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超高效液相色谱法测定糕点中丙酸钙含量的测量不确定度评定
【来源/作者】中国计量报 【更新日期】2015-06-09

一、材料方法

1.材料与试剂

超高效液相色谱仪:美国Waters公司;KQ2200超声波清洗器:昆山市超声仪器有限公司;TGL-16A高速离心机:长沙平凡仪器仪表有限公司;丙酸钙纯度标准物质GBW(E)100078,样品编号为07001:自中国计量科学研究院购买。

2.方法

(1)样品的处理与测定

准确称取捣碎混匀的糕点5.0446g至100mL烧杯中,加水20mL,加入1mol/L磷酸溶液0.5mL,混匀,经超声浸提10min后,用1mol/L磷酸溶液调pH值至3左右,转移试样至50mL容量瓶中,用水定容至刻度,摇匀。将试样全部转至50mL具塞塑料离心管中,以8000r/min离心10min,取上清液,经0.45μm微孔水相滤膜过滤后,进行高效液相色谱测定。

(2)色谱条件

色谱柱:Waters C18(50mm×2.1mm,1.7μm);流动相:1.5g/L磷酸氢二铵溶液,pH值:3.0;流速:0.3mL/min;柱温:25℃;进样量:5.00μL;检测波长:214nm。

3.标准配制

准确称取丙酸钙标准物质0.63g,用水定容于50mL容量瓶中,配制成10mg/mL的标准贮备液。准确吸取5.0mL标准贮备液于50mL容量瓶中,用水稀释至刻度,配制成1.0mg/mL的标准工作液。再吸取标准工作液0.25mL、0.5mL、1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL至10mL容量瓶中,分别加入1mol/L磷酸溶液0.2mL,用水定容至10mL,混匀。其丙酸标准溶液的最终浓度分别为0.025mg/mL、0.05mg/mL、0.1mg/mL、0.2mg/mL、0.3mg/mL、0.4mg/mL,经0.45μm微孔水相滤膜过滤后,进行高效液相色谱测定。以浓度为横坐标,以峰面积为纵坐标,绘制标准曲线。

二、数学模型

根据样品测定方法建立的不确定度数学模型如下:


式中:X——样品中丙酸钙含量(以丙酸计),g/kg;c——由标准曲线得出的样液中丙酸的浓度,mg/mL;V——样液最后定容体积,mL;m——样品质量,g;f——稀释倍数;R——回收率。

三、测量不确定度的分析与评定

1.标准溶液浓度产生的相对标准不确定度urel(c)(见表1)

缺插图!

<CTSM>表1标准溶液浓度产生的不确定度分量表</CTSM>

(1)丙酸钙标准物质的相对标准不确定度urel(P)

根据标准物质证书提供的丙酸钙纯度为99.7%,相对扩展不确定度为0.6%(k=2),则urel(P)=3×10-3

(2)丙酸钙标准物质称量产生的相对标准不确定度urel(m1)

因配置丙酸钙标准溶液需称取0.63g丙酸钙标准物质,实际称得0.6301g。称量不确定度来自两个方面:

第一,称量变动性,根据提供的天平资料显示,其变动性标准偏差为0.1mg,则其不确定度为


第二,天平校准产生的不确定度,按检定证书给出的称量误差为±0.1mg,则其不确定度为


此两项合成得出丙酸钙标准称量产生的相对标准不确定度为


(3)丙酸钙标准物质定容体积产生的相对标准不确定度urel(V50)

试验在常温下进行,一般温度变幅不超过2℃,且水的体积膨胀系数较小,因此,水的体积膨胀带来的不确定度可以忽略不计。因此,标样定容到50mL容量瓶所引起的相对标准不确定度分量主要包括两部分:

①容量瓶体积的相对标准不确定度分量u1rel(V50)

按照JJG196-2006《常用玻璃量器》检定规程的规定,20℃时50mL容量瓶(A级)的容量允差为±0.05mL,按照矩形分布计算标准偏差


②充满液体至刻度的变动性引起的相对标准不确定度分量u2rel(V50)

充满50mL容量瓶10次,然后称量,忽略称量的极小偏差,得到50mL容量瓶容积的重复性标准偏差


此上述两项合成为定容的相对标准不确定度:


