高效液相色譜法測(cè)定化妝品中羥苯丙酯含量的不確定度評(píng)價(jià)

吳查青

（麗水市食品藥品與質(zhì)量技術(shù)檢驗(yàn)檢測(cè)院藥品中心 浙江麗水 323000）

1 前言

在化學(xué)分析中，經(jīng)常遇到分析結(jié)果處于標(biāo)準(zhǔn)限度要求的邊緣或者檢測(cè)結(jié)果比較小的情況，這個(gè)時(shí)候，對(duì)于數(shù)據(jù)的可信程度，除了采取加標(biāo)回收、隨行質(zhì)控樣品之外，也常用測(cè)量不確定度來(lái)表征數(shù)據(jù)的離散程度。使用擴(kuò)展不確定度，對(duì)可疑或已知存在的誤差進(jìn)行評(píng)定，代表測(cè)量結(jié)果的定量特征的可能性。它賦予了測(cè)量結(jié)果可能的結(jié)果范圍，是評(píng)判邊緣數(shù)據(jù)的合理參數(shù)。但是GB/T 27418—2017《測(cè)量不確定度的評(píng)定和表示》[1]中，只給出了采取直接測(cè)量方式的物理參數(shù)類結(jié)果的測(cè)量不確定度評(píng)定通用規(guī)定和實(shí)例，并未對(duì)化學(xué)分析類的測(cè)量不確定度給出較為明確的評(píng)定規(guī)則和步驟。新發(fā)布的CNASGL006-2019《化學(xué)分析中不確定度的評(píng)估指南》[2]對(duì)于如何評(píng)定化學(xué)分析不確定度進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。本文按照該指南，對(duì)用高效液相色譜法測(cè)定化妝品中羥苯丙酯含量的不確定度進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)SN/T 4598—2016《化妝品安全技術(shù)規(guī)范》[3]，通過(guò)對(duì)高效液相法測(cè)定羥苯丙酯含量，并進(jìn)行不確定度評(píng)價(jià)的研究，查閱文獻(xiàn)資料[4-6]找到影響高效液相色譜法測(cè)定化學(xué)成分含量的過(guò)程中影響不確定度的因素，計(jì)算各個(gè)不確定影響因素對(duì)不確定度的相對(duì)貢獻(xiàn)，并進(jìn)行合成。本方法對(duì)高效液相色譜法測(cè)定羥苯丙酯的測(cè)量不確定度評(píng)定提供參考模型，普遍適用于對(duì)于高效液相方法測(cè)定的化學(xué)分析，具有較高的實(shí)用性，對(duì)于其他化學(xué)分析方法也具有借鑒參考價(jià)值。

2 試驗(yàn)部分

2.1 儀器與試劑

高效液相色譜儀（安捷倫1260，配二極管陣列檢測(cè)器）；超純水（密理博Advange-10），甲醇（默克，色譜純）；羥苯丙酯（中國(guó)食品藥品檢定研究院）；索氏提取器；樣品為檸檬潤(rùn)唇膏（上海天馨化妝品有限公司）。

2.2 分析步驟

稱取樣品2 g 于具塞比色管中，加甲醇至10 mL，振搖，超聲提取 15 min，離心，經(jīng) 0.45 μm 孔徑的濾膜過(guò)濾，濾液作為待測(cè)溶液，供HPLC 檢測(cè)，以標(biāo)準(zhǔn)曲線定量。

3 測(cè)量不確定度的評(píng)定

3.1 數(shù)學(xué)模型

羥苯丙酯含量的計(jì)算見(jiàn)下式:

其中，X—試樣中羥苯丙酯的含量；Ax—試樣中羥苯丙酯的峰面積；A0—羥苯丙酯標(biāo)準(zhǔn)品的峰面積；Mx—稱取的試樣重量；M0—稱取的標(biāo)準(zhǔn)品重量；Vx—試樣的稀釋體積；V0—標(biāo)準(zhǔn)品溶液的稀釋體積；p—標(biāo)準(zhǔn)品純度。

