高效液相色譜法測(cè)定飲料中乙?；前匪徕浐康牟淮_定度分析

◎ 段 羚

（包頭市食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)中心，內(nèi)蒙古 包頭 014030）

乙?；前匪徕浻置操惷?、AK糖，是一種無(wú)熱量高甜度甜味劑，過(guò)量攝入會(huì)對(duì)人體造成嚴(yán)重?fù)p害。為了保護(hù)大眾的健康，國(guó)標(biāo)對(duì)其添加量有嚴(yán)格的控制，而高效液相色譜法為其常用檢測(cè)方法，為保證測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性，本文對(duì)用該法測(cè)定飲料中乙酰磺胺酸鉀的測(cè)量結(jié)果的不確定度進(jìn)行了評(píng)定，建立數(shù)學(xué)模型、分析不確定度來(lái)源，使其結(jié)果能如實(shí)反應(yīng)出測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

1260安捷倫高效液相色譜儀-二極管陣列檢測(cè)器（德國(guó)安捷倫公司）；乙?；前匪徕浫芤簶?biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（北京鴻蒙標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)技術(shù)有限責(zé)任公司）；甲醇（色譜純）；乙酸銨（優(yōu)級(jí)純）。

1.2 試驗(yàn)條件

色譜柱：C18，4.6 mm×250 mm，5 μm（迪馬公司）；柱溫：30 ℃；流量：1.0 mL·min-1；進(jìn)樣量：10 μL。

流動(dòng)相：流動(dòng)相A為甲醇；流動(dòng)相B為0.02 moL·L-1；乙酸銨水溶液；A∶B=5∶95。

檢測(cè)波長(zhǎng)：230 nm。

1.3 分析流程

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

吸取1.00 mg·mL-1的標(biāo)準(zhǔn)溶液2.50 mL于25 mL容量瓶中，用水定容至25.00 mL，配得濃度為100.00 μg·mL-1標(biāo)準(zhǔn)使用液。用5.00 mL刻度移液管分別吸取1.00、2.00、3.00、4.00 mL以及5.00 mL標(biāo)準(zhǔn)使用液，用水分別定容至10.00 mL，配得濃度分別為10.00、20.00、30.00、40.00 μg·mL-1以及 50.00 μg·mL-1的標(biāo)準(zhǔn)溶液，因而標(biāo)準(zhǔn)系列為10.00、20.00、30.00、40.00、50.00、100.00 μg·mL-1。

1.3.2 樣品處理

稱(chēng)取12 g飲料樣品，在電爐上除去CO2后加水稀釋?zhuān)ㄈ莸?5.00 mL，經(jīng)0.45 μm水系濾膜過(guò)濾，進(jìn)液相色譜儀。用外標(biāo)法定量測(cè)定。

2 數(shù)學(xué)模型及不確定度的來(lái)源

2.1 數(shù)學(xué)模型[1-2]

式中，X為樣品中乙酰磺胺酸鉀的含量，mg·mL-1；m為稱(chēng)取試樣的質(zhì)量，g；V為樣品最終定容體積，mL；C為樣品中乙?；前匪徕浀臏y(cè)定量，μg/mL。

2.2 不確定度來(lái)源

從測(cè)量過(guò)程和數(shù)學(xué)模型分析，飲料中乙?；前匪徕浐坎淮_定度主要來(lái)源于重復(fù)性測(cè)量、標(biāo)準(zhǔn)溶液、標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合和樣品處理操作過(guò)程。

具體的不確定度分量如下：測(cè)量重復(fù)性引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur（rep）；標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur（p）；標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合線性方程引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur（c）；樣品處理過(guò)程中使用天平稱(chēng)量引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur（m）；樣品處理過(guò)程中定容體積引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur（v）[3-9]。

3 不確定度的評(píng)定

3.1 測(cè)量重復(fù)性引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur（rep）

獨(dú)立重復(fù)性測(cè)定飲料中乙?；前匪徕浐?次，測(cè)得數(shù)據(jù)如表1。

表1 樣品測(cè)定結(jié)果表

實(shí)驗(yàn)測(cè)得的標(biāo)準(zhǔn)偏差s按貝塞爾公式計(jì)算為：

由于在相同的試驗(yàn)條件下測(cè)8個(gè)樣品，取其平均值作為報(bào)告結(jié)果，為A類(lèi)評(píng)定，所以由重復(fù)性測(cè)量引入的不確定度分量為：

測(cè)量重復(fù)性引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur（p）

3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶液引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（sta）

實(shí)驗(yàn)室采用的為北京海岸鴻蒙標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)技術(shù)有限責(zé)任公司提供的1.00 mg·mL-1的乙?；前匪徕浫芤簶?biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，查標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書(shū)：相對(duì)擴(kuò)展不確定度為1%，k=2，為B類(lèi)評(píng)定，則標(biāo)準(zhǔn)溶液引入單位相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

3.2.2 量器校準(zhǔn)引入的不確定度

該過(guò)程中使用的一系列玻璃量器，JJG196-2006常用玻璃量器檢定規(guī)程中對(duì)其容量允許差有明確規(guī)定，按矩形分布換算成標(biāo)準(zhǔn)偏差，即標(biāo)準(zhǔn)不確定度[3]，由此可得量器校準(zhǔn)引入的相對(duì)不確定度見(jiàn)表2。

