火焰原子吸收分光光度法測定黃芪中銅的不確定度分析

魏志雄 劉丹丹 藍明雄 王昆鵬

[摘要]目的 建立火焰原子吸收分光光度（FAAS）法測定黃芪中銅含量不確定度評定的方法。方法 根據《測量不確定度評定與表示》（JJF1059.1-2012），分別對來自對照品溶液配制、供試品溶液配制、樣品重復性、標準曲線擬合等因素引入的不確定度進行評估，由此計算合成不確定度，最終給出測結果。結果 本研究中黃芪中銅的含量為4.00 mg/kg，擴展不確定度為0.38 mg/kg（包含因子k=2）。結論 該法可應用于FAAS法測定中藥材元素含量的不確定度分析。

[關鍵詞]火焰原子吸收分光光度；銅；測量不確定度

[中圖分類號] R123.7 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721（2018）9（c）-0042-04

Analysis of uncertainty for the determination of copper in Astragali Radix by the flame atomic absorption spectrophotometric method

WEI Zhi-xiong LIU Dan-dan LAN Ming-xiong WANG Kun-peng

Dongguan Institute for Food and Drug Control， Guangdong Province， Dongguan 523808， China

[Abstract] Objective To establish a method for the uncertainty evaluation in the determination of copper in Astragali Radix by flame atomic absorption spectrophotometric （FAAS）. Methods The uncertainty factors arising from reference solution preparation， ample solution preparation， sample repetitiveness， and calibration curve fitting were evaluated according to Measurement Uncertainty and Representation of Measurement （JJF1059.1-2012）， and the final measurement results were given after measurement of the component uncertainty. Results The content of copper in Astragali Radix of this research was 4.00 mg/kg， and the expanded standard uncertainty was 0.38 mg/kg （including factor k=2）. Conclusion The method is applicable to the uncertainty evaluation of the determination of components in traditional Chinese medicine by FAAS.

[Key words] Flame atomic absorption spectrophotometric； Copper； Determination of uncertainty

黃芪是一種常用的補中益氣類中藥材，具補氣升陽、固表止汗、利水消腫、生津養血、行滯通痹、托毒排膿及斂瘡生肌的功效[1]。以黃芪入藥的藥品種類繁多。黃芪的藥效不僅與其有機成分有關，而且與所含的鋅、鈷、鎳、釩、鐵及銅等無機元素有重要關系[2-3]。銅雖是人體所需的微量元素之一，但如攝入量過大，其易蓄積在人體的肝腎，引起肝臟及腎小管的嚴重損害，故黃芪中銅的含量在各版《中國藥典》中均有限度規定。

測量不確定度是對測量值偏離真值程度的定量表征，按照《測量不確定度評定與表示》（JJF1059.1-2012）[4]，本研究采用火焰原子吸收分光光度（FAAS）法，參考《中國藥典》2015年版四部的通則2321[5]測定法及相關文獻[6-18]，對黃芪中銅的含量進行測定，評定其不確定度，并評估其影響因素，以期為黃芪藥材的質量控制及檢測報告評價提供依據，現報道如下。

1儀器及材料

AA240FS原子吸收分光光度計（美國瓦里安公司）；BP211D電子天平（瑞士賽多利斯公司）；銅空心陰極燈（北京威格拉斯公司）；銅標準溶液GSBG62024-90（2902）（國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院）；硝酸（優級純）；水為超純水；5種黃芪為市售樣品（①東莞市厚川醫藥有限公司，批號為150501；②樟樹市慶仁中藥飲片有限公司，批號為1509313；③東莞市天誠中藥飲片有限公司，批號為141201；④廣州南北行中藥飲片有限公司，批號為160326；⑤東莞國藥集團中藥飲片有限公司，批號為150802）均由東莞市食品藥品檢驗所中藥檢驗室朱壽光副主任中藥師鑒定為豆科植物膜莢黃芪Astragalus Membranaceus（Fisch.）Bge.的干燥根。

2試驗方法

2.1標準曲線溶液制備

銅標準溶液質量濃度為1000 μg/ml。精密吸取銅標準溶液1 ml，置于100 ml量瓶中，加2%硝酸溶液定容至刻度，搖勻，作為銅儲備溶液（10 μg/ml）。分別精密吸取上述儲備液0.0、0.5、2.0、4.0、6.0、8.0 ml，置于100 ml量瓶中，加2%硝酸溶液定容至刻度，搖勻，分別制成0.00、0.05、0.20、0.40、0.60、0.80 μg/ml的標準曲線系列溶液。

2.2試樣處理

精取混合均勻的樣品粉末（過80目篩）0.5 g于消解罐內，加入5.0 ml硝酸，手搖晃動1 min（30次/min），使樣品充分浸沒，放置過夜。放入微波消解儀，消解完畢后，置趕酸儀于120℃加熱趕酸，至約2 ml，轉移至25 ml容量瓶，純水定容至刻度，搖勻，作為待測樣品。

3不確定度來源分析

3.1數學模型

黃芪中銅含量的計算公式為：含量（mg/kg）=（ρ×V）/m，其中，ρ為待測樣品溶液中銅的質量濃度，單位為μg/ml；V為待測樣品消化液的總體積，單位為ml；m為樣品取樣的質量，單位為g。

