劉齊，鄔國慶，邸錚，趙依芃，杜勇

(北京市藥品檢驗研究院，北京 102206 )

硼酸是三氧化二硼溶于水生成的結(jié)晶化合物，屬于無機酸，對多種細菌、霉菌有抑制作用。在化妝品中，三氧化二硼常作為收斂劑、抑菌劑、防腐劑使用，多以硼酸及硼酸鹽的形式存在，過量使用容易引起皮膚刺激及過敏反應(yīng)，且在人體內(nèi)不可被新陳代謝，長期接觸而產(chǎn)生的蓄積現(xiàn)象，可導(dǎo)致人體的大部分臟器受損[1-4]。

化妝品中硼酸和硼酸鹽的監(jiān)測已經(jīng)成為近年來化妝品安全風(fēng)險監(jiān)測工作中的重點關(guān)注方向?！秶宜幈O(jiān)局關(guān)于更新化妝品禁用原料目錄》的公告( 2021 年第74 號)中，將硼酸、硼酸鹽列為化妝品禁用原料，提高了監(jiān)管級別。同時，針對原測定方法存在的專屬性不佳、易出現(xiàn)測定結(jié)果偏高和假陽性率高等問題，在國家藥品監(jiān)督管理局通告( 2021 年第17 號)中發(fā)布了補充檢驗方法，用離子色譜法替換了紫外分光光度法[5]。

針對上述情況，為了保證實驗室的檢測能力，及時查找檢驗過程中存在的問題，筆者采用《化妝品安全技術(shù)規(guī)范》(2015 年版)補充方法[5]，對市售化妝品樣品中的硼酸和硼酸鹽含量進行了測定，通過建立數(shù)學(xué)模型，分析了測量結(jié)果的不確定度來源，依據(jù)測量不確定度評定準(zhǔn)則[6-13]，參考文獻[14-20]，建立了離子色譜法測定化妝品中硼酸和硼酸鹽的不確定度評定方法，并通過分析尋找影響檢測結(jié)果的關(guān)鍵因素，為提高化妝品中硼酸和硼酸鹽的檢測水平提供了參考依據(jù)。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

離子色譜儀：850 型，配858 型自動進樣儀、電導(dǎo)檢測器，瑞士萬通公司。

電子天平：XS 205D 型，感量為0.01 mg，瑞士梅特勒-托利多公司。

塑 料 容 量 瓶：10、25、100 mL，A 類，德 國VITLAB 公司。

硼酸對照品：純度(質(zhì)量分數(shù))為(98.0±2.0)%，北京曼哈格生物科技有限公司。

甲醇：色譜純，德國默克公司。

甲烷磺酸：優(yōu)級純，上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

甘露醇、四甲基氫氧化銨25%水溶液：分析純，北京國藥集團化學(xué)試劑有限公司。實驗用水：超純水。化妝品樣品：市售。

1.2 儀器工作條件

色譜柱：Dionex IonPac ICE-Borate 柱(25 cm×9 mm，7.5 μm 美國賽默飛世爾公司)；柱箱溫度：35℃；淋洗液：3 mmol/L 甲烷磺酸溶液-60 mmol/L甘露醇溶液，流量為0.7 mL/min；再生液：25 mmol/L四甲基氫氧化銨溶液-15 mmol/L 甘露醇溶液；自動進樣器：20 μL 定量環(huán)。

1.3 硼酸對照品及系列標(biāo)準(zhǔn)溶液制備

硼酸對照品儲備液：精密稱取硼酸對照品50 mg，置于10 mL 塑料容量瓶中，加水溶解并稀釋至標(biāo)線。

硼酸對照品標(biāo)準(zhǔn)溶液：精密量取5 mL 硼酸對照品儲備液，置于100 mL 塑料容量瓶中，加水稀釋至標(biāo)線。

硼酸對照品系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：分別精密量取硼酸對照品標(biāo)準(zhǔn)溶液0.2、1.0、2.0、5.0、10.0 mL，分別置于25 mL 塑料容量瓶中，加水稀釋至標(biāo)線。

1.4 樣品溶液制備

移取適量樣品，混勻，再精密稱取1.0 g，置于10 mL 塑料容量瓶中，加7 mL 90%甲醇溶液，密塞，渦旋1 min，用90%甲醇溶液定容至標(biāo)線，搖勻，以10 000 r/min 離心5 min，取上清液1 mL，置于10 mL 塑料量瓶中，加水稀釋至標(biāo)線，搖勻，通過RP 柱(使用前需依次用10 mL 甲醇、10 mL 水活化，靜置20 min)，棄去前3 mL 流出液，收集后續(xù)流出液，經(jīng)0.45 μm 微孔濾膜濾過，棄去初濾液，取續(xù)濾液，即得樣品溶液。

1.5 實驗方法

分別精密吸取硼酸對照品系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液和樣品溶液各20 μL，注入離子色譜儀進行測定，利用標(biāo)準(zhǔn)曲線法進行定量。

2 數(shù)學(xué)模型

按照式(1)計算樣品中硼酸和硼酸鹽(以硼酸計)的含量：

3 測量不確定度的來源

從檢測過程和數(shù)學(xué)模型分析，離子色譜法測定化妝品中硼酸和硼酸鹽含量的不確定度來源主要有以下幾方面：

(1)對照品純度(PR)、對照品稱量(mR)、對照品溶液制備(VR)和標(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合(f)引入的不確定度；

