the optimum conditions for these factors. Such optimization of the in situ FE showed significant improvement in analytical performance compared to the in situ FEs in the initial experiments and compared to pure in situ FEs (bismuth-film, tin-film, and antimony-film electrodes). Moreover, using the optimized in situ FE electrode, a possible interference effect was checked for different species and the applicability of the electrode was demonstrated for a real tap water sample.