肖云娜,王磊,江雪欣,李穎穎
(煙臺市食品藥品檢驗檢測中心,山東煙臺 264000)
測量不確定度是一種定量評價測定結(jié)果的數(shù)據(jù)質(zhì)量的重要參數(shù),越來越受到國際社會的普遍接受和推薦使用,在各行各業(yè)中都受到越來越高的重視?!稖y量不確定度評定和表示指南》給出的測量不確定度的定義是:與測量結(jié)果相關(guān)聯(lián)的參數(shù),其表征了可以合理地賦予被測量的量值分散程度[1]。由于受到人機料法環(huán)等諸多因素的影響,任何測定結(jié)果都與其真值存在或大或小的偏離,而測量結(jié)果的不確定度評定就是一種有效的考察結(jié)果偏離程度的手段,反映了測量結(jié)果的可靠性,測量結(jié)果的不確定度越小則結(jié)果的可靠性越高,反之測量結(jié)果的可靠性越低。
近十幾年來,為了合理地控制藥物在人體內(nèi)的釋放,藥用緩釋材料越來越受到制藥行業(yè)的高度關(guān)注,新的檢測方法和檢測技術(shù)在藥物分析領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法適用于各類藥品從痕量到常量的元素分析,尤其適用于藥物及輔料中金屬元素的定性和定量測定[2-8]。該方法自2010年起收錄入《中華人民共和國藥典》(以下簡稱中國藥典),適用范圍越來越廣,但其在藥物分析領(lǐng)域的不確定度分析卻鮮有報道[9-14]。筆者根據(jù)JJF 1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》,參考CNAS-GL006《化學(xué)分析中不確定度的評估指南》和其它國際上關(guān)于不確定度的指導(dǎo)原則[15-20],對測定藥用輔料中錫含量過程中產(chǎn)生的不確定度因素進(jìn)行了分析和計算,找出了影響其數(shù)據(jù)可靠性的主要因素,并為后續(xù)提高測定結(jié)果的可靠性給出了指導(dǎo)性建議。
電子天平:XPE205DR 型,瑞士梅特勒-托利多儀器公司;
電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀:Avio200 型,美國鉑金埃爾默公司。
微波消解儀:MARS6CLASSⅠC 型,美國CEM公司。
單標(biāo)線移液管:5、10、15、20 mL,A級,德國普蘭德公司。
單標(biāo)線容量瓶:100、50 mL,A 級,德國普蘭德公司。
丙交酯乙交酯共聚物(8515)(供注射用):藥用輔料,贏創(chuàng)特種化學(xué)(上海)有限公司。
錫標(biāo)準(zhǔn)溶液:1 000 μg/mL,相對擴展不確定度為0.7%(k=2),國家有色金屬及電子材料分析測試中心。
65%硝酸:分析純,德國默克試劑公司。
濃過氧化氫溶液:30%,分析純,國藥集團化學(xué)試劑有限公司。
實驗用水為超純水。
根據(jù)《中國藥典》2020 版四部中收載的方法對丙交酯乙交酯共聚物(8515)中的錫含量進(jìn)行測定。取丙交酯乙交酯共聚物0.25 g,精密稱定,置于聚四氟乙烯消解罐中,加硝酸6.0 mL和濃過氧化氫溶液2.0 mL,蓋上內(nèi)蓋,旋緊外套,置于微波消解儀中消解。消解完全后取消解內(nèi)罐置于電熱板上緩緩加熱至紅棕色氣體揮盡,用超純水將罐內(nèi)消解溶液小心轉(zhuǎn)移至100 mL 容量瓶中稀釋至標(biāo)線,搖勻,作為樣品溶液。同法制備試劑空白溶液。利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀進(jìn)行測量。
根據(jù)《中國藥典》的規(guī)定,標(biāo)準(zhǔn)曲線法測定樣品中錫含量的計算公式為:
式中:w——樣品中錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù),%;
ρ——試溶液中錫的質(zhì)量濃度,μg/mL;
V——樣品溶液的稀釋體積,mL;
m——樣品質(zhì)量,g;
1 000 000——換算系數(shù)。
根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型和測量過程,實驗測量結(jié)果的不確定度來源主要有:(1)樣品稱量引入的不確定度;(2)樣品稀釋引入的不確定度,主要來自于玻璃容器的容量允許誤差和溫度差異導(dǎo)致的液體體積膨脹;(3)樣品溶液測定引入的不確定度,包括標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶液稀釋引入的不確定度和標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度;(4)重復(fù)性引入的不確定度,稱量重復(fù)性和樣品溶液測定重復(fù)性的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度均包含在總的測定結(jié)果重復(fù)性引入的不確定度分析中,過程中不再重復(fù)計算;(5)數(shù)值修約引入的不確定度。
根據(jù)式(1),各輸入量屬于帶指數(shù)相乘的不相關(guān)量,可知錫含量測定的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度:
式中:urel(w)——樣品中錫含量測定的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度;
urel(ρ)——樣品溶液濃度測定的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度;
urel(V)——樣品稀釋體積的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度;
urel(m)——樣品稱量的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度。
樣品稱量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源于天平最大允許誤差帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度,查天平檢定證書及JJG 1036—2008《電子天平檢定規(guī)程》可知,該天平檢定分度值為1 mg(0~50 g),則量程最大允許誤差為0.5 mg,重復(fù)性誤差為0.0 mg,按矩形分布處理,取包含因子k= 3,則其最大允許誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(m)=0.5/k=0.288 7 mg,樣品稱量質(zhì)量m=0.250 2 g,則相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