3.2 測(cè)量不確定度的來(lái)源分析

（1）試樣稱量的不確定度；

（2）試樣的稀釋時(shí)引入的不確定度；

（3）標(biāo)準(zhǔn)品稱量引入的不確定度；

（4）標(biāo)準(zhǔn)品稀釋引入的不確定度；

（5）高效液相色譜儀引入的不確定度；

（6）標(biāo)準(zhǔn)品純度引入的不確定度。

3.3 各分量不確定度的計(jì)算

3.3.1 標(biāo)準(zhǔn)品溶液配制引入的不確定度

精密稱取10 mg 羥苯丙酯標(biāo)準(zhǔn)品至于10 mL 量瓶中，用甲醇溶解并稀釋至刻度，搖勻，精密量取1 mL 至于20 mL 量瓶中。

（1）標(biāo)準(zhǔn)品純度的不確定度:羥苯丙酯標(biāo)準(zhǔn)品由中國(guó)食品藥品檢定研究院提供，純度100%，分散區(qū)間半峰寬α=0.05%，按均勻分布計(jì)算，純度的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（p）=0.05%/30.5=0.029%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（p）=0.029%/100%=2.90×10-4。

（2）由標(biāo)準(zhǔn)品稱量引入的不確定度:所用十萬(wàn)分之一電子天平精度為0.01 mg，最大允差為±0.1 mg，電子天平稱量數(shù)據(jù)符合平均分布，包含因子不確定度u(Wr)=0.1 mg/30.5=5.774×10-2mg，標(biāo)準(zhǔn)品稱樣量為11.10 mg，采用減量法稱重，天平的不確定度計(jì)算2 次，可得到相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(Wr) =(2×5.774×10-2）0.5/11.10=7.356×10-3。

（3）標(biāo)準(zhǔn)品溶液稀釋引入的的不確定度:標(biāo)準(zhǔn)品溶液配制過(guò)程中的不確定度來(lái)源于容量瓶的體積不確定度和定容時(shí)的度數(shù)誤差，還有移液時(shí)移液槍引入的不確定度。分析如下:

10 mL 和20 mL 單標(biāo)線容量瓶體積的不確定度來(lái)自于校準(zhǔn)時(shí)的準(zhǔn)確度，實(shí)驗(yàn)所用容量瓶均為A級(jí)，10 mL A 級(jí)容量瓶的法定允差為±0.020 mL，考慮實(shí)際工作中極端值不易出現(xiàn)，中心區(qū)的分布幾率大于極值，因此按照三角分布進(jìn)行計(jì)算，取包含因子k=不確定度u(r10mL)1=0.02mL/60.5=8.166×10-3mL，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(r10 mL)1=8.166×10-3/10=8.166×10-4。10 mL 容量瓶定容時(shí)的讀數(shù)誤差為±0.005 mL，按三角分布計(jì)算，不確定度u(r10 mL)2=0.005 mL/60.5=2.042×10-3mL，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為urel(r10 mL)2=2.042×10-3/10=2.042×10-4。

20 mL A 級(jí)容量瓶的法定允差為±0.030 mL，按照三角分布進(jìn)行計(jì)算，不確定度u(r20 mL)1=0.03 mL/60.5=1.225×10-2mL，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(r20 mL)1=1.225×10-2/20=6.125×10-4。20 mL 容量瓶定容時(shí)的讀數(shù)誤差為±0.005mL，按三角分布計(jì)算，不確定度u(r20mL)2=0.005 mL/60.5=2.042×10-3mL，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為 urel(r20 mL)2=2.042×10-3/20=1.021×10-4。

1000μL 的移液槍經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)，擴(kuò)展不確定度為7μL，k=2，則相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度 urel（1 000 μL）=7/1 000=7×10-3。

合成以上不確定度來(lái)源，標(biāo)準(zhǔn)品溶液引入的相對(duì)不確定度 urel（Vr）=[urel(r10 mL)12+urel(r10 mL)22+urel(r20 mL)12+urel(r20 mL)22+urel（1 000 μL）2]0.5=[（8.1662×10-4+（2.042×10-4）2+（6.125×10-4）2+（1.021×10-4）2+（7×10-3)2]0.5=7.078×10-3。