表2 量器校準(zhǔn)引入的不確定度表

由表2可知稀釋過(guò)程中量器校準(zhǔn)引入的合成相對(duì) 標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：urel（量器）

3.2.3 環(huán)境溫度變化引入的不確定度

實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境溫度很難準(zhǔn)確控制到20 ℃，室溫在±3 ℃變動(dòng)，此時(shí)液體的膨脹率明顯大于容量瓶的體積膨脹，因此只考慮前者[5]。水的體積膨脹系數(shù)為2.1×10-4，產(chǎn)生的體積變化為：±（量取體積×液體膨脹系數(shù)×ΔT），按其服從矩形分布考慮，k=，所以標(biāo)準(zhǔn)系列配制過(guò)程環(huán)境溫度變化引入的不確定度見(jiàn)表3。

表3 標(biāo)準(zhǔn)系列配制過(guò)程環(huán)境溫度變化引入的不確定度表

由表3可知標(biāo)準(zhǔn)系列配制過(guò)程環(huán)境溫度變化引入的合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

由3.2.1、3.2.2、3.2.3可知，標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合線性方程引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur（c）

分別對(duì)濃度為10.0、20.0、30.00、40.00、50.00 μg·mL-1以及100.00 μg·mL-1的6個(gè)乙酰磺胺酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)濃度測(cè)定6次，得到相應(yīng)的峰面積，用最小二乘法擬合，得到直線方程A=a+bC（a為截距，b為斜率）和相關(guān)系數(shù)R。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 標(biāo)準(zhǔn)曲線各濃度點(diǎn)的峰面積實(shí)測(cè)值及線性方程表

其中b=29.938 48，a=12.502 41，R=0.999 97。應(yīng)用該曲線進(jìn)行測(cè)量時(shí)，對(duì)樣品進(jìn)行了1次測(cè)量，即P=1，測(cè)得處理中乙?；前匪徕浀臐舛菴為53.12 μg·mL-1，則C的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

S（A）為參考標(biāo)準(zhǔn)峰響應(yīng)值A(chǔ)的不確定度，m為每個(gè)濃度點(diǎn)重復(fù)測(cè)定的次數(shù)，m=6；n為標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度點(diǎn)的數(shù)量，n=6；m（n-2）為自由度；P為C的測(cè)量次數(shù)，P=1；N為標(biāo)準(zhǔn)溶液的測(cè)定次數(shù)，N=36。

將測(cè)量結(jié)果帶入公式得：

S=5151.34

S(A)=7.95

u(c)=0.27 μg·mL-1

標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合線性方程引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：ur(c)=u(c)/C=5.08×10-3

3.4 天平稱(chēng)量引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur(m)

用百分之一天平進(jìn)行稱(chēng)量，其分度為0.01 g，稱(chēng)量樣品12.30 g，取均勻分布，引入不確定度分量u（m）=0.01/=5.77×10-3得

ur(m)=u(m)/m=4.69×10-4

3.5 定容體積引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur(v)

樣品用A級(jí)，50 mL單標(biāo)線容量瓶定容，定容過(guò)程中產(chǎn)生的不確定度有以下2個(gè)來(lái)源：①容量瓶體積校準(zhǔn)引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度。②溫度與校準(zhǔn)溫度不同引入的不確定度[6-7]。

3.5.1 容量瓶體積校準(zhǔn)引入的不確定度

A級(jí)，50 mL單標(biāo)線容量瓶其容量允許差為±0.05 mL，按矩形分布換算成標(biāo)準(zhǔn)偏差，即標(biāo)準(zhǔn)不確定度==0.05/=±0.029 mL；相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為±0.029 mL/50 mL=±5.80×10-4

3.5.2 溫度與校準(zhǔn)溫度不同引入的不確定度

水的體積膨脹系數(shù)為2.1×10-4，ΔT=3，產(chǎn)生的體積變化為：±（量取體積×液體膨脹系數(shù)×ΔT），按其服從矩形分布考慮，k=，所以標(biāo)準(zhǔn)系列配制過(guò)程環(huán)境溫度變化引入的不確定度為：±（50 mL×2.1×10-4×3）/=±1.82×10-2mL；相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為3.64×10-4。所以：

4 合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

以上各不確定度分量相互獨(dú)立、互不相關(guān)，由此可得合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(X)為：

5 擴(kuò)展不確定度

5.1 擴(kuò)展不確定度

擴(kuò)展不確定度可由合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度乘以包含因子，取置信水平95%，則k=2。

試樣中乙酰磺胺酸鉀含量測(cè)定的相對(duì)擴(kuò)展不確定度 u=urel(X)×k=0.044。

5.2 測(cè)量結(jié)果不確定度報(bào)告

表1中計(jì)算得試樣中乙?；前匪徕浐浚?/p>

X=216.598 mg·kg-1

故其擴(kuò)展不確定度：

U=216.598 mg·kg-1×0.044=9.530 mg·kg-1

乙?；前匪徕浐浚海?16.598±9.530）mg·kg-1。

6 結(jié)論

通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析，用高效液相色譜法測(cè)定飲料中乙酰磺胺酸鉀過(guò)程中，測(cè)定結(jié)果的不確定度主要來(lái)自于測(cè)量重復(fù)性、標(biāo)準(zhǔn)溶液配置過(guò)程和標(biāo)準(zhǔn)曲線。因此在用該法檢測(cè)樣品時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制試驗(yàn)條件，并確保實(shí)驗(yàn)室計(jì)量器具的準(zhǔn)確性。