(2)樣品稱量(mS)、樣品溶液制備(VS)和樣品的重復(fù)測量(HS)引入的不確定度；

(3)離子色譜儀( I)引入的不確定度。

4 不確定度分量的評定

4.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線對不確定度的貢獻urel(L)

4.1.1 對照品純度引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(PR)

4.1.2 對照品稱量的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(mR)

精密稱取硼酸對照品51.30 mg(mA)，稱量過程中引入的不確定度主要來源包括：

(1)天平校準(zhǔn)產(chǎn)生的不確定度分量；

(2)天平數(shù)字分辨率，即可讀性引入的不確定度分量。

天平數(shù)字分辨率引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(m2)，所使用電子天平最小有效數(shù)字為0.01 mg，分辨率引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度按照被測量可能值區(qū)間的半寬進行計算：

則對照品稱量引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

4.1.3 對照品溶液制備的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(VR)

配制標(biāo)準(zhǔn)溶液時所用吸量管、容量瓶帶來的不確定度包括：

(1)吸量管校準(zhǔn)不確定度；

(2)塑料容量瓶容量不確定度；

(3)溫差導(dǎo)致溶液膨脹引入的不確定度。

對照品溶液制備所用器具、規(guī)格及器具容量允差[11-13]見表1。

表1 所用器具、規(guī)格及器具容量允差 mL

根據(jù)表2 各分量相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度結(jié)果，合成得對照品溶液制備的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

表2 吸量管和容量瓶引入的不確定度

4.1.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合引入的不確定度urel( f )

配制系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，每種濃度測定2 次，以濃度(Xi)為橫坐標(biāo)，峰面積(Yi)為縱坐標(biāo)，擬合標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，得線性方程為Yi=a+bXi，離子色譜測定結(jié)果擬合的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線為Y=3.384 9×10-3+2.234 8×10-2X，相關(guān)系數(shù)r=0.999 8。

對同一樣品進行6 次測量，質(zhì)量濃度平均值ρ0=45.033 μg/mL。計算Yi殘差的標(biāo)準(zhǔn)偏差sF和硼酸濃度的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u( f )，相關(guān)量值[6]的計算結(jié)果見表3。

表3 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線擬合引入的不確定度

則標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

4.1.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(L)

標(biāo)準(zhǔn)曲線引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度由urel(PR)、urel(mR)、urel(VR)、urel( f )合成，即urel(L)=0.021 3。

4.2 樣品對不確定度的貢獻urel(S)

4.2.1 樣品稱量引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(mS)

以樣品平均稱樣量1.003 3 g 計(mB=1 003.3 mg)，天平分辨率為0.1 mg，e=1 mg，最大允許誤差為±0.5e，即±0.5 mg，取包含因子k= 3，則天平校準(zhǔn)引入的不確定度：

則樣品稱量引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

4.2.2 樣品溶液制備引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(VS)

制備樣品溶液過程中引入的不確定度來源：

(1)1 mL 單標(biāo)線吸收管容量校準(zhǔn)引入的不確定度；

(2)10 mL 塑料容量瓶容量引入的不確定度；(3)溫差引入的不確定度。

參考4.1.3 中塑料容量瓶的不確定度評定方法，計算樣品溶液制備引入的不確定度見表4。

表4 樣品溶液制備引入的不確定度

根據(jù)表4 數(shù)據(jù)，計算得由樣品溶液制備引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

4.2.3 樣品重復(fù)性測定引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(HS)

在1.2 儀器工作條件下，對同一化妝品樣品中硼酸的含量進行6 次平行測定，含量測定結(jié)果如表5 所示。

表5 樣品測定結(jié)果 %

根據(jù)表5 數(shù)據(jù)，計算樣品含量重復(fù)測定引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度[6]：

4.2.4 樣品引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(S )

樣品引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度由urel(ms)、urel(Vs)、urel(Hs)合成，即urel(S)=0.010 6。

4.3 離子色譜儀引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel( I )

經(jīng)查校準(zhǔn)證書可知，離子色譜儀電導(dǎo)檢測器的不確定度為0.34%，視為矩形分布，k= 3，則離子色譜儀引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

4.4 合成相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(W)

各分量獨立且不相關(guān)，匯總各分量的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度見表6。

表6 不確定度評定結(jié)果

4.5 擴展標(biāo)準(zhǔn)不確定度及結(jié)果表示

取擴展因子k=2(置信概率95%)[6]，則硼酸的擴展不確定度：

當(dāng)硼酸含量的測定結(jié)果為0.463%時，則離子色譜法測定化妝品中硼酸和硼酸鹽的含量可表示為(0.463±0.022)%，k=2。

5 結(jié)語

參考《化妝品安全技術(shù)規(guī)范》(2015 年版)中新增硼酸和硼酸鹽的離子色譜測定方法，對化妝品中硼酸和硼酸鹽的含量進行多次測定，得到的含量范圍為(0.463±0.022)%，k=2，置信概率為95%。全面地分析了實驗過程中各個不確定度的來源，并計算了不確定度分量，為該測定方法分析過程的質(zhì)量控制提供了理論依據(jù)。離子色譜法化妝品中硼酸和硼酸鹽的不確定度貢獻主要來源于標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液制備及擬合部分，其中最主要的影響因素是標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合及對照品純度。在今后的工作中，可以通過調(diào)整測定濃度范圍、增加檢測器靈敏度等方面優(yōu)化實驗條件，以降低曲線擬合產(chǎn)生的不確定度；同時，盡量選用純度級別較高、不確定度較小的對照品，從而降低整體不確定度，以提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。