林林 張清波＊

(黑龍江省食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)所,黑龍江哈爾濱 150001)

石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定阿膠中鉻的不確定度分析

林林 張清波＊

(黑龍江省食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)所,黑龍江哈爾濱 150001)

目的：分析用石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定阿膠中鉻的測(cè)量不確定度。方法：應(yīng)用測(cè)量不確定度評(píng)定理論,結(jié)合實(shí)際的試驗(yàn)方法,建立數(shù)學(xué)模型,確定和計(jì)算測(cè)定過(guò)程各不確定度分量,分析總的相對(duì)不確定度。結(jié)果：阿膠中鉻含量為1.1mg/kg,取包含因子k＝2,其擴(kuò)展不確定度為0.2mg/kg,最終測(cè)定阿膠中鉻含量為(1.1±0.2)mg/kg;同時(shí)對(duì)影響測(cè)定結(jié)果的不確定度的各部分因素進(jìn)行了量化。結(jié)論：影響測(cè)量結(jié)果的不確定度主要因素是回收率,標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的誤差以及重復(fù)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)偏差其次,標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及其稀釋過(guò)程引入的不確定度、環(huán)境條件等對(duì)測(cè)量結(jié)果的不確定度影響較小。

石墨爐 鉻 不確定度

阿膠為馬科動(dòng)物驢Equus asinus L．的干燥皮或鮮皮經(jīng)煎煮、濃縮制成的固體膠。呈長(zhǎng)方形塊、方形塊或丁狀。黑褐色,有光澤。質(zhì)硬而脆,斷面光亮,碎片對(duì)光照視呈棕色半透明狀。氣微,味微甘。 具有補(bǔ)血滋陰,潤(rùn)燥,止血的功效[1]。從原料來(lái)看,阿膠與正規(guī)骨明膠等來(lái)源接近,前者來(lái)自馬科動(dòng)物驢的皮,而后者來(lái)自牛骨。正是由于許多膠類制備工藝相近,其原料難以直接從制成品分辨,在屢遭曝光的阿膠行業(yè)亂象中,馬皮、牛皮甚至廢皮革都曾被不法企業(yè)作過(guò)偽劣阿膠的原料,而工業(yè)皮革需要鞣制才能制成皮革等等,鞣制過(guò)程中使用了鉻粉等原料會(huì)造成鉻的殘留。過(guò)量的鉻可使蛋白質(zhì)變性、核酸和核蛋白沉淀、酶系統(tǒng)受干擾。而測(cè)量不確定度在實(shí)際工作中具有重要意義,特別是當(dāng)結(jié)果處在標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)的臨界值時(shí),不確定度對(duì)結(jié)果的判定更為重要。本文根據(jù)國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》(JJF1059-1999)［2］,對(duì)石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定阿膠中鉻的不確定度進(jìn)行分析與計(jì)算,進(jìn)行不確定度的評(píng)價(jià),反映測(cè)量的置信度和準(zhǔn)確度。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

AA6800原子吸收分光光度計(jì)配GFA-6500石墨爐及ASC-6100自動(dòng)進(jìn)樣裝置(日本島津公司);鉻元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(濃度1000μg/ml),中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院,批號(hào)12053。

1.2 檢測(cè)方法

石墨爐原子吸收光譜法。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

取本品研碎成小塊,稱取0.5g,精密稱定,置消解罐中,加入硝酸7.0ml,于預(yù)處理器上低溫加熱預(yù)消化至樣品基本溶解,放冷,放入微波消解儀中按程序進(jìn)行消解。消解完畢后在預(yù)處理器上低溫加熱除酸,用去離子水將消解液定容于25ml容量瓶中,定容后測(cè)定。標(biāo)準(zhǔn)品溶液按需要配置。

對(duì)實(shí)驗(yàn)室出具的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行不確定度評(píng)估,規(guī)范和簡(jiǎn)化評(píng)定過(guò)程,合理地賦予被測(cè)量值的分散性及與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。

1.4 建立數(shù)學(xué)模型

X：樣品的含量;Cx：標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得的樣品濃度;Df：樣品的稀釋倍數(shù);W：為取樣量。

