石墨爐原子吸收光譜法測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檢測所,黑龍江哈爾濱 150001)

石墨爐原子吸收光譜法測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檢測所,黑龍江哈爾濱 150001)

目的：分析用石墨爐原子吸收光譜法測定阿膠中鉻的測量不確定度。方法：應用測量不確定度評定理論,結(jié)合實際的試驗方法,建立數(shù)學模型,確定和計算測定過程各不確定度分量,分析總的相對不確定度。結(jié)果：阿膠中鉻含量為1.1mg/kg,取包含因子k＝2,其擴展不確定度為0.2mg/kg,最終測定阿膠中鉻含量為(1.1±0.2)mg/kg;同時對影響測定結(jié)果的不確定度的各部分因素進行了量化。結(jié)論：影響測量結(jié)果的不確定度主要因素是回收率,標準曲線擬合引入的誤差以及重復測定標準偏差其次,標準物質(zhì)及其稀釋過程引入的不確定度、環(huán)境條件等對測量結(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,碎片對光照視呈棕色半透明狀。氣微,味微甘。 具有補血滋陰,潤燥,止血的功效[1]。從原料來看,阿膠與正規(guī)骨明膠等來源接近,前者來自馬科動物驢的皮,而后者來自牛骨。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,鞣制過程中使用了鉻粉等原料會造成鉻的殘留。過量的鉻可使蛋白質(zhì)變性、核酸和核蛋白沉淀、酶系統(tǒng)受干擾。而測量不確定度在實際工作中具有重要意義,特別是當結(jié)果處在標準評價的臨界值時,不確定度對結(jié)果的判定更為重要。本文根據(jù)國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的《測量不確定度評定與表示》(JJF1059-1999)［2］,對石墨爐原子吸收光譜法測定阿膠中鉻的不確定度進行分析與計算,進行不確定度的評價,反映測量的置信度和準確度。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

AA6800原子吸收分光光度計配GFA-6500石墨爐及ASC-6100自動進樣裝置(日本島津公司);鉻元素標準溶液(濃度1000μg/ml),中國計量科學研究院,批號12053。

1.2 檢測方法

石墨爐原子吸收光譜法。

1.3 實驗方法

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,于預處理器上低溫加熱預消化至樣品基本溶解,放冷,放入微波消解儀中按程序進行消解。消解完畢后在預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,定容后測定。標準品溶液按需要配置。

對實驗室出具的所有數(shù)據(jù)進行不確定度評估,規(guī)范和簡化評定過程,合理地賦予被測量值的分散性及與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。

1.4 建立數(shù)學模型

X：樣品的含量;Cx：標準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 不確定度分量來源的分析

引入的不確度主要來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、重復性引入的不確定度。

2 結(jié)果與討論

測定原始數(shù)據(jù)見表1,樣品根據(jù)曲線測定結(jié)果為1.1mg/kg。

2.1 重復性引入的不確定度評定

供試品測定時每份樣品稱量2份平行樣,根據(jù)檢驗操作規(guī)程要求每個供試品溶液測定2次,測定結(jié)果的相對偏差用RSD%表示,則相對不確定度為

本方法規(guī)定限度標準品20ng/ml的樣品進樣重復性允許值為5%,則

2.2 稱量引入的不確度評定

2.2.1 稱量引入的不確度主要來源

稱量重復性(統(tǒng)一考慮)、天平校準。

2.2.2 量化標準不確定分量

天平校準帶來的不確定度分量：天平制造商給出的天平置信區(qū)間±0.15mg(萬分之一),按矩形分布,則換算成標準不確定度為：

在稱量時,無論是加重法還是減重法,我們的稱量一般為兩次。則合成標準不確定為：

2.2.3 稱量引入的總相對不確定度

當所有的質(zhì)量的計算均為乘除時,稱量引入的總相對不確定度為：

2.3 偏差(回收率)引入的不確定度評定

樣品測定過程中因前處理過程和測定過程比較復雜,每種元素的含量在一定的范圍內(nèi)可說明實驗方法基本可靠,因此可以用偏差(回收率)引入的不確定度評定該實驗方法引入的不確定度。

