氣相色譜法測(cè)定消毒劑中鄰苯二甲醛含量的不確定度評(píng)定

徐賢良 楊彬 陳璐 蘇冠民

鄰苯二甲醛（O-phthalaldehyde，OPA）是國(guó)內(nèi)外新型的高水平消毒劑，早在1994年就有報(bào)道[1]，1999年美國(guó)食品與藥品安全管理局（FDA）對(duì)其認(rèn)證后，其成為新型消毒劑在國(guó)外得到廣泛使用，因具有高效﹑廣譜﹑低腐蝕﹑刺激性小﹑使用濃度低等優(yōu)點(diǎn)[2]，特別在各種內(nèi)鏡消毒時(shí)，可縮短消毒時(shí)間，提高設(shè)備周轉(zhuǎn)效率，逐漸替代戊二醛消毒劑。

目前鄰苯二甲醛含量檢測(cè)方法主要有滴定法﹑紫外分光光度法﹑高效液相色譜法﹑氣相色譜法等[3-5]。本文參照2008版《消毒技術(shù)規(guī)范》[6]，對(duì)消毒劑中領(lǐng)苯二甲醛的含量進(jìn)行氣相色譜法測(cè)定﹑外標(biāo)法定量，并根據(jù)JJF1059—2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》[7]對(duì)消毒劑中鄰苯二甲醛含量的不確定度進(jìn)行分析評(píng)估，明確了測(cè)定過(guò)程中各個(gè)不確定度分量的來(lái)源并找出了影響準(zhǔn)確度的主要因素，為提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性提供了數(shù)據(jù)支持。

1 方法

1.1 測(cè)定方法及程序

1.1.1 儀器及試劑 Agilent 7890A氣相色譜儀（配FID檢測(cè)器）﹑DB-624 毛細(xì)管色譜柱（30 m× 0.32 mm ×1.8 μm）均購(gòu)于美國(guó)Agilent公司，Milli-QAdvantageA10超純水系統(tǒng)購(gòu)于美國(guó)Millipore密理博公司，ME204E電子天平購(gòu)于瑞士METTLER-TOLEDO公司，鄰苯二甲醛標(biāo)準(zhǔn)品（OPA，純度99%）購(gòu)于TOKYO CHEMICAL INDUSTRY CO.，LTD。

1.1.2 色譜條件 溫度：色譜柱溫度180℃，汽化室溫度250℃，F(xiàn)ID檢測(cè)器溫度250℃，柱流速：1.0 ml/min，分流比：30 : 1，氣體流量：氫氣40 ml/min，空氣450 ml/min，氮?dú)?0 ml/min;進(jìn)樣量 1 μl。

1.1.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線 準(zhǔn)確稱取鄰苯二甲醛標(biāo)準(zhǔn)品0.998 0 g，用50%乙醇溶液溶解，移入100 ml容量瓶中，用50%乙醇溶液定容至刻度，搖勻；配制成濃度為9.98 mg /ml標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，分別準(zhǔn)確吸取0.00﹑0.10﹑0.20﹑0.50﹑1.00 ml至10 ml容量瓶中，用50%乙醇溶液定容至刻度，搖勻。配成鄰苯二甲醛質(zhì)量濃度分別為0.00 mg/ml﹑0.099 8 mg/ml﹑0.199 6 mg/ml﹑0.499 mg/ml﹑0.998 g/L 的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液；在設(shè)定的色譜條件下分別取1.0 μl注入氣相色譜儀，記錄各次濃度的峰面積。以鄰苯二甲醛的含量為橫坐標(biāo)，以峰面積為縱坐標(biāo)制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.1.4 樣品處理 準(zhǔn)確吸取1.00 ml樣品于10 ml容量瓶中，加入50%乙醇定容至刻度，混勻，過(guò)膜，上機(jī)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性回歸方程﹑樣品的峰面積及稀釋倍數(shù)計(jì)算樣品中鄰苯二甲醛的含量。

1.2 數(shù)學(xué)模型

式中：C（C8H6O2）為樣品中鄰苯二甲醛有效成分質(zhì)量百分含量（%）；C1為由線性方程計(jì)算出的有效成分濃度，g/L；V是樣品定容體積，ml；W是樣品實(shí)際取樣量，g。

1.3 不確定度分量的識(shí)別﹑分析和量化

按照數(shù)學(xué)模型和方法概要，測(cè)定過(guò)程中的不確定來(lái)源有：

（1）重復(fù)性試驗(yàn)uArei。

（2）樣品體積V1引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度uB1rel。

（3）稀釋樣品體積V引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度uB2rel。

（4）標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度uB3rel；配制標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度uB4rel和標(biāo)準(zhǔn)曲線的校準(zhǔn)擬合引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度uB5rel。