1.5 不確定度分量來(lái)源的分析

引入的不確度主要來(lái)源主要有稱量引入的不確定度、容量引入的不確定度、回歸曲線引入的不確定度、偏差(回收率)引入的不確定度、重復(fù)性引入的不確定度。

2 結(jié)果與討論

測(cè)定原始數(shù)據(jù)見(jiàn)表1,樣品根據(jù)曲線測(cè)定結(jié)果為1.1mg/kg。

2.1 重復(fù)性引入的不確定度評(píng)定

供試品測(cè)定時(shí)每份樣品稱量2份平行樣,根據(jù)檢驗(yàn)操作規(guī)程要求每個(gè)供試品溶液測(cè)定2次,測(cè)定結(jié)果的相對(duì)偏差用RSD%表示,則相對(duì)不確定度為

本方法規(guī)定限度標(biāo)準(zhǔn)品20ng/ml的樣品進(jìn)樣重復(fù)性允許值為5%,則

2.2 稱量引入的不確度評(píng)定

2.2.1 稱量引入的不確度主要來(lái)源

稱量重復(fù)性(統(tǒng)一考慮)、天平校準(zhǔn)。

2.2.2 量化標(biāo)準(zhǔn)不確定分量

天平校準(zhǔn)帶來(lái)的不確定度分量：天平制造商給出的天平置信區(qū)間±0.15mg(萬(wàn)分之一),按矩形分布,則換算成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

在稱量時(shí),無(wú)論是加重法還是減重法,我們的稱量一般為兩次。則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定為：

2.2.3 稱量引入的總相對(duì)不確定度

當(dāng)所有的質(zhì)量的計(jì)算均為乘除時(shí),稱量引入的總相對(duì)不確定度為：

2.3 偏差(回收率)引入的不確定度評(píng)定

樣品測(cè)定過(guò)程中因前處理過(guò)程和測(cè)定過(guò)程比較復(fù)雜,每種元素的含量在一定的范圍內(nèi)可說(shuō)明實(shí)驗(yàn)方法基本可靠,因此可以用偏差(回收率)引入的不確定度評(píng)定該實(shí)驗(yàn)方法引入的不確定度。

2.3.1 分析不確定度的來(lái)源

回收率不確定度有兩個(gè)來(lái)源,(1) 結(jié)果的重復(fù)性;(2)系統(tǒng)誤差。

2.3.2 從資料、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定回收率限度或以前實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算[4]

表1 測(cè)定膠囊鉻回歸曲線與樣品測(cè)定原始數(shù)據(jù)

表2 各量器引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

表3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度

b上=回收率上限,本方法為120%,b下=回收率下限,本方法為80%。

2.4 回歸曲線引入的不確定度評(píng)定

通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)得的樣品濃度不確定度來(lái)源大致有二：(1)利用各標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度-吸收值的回歸曲線求得濃度所產(chǎn)生的不確定度;(2)由儲(chǔ)備液配制各濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液是所產(chǎn)生的不確定度。一般而言,第(2)項(xiàng)對(duì)回歸曲線引入的不確定度貢獻(xiàn)較小,分析時(shí)主要考慮第(1)項(xiàng)[4]?；貧w曲線原始數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

回歸曲線不確定度分量的計(jì)算：u(x測(cè)定液)：相對(duì)不確定度的計(jì)算,回歸方程A0=B1ci+B0

2.4.1 回歸曲線不確定度公式

SR→回歸曲線的標(biāo)準(zhǔn)偏差;B1→曲線方程斜率

P→對(duì)每點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)品的測(cè)量次數(shù)。如回歸曲線每點(diǎn)重復(fù)測(cè)定2次,則P=2。

n→擬合曲線的總測(cè)量點(diǎn)數(shù)。如回歸曲線每點(diǎn)重復(fù)測(cè)定2次,共測(cè)6點(diǎn),則N=12。

X0→供試品濃度的測(cè)定結(jié)果;Xi→曲線各點(diǎn)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)品的濃度;