3.2不確定度源

由數學模型可知，FAAS法測定黃芪中銅的主要不確定度來源為ρ、V、m及測量重復性等因素。

4不確定度分量的評定

4.1標準曲線擬合引入的相對不確定度

分別對銅系列標準溶液進行3次重復測定，其測量數據如表1。線性回歸擬合得出標準工作曲線為A標=0.09698ρ標+0.00026，相關系數r=0.9999。

u（ρ樣1）=

上述公式中，SR為校準標準曲線的殘差標準偏差，相當于標準曲線吸光度A標j的標準差；B1標為校準標準溶液的斜率；n1（2）為樣品溶液測量的次數；n2（15）為標準溶液總共測量的次數；ρ樣品（0.082 mg/L）為單次測定樣品中銅的質量濃度。故相對標準不確定度urel（ρ樣1）=0.003449/0.082=0.04206。

表1 標準溶液濃度與吸光度

4.2標準物質引入的相對不確定度

銅標準物質標準值為1000 μg/ml，不確定度為4 μg/ml，故其相對不確定度urel（ρ樣2）=4/（1000）=0.00231。

4.3標準溶液取樣引入的相對不確定度

移液管引入的不確定度主要有以下3個不確定度來源[18]。

4.3.1溫度 測定時實驗室溫度為28℃（20℃校準），溫差為8℃。水的體積膨脹系數為2.1×10-4/℃，按矩形分布，其標準不確定度為（1×8×2.1×10-4）/ =0.00097 ml。

4.3.2校準 1 ml移液管（A級）允差為±0.007 ml，按三角分布，其標準不確定度為0.007/ =0.00286 ml。

4.3.3重復性 充滿溶液至刻度并稱量（n=10），得出標準偏差為0.0004 ml。

以上三項合成，可得出標準溶液取樣引入的相對標準不確定度

urel（ρ樣3）= =0.003046。

4.4標準溶液定容體積的相對不確定度

容量瓶的溶液體積主要有以下3個不確定度來源[19]。

4.4.1溫度 測試時實驗室溫度為28℃（20℃校準），溫差為8℃，水的體積膨脹系數為2.1×10-4/℃。在95%置信概率下，按矩形分布，其標準不確定度為（100×8×2.1×10-4）/ =0.0970 ml。

4.4.2校準 按《常用玻璃量器檢定規程》JJG196-2006[20]，100 ml容量瓶（A級）的允差為±0.10 ml，按三角分布，其標準不確定度為0.10/ =0.0408 ml。

4.4.3重復性 充滿溶液至刻度并稱量（n=10），得出標準偏差為0.022 ml。

以上三項合成，可得出標準溶液定容體積的相對標準不確定度urel（ρ樣4）= =0.001075。

4.5樣品溶液定容體積引入的相對不確定度

4.5.1溫度 測定時實驗室溫度為28℃（20℃校準），溫差為8℃。水的體積膨脹系數為2.1×10-4/℃，按矩形分布，其標準不確定度為（25×8×2.1×10-4）/ =0.0242 ml。

4.5.2校準 25 ml容量瓶（A級）允差為±0.03 ml，按三角分布，其標準不確定度為0.03/ =0.0122 ml。

4.5.3重復性 充滿溶液至刻度并稱量（n=10），得出標準偏差為0.0096 ml。

三種分量合成得urel（V樣）= =0.001156。

4.6樣品稱量引入的相對不確定度

4.6.1天平示值的不確定度 在0～5 g的稱量范圍，電子天平（d=0.1 mg）檢定證書給出的最大允差為±0.5 mg。使用最大允許誤差絕對值（MPEV）作B類評定，其標準不確定度為u1（m樣）=0.5/ =0.2887 mg。

4.6.2天平稱量重復性的不確定度 電子天平（d=0.1 mg），檢定證書在載荷210 g時，重復性標準差為0.1 mg，證書上無更多（接近稱量點m）載荷點的重復性數據，姑且引用此數據作為u2（m樣）的值。本例使用單次測量值，故u2（m樣）=0.1 mg。

單次稱量的相對標準不確定度為

4.7測定重復性的相對不確定度

按FAAS方法對該樣品進行8次獨立測定，實驗標準差s采用貝塞爾公式計算，結果如表2。

4.8儀器引入的相對不確定度

查使用儀器VARIAN原子吸收分光光度計（型號：AA240FS），檢定證書給出的測量重復性為0.4%，為相對標準差的形式，可直接得出urel（儀器）為0.004。

5合成標準的不確定度

=0.04693，黃芪中銅質量濃度標準的不確定度u（X樣）=urel（X樣）×X樣=0.04693×4.00=0.19 mg/kg。

6評定擴展不確定度

取包含因子k=2，則U=k×uc=2×0.19=0.38 mg/kg，故X=4.00±0.38 mg/kg。

7討論

應用該法對收集的5種市售黃芪樣品進行測定，其銅含量均值分布在2.80～4.66 mg/kg，均低于《中國藥典》2015年版一部中黃芪限度要求（≤20 mg/kg），一定程度上反映了市售黃芪藥材中對于銅含量控制較有效。

本研究重點分析了FAAS法測定黃芪中銅含量不確定度的主要來源，并對其不確定度分量進行評定，結果提示，標準曲線擬合引入的不確定度urel（ρ樣1）為0.04206，貢獻最大；其次為樣品測量重復性urel（R），達0.02，提示在實驗中需注意增加標準曲線及樣品的測量次數，減少測定結果的不確定度，保證數據的準確可靠。

綜上所述，本研究建立的測定黃芪中銅含量不確定度的評定方法可為FAAS法測定其他中藥材元素含量的不確定度提供參考。

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（收稿日期：2018-04-27 本文編輯：孟慶卿）