（5）進(jìn)樣體積引入的相對(duì)不確定度分量uB6rel。

2 結(jié)果

2.1 不確定度來(lái)源及量化

2.1.1 測(cè)量重復(fù)性u(píng)Arei對(duì)樣品溶液進(jìn)行平行雙樣測(cè)定，取平均值作為測(cè)量結(jié)果，根據(jù)方法試驗(yàn)得到重復(fù)測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差S為0.061 78 mg/ml，則平均值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uA==0.043 69 mg/ml，uAreL=0.043 69 mg/ml÷6.22 mg/ml=0.70%。

2.1.2 取樣體積uB1rel1 ml刻度吸管引入的不確定度有三個(gè)分量，分別為刻度吸管最大允許誤差﹑重復(fù)性取樣﹑實(shí)驗(yàn)室溫溫差引入的不確定度。其中重復(fù)性取樣引入的不確定度分量已經(jīng)包括在測(cè)定重復(fù)性的uArei中，不需再單獨(dú)評(píng)定，只需評(píng)定另外兩個(gè)分量。

對(duì)1 ml A級(jí)刻度吸管，依據(jù)檢定規(guī)定，最大允許誤差為±0.008 ml，按矩形分布計(jì)算刻度吸管校正引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度=0.008 ml÷=0.004 6 ml。實(shí)驗(yàn)室溫差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：實(shí)驗(yàn)室溫差在±3℃范圍內(nèi)變化，（1 ml×3℃×2.1×10-4/℃）=0.000 63 ml。按矩形分布計(jì)算，則溫差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度=0.000 63÷=0.000 36 ml。

這兩項(xiàng)不確定分量引起的體積V1的不確定度為：u（V1）

2.1.3 樣品稀釋體積uB2rel對(duì)于10 ml A級(jí)容量瓶，10 ml A級(jí)容量瓶的最大允許誤差為±0.01 ml，按三角分布計(jì)算，則容量瓶校正引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度=0.01÷=0.004 ml。

溫差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：（10 ml×3℃×2.1×10-4/℃）=0.006 3 ml。按矩形分布計(jì)算，則溫差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度=0.006 3÷=0.003 6 ml。

這兩項(xiàng)不確定度分量引起的體積V的不確定度為：u（V）

2.1.4 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引起的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度UB3rel（1）標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)純度的不確定度：鄰苯二甲醛標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)于TOKYO CHEMICAL INDUSTRY CO.，LTD，其純度為99%以上，按矩形分布計(jì)算，其對(duì)照品純度的不確定度=（1-0.99）/=5.77×10-3。（2）十萬(wàn)分之一天平的示值不確定度：天平說(shuō)明書顯示稱量允許誤差為±0.1 mg，按矩形分布計(jì)算，示值不確定度=0.1/=0.058 mg。（3）稱量引入的不確定度：天平說(shuō)明書顯示稱量重復(fù)性（標(biāo)準(zhǔn)偏差）≤0.05 mg，則其引入的不確定度=0.05 mg，鄰苯二甲醛取樣量為0.998 0 g，則標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引起的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

2.1.5 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引起的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度uB4rel標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液稀釋使用了1 ml移液管和10 ml﹑100 ml容量瓶，引入的不確定度計(jì)算如下。

（1）容量瓶引入的不確定度

校準(zhǔn)：100 ml A級(jí)容量瓶的最大允許偏差為±0.1 ml，按三角分布計(jì)算，引入的不確定度=0.1/=0.041 ml。

重復(fù)性：重復(fù)吸取實(shí)驗(yàn)用水10次，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.07 ml，其不確定度=0.07 ml。

溫度：由于實(shí)驗(yàn)室溫差范圍為（20±5）℃，按矩形分布計(jì)算，其不確定度=（100×5×2.1×10-4）/=0.06 ml。

（2）10 ml容量瓶使用不確定度

“是的，反抗高貴的喵星族，只有一條路?！边餍秋w鼠大使的聲音在空中回蕩著，“那就是——死路。”他說(shuō)著，瞬間便躥到壺天曉面前，一個(gè)前勾爪正中壺天曉的胸口，震得壺天曉一直退到一塊突起的巖石旁才停下來(lái)。