→曲線各點(diǎn)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)品的濃度平均值。

2.4.2 直線的標(biāo)準(zhǔn)偏差

SR→回歸曲線的標(biāo)準(zhǔn)偏差;

B1→曲線方程的斜率;

B0→曲線方程的截距;

n→擬合曲線的總測(cè)量點(diǎn)數(shù)。如回歸曲線每點(diǎn)重復(fù)測(cè)定2次,共測(cè)6點(diǎn),則N=12;

Xi→曲線各點(diǎn)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)品的濃度(橫坐標(biāo));

Yi→曲線各點(diǎn)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)品的信號(hào)值(縱坐標(biāo))。

2.4.3 相對(duì)不確定度

2.5 使用量器引入的不確度評(píng)定

2.5.1 容量不確定度來(lái)源

容器的不確定度有2個(gè)來(lái)源,包括：容量允差;溫度引起的不確定度。

2.5.2 量化標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

(1)容量允差：JJG196-2006《常用玻璃量器鑒定規(guī)程》[3]中,對(duì)不同規(guī)格的容器均有容量允差值的規(guī)定,按矩形分布,則由此帶來(lái)的相對(duì)不確定度分量為

(2)溫度引起的不確定度：主要為溫度引起的溶劑體積變化,按置信概率p=0.95,則k=1.96,可得溫度引起相對(duì)不確定度為：

其中：ΔV=標(biāo)稱容量×液體的膨脹系數(shù)×ΔT,ΔT：環(huán)境溫度與容器校正溫度的差異,按20℃±5℃差異計(jì)算,液體的膨脹系數(shù)：以水的膨脹系數(shù)2.1×10-4/℃計(jì)算。相比容量允差,此項(xiàng)引入的不確定度可忽略。

2.5.3 計(jì)算各量器合成相對(duì)不確定度

各容器合成相對(duì)不確定度為：

2.5.4 容器體積引入的總相對(duì)不確定度的計(jì)算

當(dāng)所有的體積的計(jì)算均為乘除時(shí),容器體積引入的總相對(duì)不確定度為：

其中：n：容器使用次數(shù)。i：不同體積的容器。

操作中使用的量器引入的不確定度見(jiàn)表2,量器引入的合成相對(duì)確定度

2.6 標(biāo)準(zhǔn)不確定度總結(jié)

原子吸收分光光度法測(cè)量合成相對(duì)不確定的計(jì)算：

2.7 擴(kuò)展不確定度U

沒(méi)有特殊要求的情況下,依據(jù)國(guó)際慣例,測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度取包含因子k＝2,石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定阿膠中鉻含量為：

1.1×(1±22%)mg/kg,p=95% k＝2。

2.8 討論

測(cè)量不確定度是指合理地賦予被測(cè)量值的分散性與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。通過(guò)對(duì)測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定,更好了解測(cè)量過(guò)程中主要的不確定度來(lái)源,有助于我們?cè)诜治鲞^(guò)程中抓住關(guān)鍵點(diǎn),提高分析水平。

由表3可以看出,石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定阿膠中鉻含量的過(guò)程中不確定度主要來(lái)源于回收率、標(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合及重復(fù)性,其他因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的不確定度影響較小。實(shí)際上回收率與重復(fù)性選擇的是B類不確定度分量,給出的不確定度分量與實(shí)際操作獲得的A類不確定度有一定差異,但有利于提高不確定度的評(píng)定的效率。

[1]《中國(guó)藥典》2010年版一部[S]．

[2]JJF1059-1999測(cè)量不確定度評(píng)定與表示[S]．

[3]JJG196-2006《常用玻璃量器鑒定規(guī)程》[S].

[4]倪育才.實(shí)用測(cè)量不確定度評(píng)定[M].中國(guó)計(jì)量出版社,2007.

?通訊作者：張清波,男,黑龍江省食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)所,中藥室主任,主任藥師、教授,研究方向：中藥質(zhì)量分析與控制。

林林,男,黑龍江省食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)所,中藥室檢驗(yàn)員,主管藥師,研究方向：中藥質(zhì)量分析與控制。