考慮數字修約來源的甘露醇熔點測定不確定度評定

趙榮梅，蔡 陽，李海芳

(新疆維吾爾自治區(qū)藥品檢驗研究院，中藥(維藥)質量控制重點實驗室，新疆 烏魯木齊 830054)

熔點是物質的一種物理性質，是固體將其物態(tài)由固態(tài)轉變(熔化)為液態(tài)的溫度。在一定壓力下，物質的初熔至全熔的溫度不超過0.5～1 ℃(即熔距)。但如混有雜質則其熔點下降，且熔距也較長。因此，熔點是純度測定的重要方法之一[1]。

按《中國藥品檢驗標準操作規(guī)程》(2010年版)“熔點測定法7結果與判定”的規(guī)定，測定結果的數據應按修約間隔為0.5進行修約，當標準規(guī)定的熔點范圍，其有效數字的定為為個位數時，則其測定結果的數據應按修約間隔為1進行修約，即一次修約到標準規(guī)定的個位數[2]。在實驗操作過程中，通過肉眼觀察，物質初溶和終熔狀態(tài)不容易判斷，當測定結果在標準規(guī)定邊緣時就很難準確判定其是否符合藥典要求。本次評定中，作者參考JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》、CNAS-CL07:2011《測量不確定度的要求》及有關文獻[3-5]，對甘露醇熔點測定的不確定度分量進行了量化分析，考慮到測定結果數字修約帶來的不確定度貢獻，建立了熔點測定的不確定評定方法，以提高測定結果的準確性和可靠性。

1 實 驗

1.1 儀器與試藥

熔點測定用毛細管(一端封熔，內徑0.9～1.1 mm，壁厚0.10～0.15 mm，長度120 mm)，華西醫(yī)科大學儀器廠；全自動熔點儀(測量范圍0～300 ℃)，濟南海能儀器股份有限公司；電熱鼓風干燥箱，上海一恒科技有限公司；電子天平(d=0.01 mg)，梅特勒-托利多公司。

甘露醇(熔點用標準物質：磺胺 GBW(E)130137a，批號：F142D)。

1.2 方法依據

依據《中國藥典》2020年版二部甘露醇性狀項下熔點，及四部通則0612熔點測定法“第一法測定易粉碎的固體藥品”B.電熱塊空氣加熱法進行測定。標準規(guī)定甘露醇熔點限度為166～170 ℃。

1.3 實驗步驟

熔點測定流程圖見圖1。

實際操作各步驟如下：

(1)取少量供試品，置于瑪瑙研缽中，充分研細；

(2)將研細的供試品置于稱量瓶中，按照干燥失重的條件(105 ℃)干燥至恒重；

(3)取干燥后的供試品適量，置熔點測量用毛細管中，借助長度為50 cm的潔凈玻璃管，垂直放在表面皿上，將毛細管自上口放入使自由落下，反復數次，使粉末緊密集結在毛細管的熔封端。裝入供試品的高度為3 mm。

圖1 熔點測定流程圖Fig.1 Flow chart of melting point determination

(4)取熔點標準物質-磺胺(165.30 ℃,1.0 ℃/min)，按照步驟(2)、(3)方法裝入熔點測定用毛細管中。

(5)將儀器加熱塊溫度調至150 ℃，將裝有熔點標準物質的毛細管插入加熱塊中，繼續(xù)加熱，調節(jié)升溫速率為每分鐘上升1.0～1.5 ℃，記錄熔點標準物質在初熔至全熔時的溫度,重復測定3次，取其平均值，即得校正數據。

(6)將裝有供試品的毛細管插入加熱塊中，按照步驟(5)中方法進行測定，記錄供試品在初熔至全熔時的溫度，取其平均值。正常測定時重復測定3次，分別代入校正數據后求平均值。

1.4 測定結果

本次檢測結果見表1、表2。

表1 校正測定結果數據Table 1 Calibration results (℃)

表2 甘露醇熔點測定結果數據Table 2 Results of melting point (℃)