校準(zhǔn)：10 ml容量瓶的最大允許偏差為±0.02 ml，按三角分布計(jì)算，引入的不確定度=0.02/=0.008 ml。

重復(fù)性：重復(fù)吸取實(shí)驗(yàn)用水10次，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.017 ml，其不確定度=0.017 ml。

溫度：由于實(shí)驗(yàn)室溫差范圍為（20±5）℃，按矩形分布計(jì)算，其不確定度

10 ml容量瓶引入的不確定度=0.020 ml。

（3）1 ml移液管使用不確定度

校準(zhǔn): 1 ml A級(jí)移液管的最大允許偏差為±0.007 ml，按三角分布計(jì)算，則引入的不確定度=0.007/=2.86×10-3ml。

重復(fù)性: 重復(fù)吸取實(shí)驗(yàn)用水10次，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.007 ml，其不確定度=0.007 ml。

溫度: 由于實(shí)驗(yàn)室溫差范圍為（20±5）℃，按矩形分布計(jì)算，其不確定度 =（1×5×2.1×10-4）/ =6.06×10-4ml。

因此，標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引起的相對(duì)不確定度為：

2.1.6 標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合帶來(lái)的不確定度分量UB5rel重復(fù)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)系列中每個(gè)濃度三次，按最小二乘法原理進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合，鄰苯二甲醛的校準(zhǔn)曲線：y=273.08x+1.5428，r=0.9999。

曲線擬合引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算公式為：

式中：SR：標(biāo)準(zhǔn)系列響應(yīng)信號(hào)殘差的標(biāo)準(zhǔn)差。

n2：標(biāo)準(zhǔn)系列的測(cè)定次數(shù)。

n1：樣品中待測(cè)物質(zhì)濃度 的測(cè)定次數(shù)。

標(biāo)準(zhǔn)系列的平均濃度，。

——參與擬合的每一次測(cè)量的每一標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度。

——待測(cè)物含量。

標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為 uB5=0.020 0，uB5rel=0.020 0÷6.22×100%=0.32% 。

2.1.7 進(jìn)樣體積引入的不確定度分量uB6rel采用微量注射器進(jìn)樣，根據(jù)JJG700-2016《氣相色譜儀檢定規(guī)程》附錄A《微量注射器的校準(zhǔn)》[8]的規(guī)定，每個(gè)體積點(diǎn)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)該控制在1%以內(nèi)，按矩形分布計(jì)算，uB7rel=1%/=0.58%。

2.2 計(jì)算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度及擴(kuò)展不確定度

根據(jù)數(shù)學(xué)模型計(jì)算鄰苯二甲醛的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

2.3 樣品檢測(cè)結(jié)果

經(jīng)檢測(cè)，消毒劑中鄰苯二甲醛含量為：。

3 討論

本研究采用外標(biāo)法對(duì)消毒劑中鄰苯二甲醛含量測(cè)定結(jié)果不確定度的來(lái)源進(jìn)行分析及評(píng)估。和內(nèi)標(biāo)法比較，方法簡(jiǎn)單且成本低，從而簡(jiǎn)化了不確定度評(píng)估過(guò)程。本研究得出引起結(jié)果不確定度的主要原因是標(biāo)準(zhǔn)溶液配置和測(cè)量重復(fù)性，其次是樣品的處理和標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合。本研究使用經(jīng)山東計(jì)量院檢定合格的氣相色譜儀，在儀器穩(wěn)定后對(duì)標(biāo)準(zhǔn)及樣品進(jìn)行檢測(cè)，儀器穩(wěn)定性引入的隨機(jī)誤差可有重復(fù)進(jìn)樣消除，因此可忽略其對(duì)結(jié)果不確定度的影響。該測(cè)定方法本身非常準(zhǔn)確可靠，由于隨機(jī)誤差對(duì)結(jié)果不確定度影響很大，應(yīng)特別注意檢測(cè)過(guò)程中標(biāo)準(zhǔn)系列的配制，人員操作熟練程度等影響合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的關(guān)鍵因素。

當(dāng)今國(guó)內(nèi)外已廣泛采用不確定度來(lái)表征測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量，在消毒產(chǎn)品的衛(wèi)生監(jiān)督執(zhí)法及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)，測(cè)量不確定度的研究對(duì)其質(zhì)量的控制具有及其重要的意義，在檢測(cè)過(guò)程中重視不確定度來(lái)源，降低測(cè)定的不確定度，可有效保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。該檢測(cè)方法和不確定度分析方法也可用于其他產(chǎn)品中鄰苯二甲醛的不確定度分析，且適用于類似實(shí)驗(yàn)的不確定度分析。

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