樣品溶液測定過程中的不確定度包含標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過程引入的不確定度和標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度。
3.3.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(S)
標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的不確定度包括稀釋過程引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(D)和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)量值引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(B)。由標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書中查得錫標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的相對擴展不確定度為0.7%,擴展因子k=2,則由標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)量值引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(B)=0.003 5。
標(biāo)準(zhǔn)溶液的稀釋主要由容量瓶和移液管引入不確定度,主要包括校準(zhǔn)引入的不確定度和溫度效應(yīng)引入的不確定度。實驗中標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋的過程中使用到100 mL(A級)容量瓶、50 mL(A級)容量瓶和5 mL、10 mL、15 mL(A 級)單標(biāo)線移液管,認(rèn)為是三角分布,k= 6,按照3.2 方法分析,各不確定度分量見表1。
表1 玻璃器皿的不確定度
3.3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(N)
采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定標(biāo)準(zhǔn)系列溶液時,以錫標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)、發(fā)射光強度為縱坐標(biāo)進(jìn)行擬合。標(biāo)準(zhǔn)曲線設(shè)置5個濃度水平,每個濃度水平平行測定3次,以其平均值進(jìn)行計算,得到標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=4 384.1x+78.481,相關(guān)系數(shù)為0.999 9,由標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的標(biāo)準(zhǔn)偏差SR和不確定度u(N)可按下式計算:
式中:n——標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液的測定總次數(shù),n=5×3=15;
Ai——標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液各點的光學(xué)強度;
b——標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率;
ρi——標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液各點錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù);
a——標(biāo)準(zhǔn)曲線的截距;
p——樣品溶液的測定總次數(shù);
ρ0——標(biāo)準(zhǔn)曲線各點錫質(zhì)量分?jǐn)?shù)的平均值;
ρ——樣品中錫的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
標(biāo)準(zhǔn)曲線實驗數(shù)據(jù)和中間計算結(jié)果見表2。
表2 標(biāo)準(zhǔn)曲線實驗數(shù)據(jù)和中間計算結(jié)果
將urel(ρ)、urel(V)、urel(m)代入式(2),可得錫含量測定的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度:urel(w)=0.173 3,則錫含量測定的標(biāo)準(zhǔn)不確定度B類評定值為:
實驗共稱取兩份樣品配制溶液進(jìn)行平行試驗,每份樣品溶液連續(xù)進(jìn)行5次測量,測量結(jié)果見表3。
表3 樣品溶液錫質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定結(jié)果
使用A類評定,用貝塞爾公式計算標(biāo)準(zhǔn)差:
錫含量測定結(jié)果的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
按JJF 1059.1—2012 的規(guī)定,一般測量,置信概率為95%,可取包含因子k=2,則擴展不確定度:
利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定丙交酯乙交酯共聚物(8515)中的錫含量,其結(jié)果表示為0.010%±0.003%,k=2。
由測量不確定度分量評定結(jié)果可知,在電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定丙交酯乙交酯中低濃度的錫含量的過程中,對測量不確定度影響較大的因素是標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合過程,標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和擬合亦是影響其它ⅠCP-OES 法含量測定結(jié)果不確定度的主要因素。在使用ⅠCP-OES法測定時,減少標(biāo)準(zhǔn)曲線系列溶液配制過程中的誤差,增加擬合曲線的濃度點,可增強擬合曲線的相關(guān)性,減小測量結(jié)果的不確定度。