按《中國藥品檢驗標準操作規(guī)程》(2010年版)“熔點測定法 7結果與判定”的規(guī)定：測定結果的數據應按修約間隔為0.5進行修約，即0.1～0.2 ℃舍去，0.3～0.7 ℃修約為0.5 ℃，0.8～0.9 ℃進為1 ℃；并以修約后的數據報告。但當標準規(guī)定的熔點范圍，其有效數字的定位為個位數時，則其測定結果的數據應按修約間隔為 1 進行修約，即一次修約到標準規(guī)定的個位數。則168.83 ℃修約為169 ℃。

2 不確定度分量來源分析

不確定度來源中，各分量間沒有明確的函數關系，近似當作線性疊加處理，測量模型如下：

T’=T+T修約+TR

(1)

其中：

T=T測量-T校正

(2)

式(1)、式(2)中：

T’——考慮重復性影響后甘露醇的熔點，℃；

T——甘露醇的熔點，℃；

T修約——甘露醇熔點測量修約引入的修正值(其值為零，不確定度非零)，℃；

TR——甘露醇熔點測量重復性影響的修正值(其值為零，不確定度非零)，℃；

T測量——甘露醇熔點測量值，℃；

T校正——標準物質校正值，℃。

依據檢驗方法和數學模型，分析甘露醇熔點測定過程中引入不確定度的來源，結果詳見圖2。

圖2 不確定度來源因果圖Fig.2 Causal map of uncertainty source

3 不確定度各分量的量化分析

3.1 全自動熔點儀測量引入的不確定度 u(T測量)

全自動熔點儀的測量值引入的不確定度由全自動熔點儀示值誤差和分辨率引入，二者不相關，則：

(3)

3.1.1 全自動熔點儀示值誤差引入的u(T示值)

查看全自動熔點儀的檢定證書，測量范圍為(0～300)℃，標準擴展不確度為0.20 ℃，k=2，則：

(4)

3.1.2 全自動熔點儀分辨率引入的u(T分辨率)

全自動熔點儀最小讀數可讀至0.01 ℃，則最小分辨率為0.01 ℃/2=0.005 ℃，認為分辨率引入的不確定度為矩形分布，則：

(5)

將式(4)、式(5)代入式(3)得：

(6)

3.2 熔點校準引入的u(T校正)

查看熔點標準物質認定證書，磺胺的標準擴展不確定度為U=0.15 ℃，k=2，認為服從矩形分布，則：

(7)

3.3 數字修約引入的u(T修約)

按《中國藥品檢驗標準操作規(guī)程》(2010年版)“熔點測定法 7結果與判定”的規(guī)定：測定結果的數據應按修約間隔為0.5進行修約，當標準規(guī)定的熔點范圍，其有效數字的定位為個位數時，則其測定結果的數據應按修約間隔為 1 進行修約，即一次修約到標準規(guī)定的個位數。本文標準規(guī)定甘露醇熔點限度為166～170 ℃。則修約的半寬a=0.5，按照均勻分布，則：

(8)

3.4 考慮重復測量引入的u(TR)

按照實驗步驟測定甘露醇熔點，重復性數據見表3。

表3 重復性實驗數據Table 3 Results of repetitive experiment(℃)

用貝塞爾公式計算標準差為：

(9)

正常測定三份平行樣品，故：

(10)

4 合成標準不確定度的評定

將式(6)和式(7)代入得：

=0.125 ℃

(11)

因此，標準不確定度為：

=0.315 ℃

(12)

5 擴展不確定度的評定

取包含因子k=2，擴展不確定度為：

U=uc(T’)×k=0.315×2=0.63 ℃≈1 ℃

(13)

6 測量報告結果

甘露醇熔點測定的結果為：(169±1)℃，k=2。

7 結 論

本實驗室在長期的檢驗檢測過程中發(fā)現熔點測定時，按《中國藥品檢驗標準操作規(guī)程》的要求，其數字修約對測定結果的影響較大。但查閱相關文獻，未發(fā)現考慮數字修約引入的誤差。因此，本次對甘露醇熔點測定的不確定度評價分析，將實驗過程各個環(huán)節(jié)引入的不確定度來源，包括最終數字修約引入不確定度來源均考慮在內。為質量檢驗過程中的限度邊緣值提供有效的參考范圍，可有效控制樣品分析的準確性，保證檢驗結論的正確。