2.3.1 分析不確定度的來源

回收率不確定度有兩個來源,(1) 結(jié)果的重復性;(2)系統(tǒng)誤差。

2.3.2 從資料、標準規(guī)定回收率限度或以前實驗結(jié)果計算[4]

表1 測定膠囊鉻回歸曲線與樣品測定原始數(shù)據(jù)

表2 各量器引入的相對標準不確定度

表3 標準不確定度

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定

通過標準曲線測得的樣品濃度不確定度來源大致有二：(1)利用各標準溶液的濃度-吸收值的回歸曲線求得濃度所產(chǎn)生的不確定度;(2)由儲備液配制各濃度標準溶液是所產(chǎn)生的不確定度。一般而言,第(2)項對回歸曲線引入的不確定度貢獻較小,分析時主要考慮第(1)項[4]。回歸曲線原始數(shù)據(jù)見表1。

回歸曲線不確定度分量的計算：u(x測定液)：相對不確定度的計算,回歸方程A0=B1ci+B0

2.4.1 回歸曲線不確定度公式

SR→回歸曲線的標準偏差;B1→曲線方程斜率

P→對每點標準品的測量次數(shù)。如回歸曲線每點重復測定2次,則P=2。

n→擬合曲線的總測量點數(shù)。如回歸曲線每點重復測定2次,共測6點,則N=12。

X0→供試品濃度的測定結(jié)果;Xi→曲線各點相應標準品的濃度;

→曲線各點相應標準品的濃度平均值。

2.4.2 直線的標準偏差

SR→回歸曲線的標準偏差;

B1→曲線方程的斜率;

B0→曲線方程的截距;

n→擬合曲線的總測量點數(shù)。如回歸曲線每點重復測定2次,共測6點,則N=12;

Xi→曲線各點相應標準品的濃度(橫坐標);

Yi→曲線各點相應標準品的信號值(縱坐標)。

2.4.3 相對不確定度

2.5 使用量器引入的不確度評定

2.5.1 容量不確定度來源

容器的不確定度有2個來源,包括：容量允差;溫度引起的不確定度。

2.5.2 量化標準不確定度分量

(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,則由此帶來的相對不確定度分量為

(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,可得溫度引起相對不確定度為：

其中：ΔV=標稱容量×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℃差異計算,液體的膨脹系數(shù)：以水的膨脹系數(shù)2.1×10-4/℃計算。相比容量允差,此項引入的不確定度可忽略。

2.5.3 計算各量器合成相對不確定度

各容器合成相對不確定度為：

2.5.4 容器體積引入的總相對不確定度的計算

當所有的體積的計算均為乘除時,容器體積引入的總相對不確定度為：

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表2,量器引入的合成相對確定度

2.6 標準不確定度總結(jié)

原子吸收分光光度法測量合成相對不確定的計算：

2.7 擴展不確定度U

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

1.1×(1±22%)mg/kg,p=95% k＝2。

2.8 討論

測量不確定度是指合理地賦予被測量值的分散性與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。通過對測量結(jié)果的不確定度評定,更好了解測量過程中主要的不確定度來源,有助于我們在分析過程中抓住關(guān)鍵點,提高分析水平。

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

[1]《中國藥典》2010年版一部[S]．

[2]JJF1059-1999測量不確定度評定與表示[S]．

[3]JJG196-2006《常用玻璃量器鑒定規(guī)程》[S].

[4]倪育才.實用測量不確定度評定[M].中國計量出版社,2007.

?通訊作者：張清波,男,黑龍江省食品藥品檢驗檢測所,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檢測所,中藥室檢驗員,主管藥師,研究方向：中藥質(zhì)量分析與控制。