3.3.2 樣品溶液配制引入的不確定度

（1）由樣品稱量引入的不確定度:測(cè)量不確定度的分析同3.3.1，所用萬(wàn)分之一電子天平精度為0.1 mg，最大允差為±0.5 mg，按照平均分布，包含因子不確定度 u(Ws)=0.5 mg/30.5=2.887×10-1mg，樣品稱樣量為 2 006.1 mg、2 011.5 mg，采用減量法稱重，天平的不確定度計(jì)算2 次，則相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(Ws)=[2×（2.887×10-1）2]0.5/1 006.1=4.058×10-4。

（2）由樣品稀釋引入的不確定度:過(guò)程分析同3.3.1，體積校準(zhǔn)引入的不確定度u（s10 mL）1=0.02 mL/60.5=8.166×10-3mL，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度 urel（s10 mL）1=8.166×10-3/10=8.166×10-4。讀數(shù)引入的不確定度 u（s10mL）2=0.005mL/60.5=2.042×10-3mL，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為urel(s10 mL)2=2.042×10-3/10=2.042×10-4。合成體積校準(zhǔn)和讀數(shù)引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度，urel（Vs）=[urel（s10mL）12+urel(s10 mL)22]0.5=[（8.166×10-4）2+（2.042 ×10-4）2]0.5=8.417×10-4。

3.3.3 由高效液相色譜儀引入的不確定度

取同一份樣品溶液，連續(xù)進(jìn)樣10 次，所測(cè)10 次結(jié)果的平均值為3 625，標(biāo)準(zhǔn)偏差為28.85，根據(jù)Bessel 公式計(jì)算得到，不確定度u(A)=28.85，相對(duì)不確定度 urel(A) =28.85/3 625=7.959×10-3。

3.4 不確定度的合成

3.4.1 不確定分量匯總表

將上述分析的各個(gè)不確定度分量匯總，便于更加直觀地比較在理化試驗(yàn)過(guò)程中哪個(gè)分量的不確定度更加重要，詳見(jiàn)表1。

表1 各不確定度分量匯總

3.4.2 合成各分量不確定度

標(biāo)準(zhǔn)品溶液和樣品溶液分別進(jìn)樣，故高效液相色譜儀引入的不確定度要計(jì)算2 次，羥苯丙酯含量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度 urel（X）=[urel（p）2+urel（Wr）2+urel（Vr）2+urel(Ws)2+urel（Vs）2+2×urel（A）2]0.5=[（2.90×10-4）2+（7.356×10-3）2+（7.078×10-3）2+（4.058×10-4）2+（8.417×10-4）2+2×（7.959×10-3）2]0.5=1.523×10-2，經(jīng)計(jì)算，試驗(yàn)所得羥苯丙酯的含量為769.5 μg/g，則含量的合成不確定度 U（X）=769.5 μg/g×（1.523×10-2）=11.7 μg/g。

3.5 擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

取包含因子k=2(近似95%置信概率)，則羥苯丙酯含量擴(kuò)展不確定度 U=2U（X）=2×11.7 μg/g=23.4 μg/g。

3.6 結(jié)果表示

羥苯丙酯含量為 X=（769.5±23.4）μg/g（k=2）。

4 討論

通過(guò)本方法的分析，可見(jiàn)各個(gè)不確定度分量中，不確定度的主要來(lái)源是標(biāo)準(zhǔn)品的稱量、稀釋以及儀器帶來(lái)的測(cè)量誤差，而樣品稱量及稀釋的影響較小。分析原因，標(biāo)準(zhǔn)品的稱樣量太少，稀釋步驟多，而樣品的稱樣量大，稀釋步驟少?？梢缘贸鼋Y(jié)論:加大標(biāo)準(zhǔn)品的稱樣量，在前處理過(guò)程中盡量減少稀釋步驟，并保養(yǎng)維護(hù)好儀器設(shè)備，使之更加穩(wěn)定，可以降低不確定度。

本文根據(jù)CNAS-GL006—2019 《化學(xué)分析中不確定度的評(píng)估指南》，建立了羥苯丙酯含量的測(cè)量不確定度的評(píng)估方法，對(duì)于羥苯丙酯含量給出的擴(kuò)展不確定度為3.0%，在理化檢測(cè)領(lǐng)域，此結(jié)果屬于合理范圍，已經(jīng)充分包含了儀器、人員、量具、操作等方面的所帶來(lái)的不準(zhǔn)確因子。