(4)丙酸钙标准物质稀释体积产生的相对标准不确定度urel(稀释)

将标准贮备液10mg/mL稀释至工作标准液1.0mg/mL,用5mL刻度移液管吸取(5~50)mL到容量瓶中。此不确定度来自两个分量:

①5mL刻度移液管:按照JJG196-2006《常用玻璃量器》检定规程的要求,20℃时5mL单标线(A级)的容量允差为±0.015mL,按照矩形分布计算标准偏差


②50mL容量瓶的相对标准不确定度,同三、1.(3)中标准溶液定容体积产生的不确定度,为9.86×10-4

此两项合成为标准溶液稀释时产生的相对标准不确定度:


标准溶液浓度产生的相对不确定度:


2.糕点样品称样产生的不确定度urelm(样)〕

根据方法需要称糕点样品,糕点样品的质量为5.0446g,称量不确定度来自两个方面:

①称量变动性

根据提供的天平资料显示,其变动性标准偏差为0.1mg,其不确定度为


②天平校正产生的不确定度

按检定证书给出的称量误差为±0.1mg,其不确定度为


此两项合成得出糕点样品称量产生的不确定度为


3.样品定容体积产生的相对标准不确定度urel(V50)

将样品定容于50mL容量瓶中,不确定度同三、1.(3)中标准溶液定容体积产生的不确定度,为

urel(V50)=9.86×10-4

4.样品重复测定产生的相对标准不确定度urel(样)

对某一试样进行8次重复测定,结果如表2所示。计算结果:平均值为0.57g/kg,标准偏差为7.56×10-3,RSD为1.33%,不确定度为2.67×10-3,相对标准不确定度为4.45×10-3。用回收率校正,结果则为0.57÷0.953=0.60g/kg,进而得出

缺插图!

<CTSM>表2样品重复测定结果</CTSM>


5.校准曲线线性拟合的相对标准不确定度urel(曲线)

校准曲线拟合的相对标准不确定度是通过对空白和标准系列进行两次重复测定,空白溶液调零,测得其峰面积,它包含了峰面积重复测量引入的相对标准不确定度、标准溶液进样量引入的相对标准不确定度、仪器数据处理系统引入的相对标准不确定度和曲线拟合相关性引入的相对标准不确定度,测定结果如表3所示。

缺插图!

<CTSM>表3校准曲线拟合数据</CTSM>

样品测量的估计值是由实验数据用最小二乘法拟合的直线得到的,其拟合校准曲线参数的相对标准不确定度可以利用统计程序计算获得。根据测量数据,用线性回归方程y=a+bx求出校准曲线,由最小二乘法分别得到拟合直线的斜率b和截距a:


峰面积测量的标准偏差:


应用该曲线进行测量时,对被测样品处理液测量8次,即p=8,测得样品处理液中丙酸钙的最佳估计值为0.06mg/mL,则校准曲线拟合的标准不确定度为


式中:s——峰面积测量的标准偏差;b——校准曲线的斜率,456599;p——样品测定次数,本实验为8;n——校准溶液的测定次数,本实验为12;sxx——标准溶液浓度残差的平方和,本实验为0.11;c0——样品处理液丙酸钙浓度的最佳估计值,0.06mg/mL;——标准溶液的平均浓度,0.1792mg/mL。

校准曲线线性拟合的相对不确定度:


6.回收率产生的相对不确定度urel(回收率)

在样品中加入1.0mg/mL丙酸钙标准应用液进行回收率实验,6次样品添加回收率的测定结果为96%、92%、92%、104%、94%、94%。平均回收率,标准偏差


则相对标准不确定度为


四、合成不确定度评定

由表4中的各相对标准不确定度合成:


缺插图!

<CTSM>表4标准合成不确定度一览表</CTSM>

五、扩展不确定度评定

扩展不确定度由包含因子乘以合成标准不确定度得到,取置信概率p=95%,则k=2,糕点中丙酸钙含量测定的扩展不确定度为

U=0.60×0.021×2=0.03g/kg

六、测量不确定度报告

糕点中丙酸钙测量结果:

Cx=(0.60±0.03)g/kg(k=2)

作者单位【山西省晋中市质量技术监督检验测试所】


【关键词】超高效液相色谱法,丙酸钙,不确定度,国家标准物质网,北京世纪奥科 

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