普樂安片氮含量測定的不確定度分析

黃燕萍

（廣西壯族自治區北海食品藥品檢驗所，廣西 北海 536000）

筆者參考文獻[1-4]對普樂安片的氮含量進行了測定，分析了測定過程的測量不確定度來源，并對各不確定度分量進行評定，提出了該測定方法的合成不確定度，報道如下。

1 儀器與試藥

AW-120 型電子天平（Max=120 g，d=0.1 mg）；FOSS TecatorTMDigestor消化爐；FOSS KjeltecTM2200型半自動定氮儀；50 mL及25 mL滴定管。普樂安片（市售品）；碳酸鈉純度標準物質（編號為BS2307，定值日期為2008年3月，堿量純度標準值為99.99%，擴展不確定度＜k=2＞為0.02%）；硫酸銨（優級純，天津市光復精細化工研究所）；硫酸標準滴定溶液（0.05 mol/L）；其他試劑為分析純。

2 方法與結果

2.1 滴定液配制與標定[4]

取硫酸3 mL，緩緩注入適量水中，冷卻至室溫，加水稀釋至1 000 mL，搖勻，即得硫酸滴定液（0.05 mol/L）。取 270 ～300 ℃干燥至恒重的碳酸鈉純度標準物質約0.15 g，精密稱定，加水50 mL使溶解，加甲基紅-溴甲酚綠混合指示液10滴，用硫酸滴定液滴定至溶液由綠色轉變為紫紅色時，煮沸2 min，冷卻至室溫，繼續滴定至溶液由綠色變為暗紫色。每1 mL硫酸滴定液（0.05 mol/L）相當于5.30 mg的碳酸鈉純度標準物質。根據硫酸滴定液的消耗量與碳酸鈉純度標準物質的取用量，算出硫酸滴定液的濃度。

2.2 試樣處理與測定

取本品10片，除去包衣，精密稱定，研細，取約0.6 g，精密稱定，移入干燥的FOSS消化瓶中，加入硫酸銅0.2 g、硫酸鉀6 g、硫酸10 mL，搖勻，置消化爐中，于250℃低溫消化1.5 h，再升溫至400℃，繼續消化2 h即消化完全，放冷備用。同法消化試劑，作為空白對照液。向接受瓶內加入10滴混合指示液（1份1 g/L的甲基紅乙醇溶液與5份1 g/L的溴甲酚綠乙醇溶液，臨用時混合），取消化液，置FOSS KjeltecTM2200型蒸餾儀上依法蒸餾[接受瓶加50 mL接受液（4%硼酸溶液），消化管加50 mL強堿液（40%氫氧化鈉溶液）和80 mL水]；同時進行試劑空白消化液的蒸餾處理。取接收瓶，以硫酸滴定液（0.05 mol/L）滴定至灰紫色為終點，記錄消耗的硫酸滴定液體積；同時滴定試劑空白蒸餾液。

2.3 測量數學模型

濃度計算公式：稱取樣品0.6 g進行消化，消化完全后在半自動凱氏定氮儀上蒸餾，滴定，按硫酸滴定液消耗量計算氮的含量。在整個測定過程中，認為消化時消化完全和硼酸溶液吸收氨是完全的，故測量數學模型為公式1。

式中：N為試樣含氮量（mg/片），m為取樣量（g），v2為滴定試樣時所需硫酸滴定液的體積（mL），v1為滴定空白對照液時所需硫酸滴定液的體積（mL），c為硫酸滴定液實際濃度（mol/L），0.05為硫酸滴定液的標示濃度（mol/L），1.401為氮的摩爾質量（mg/mol）。

不確定度傳播律：采用的標準不確定度合成公式為公式2。

2.4 不確定度分量量化

2.4.1 u（ c）

硫酸滴定液引入的不確定度主要有以下3種。

1）碳酸鈉純度標準物質引入的不確定度

實驗室使用的碳酸鈉純度標準物質的堿量純度標準值 c=99.99%，擴展不確定度為0.02%，k=2，則標準物質引入的不確定度u（m1）=0.02%/2=0.01%，相對不確定度urel（m1）=u（m1）/c=0.01%/99.99%=1×10-4。碳酸鈉純度標準物質的取樣量為0.15g，天平使用說明書給出的非線性誤差為±0.1mg，按均勻分布考慮，k=31/2，稱重按照減量法，則 u（m2）=21/2×0.1/31/2=0.08165mg；稱樣量m=0.149 35 g，則相對不確定度urel（m2）=u（m2）/m=0.081 65/（0.149 35 ×103）=5.467 ×10-4。因此，碳酸鈉純度標準物質引入的合成不確定度為urel（m）=［urel（m1）2+urel（m2）2］1/2=［（1 × 10-4）2+（5.467 × 10-4）2］1/2=5.558 × 10-4。

2）50 mL滴定管引入的不確定度

經過校準的50 mL A級滴定管允差為±0.05 mL[5]，按三角分布，取k=61/2，則50 mL滴定管示值引入的不確定度u1（v）=0.05/61/2=0.020 4，相對不確定度u1 rel（v）=0.020 4/50=4.08×10-4。因滴定管校準的溫度為20℃，實際滴定溫度為28℃，膨脹系數α=2.1×10-4，滴定管體積50 mL，按照矩形分布計算，故 k=31/2，u（2v）=50×8×2.1×10-4/31/2=0.048 5；消耗量（v）為27.98 mL，故相對不確定度u2r（elv）=0.048 5/27.98=0.001 733。讀數時的標準不確定度約為0.02 mL，按照均勻分布計算，k=31/2，u3r（elv）=0.02/（50×31/2）=2.309 ×10-4。因此，滴定管引入的合成不確定度ur（elv）=[u1rel（v）2+u2rel（v）2+u3rel（v）2]1/2=（[4.08×10-4）2+0.001 7332+ （2.309 × 10-4）2]1/2=1.795 × 10-3。

3）硫酸滴定液重復標定引入的不確定度。

硫酸滴定液6次重復標定結果分別為0.050 001，0.049 998，0.049 988，0.050 036，0.049 957，0.049 999 mol/L，平均值=0.049 997 mol/L。由貝塞爾公式計算得，測量結果以平均值來表示，故 （urep）=（srep）/n1/2=1.037×10-5，相對不確定度ur（elrep）=1.037×10-5/0.049997=2.074×10-4。因此，硫酸滴定液重復標定引入的不確定度ur（elc）=[urel（m）2+urel（v）2+urel（rep）2]1/2=（[5.558×10-4）2+（1.795 × 10-3）2+ （2.074 × 10-4）2]1/2=1.890 × 10-3。

2.4.2 u（ m）

主要考慮稱量引入的不確定度。用天平稱量樣品0.6 g，天平使用說明書給出的非線性誤差為±0.000 1 g，按均勻分布考慮，k=31/2，稱重按照減量法，則 um=21/2×0.000 1/31/2=8.165 ×10-5g；稱樣量m=0.610 4 g，則相對不確定度ur（elm）=um/m=8.165×10-5/0.610 4=1.338×10-4。

2.4.3 u（ v2-v1）

主要考慮25 mL滴定管引起的不確定度。經過校準的25 mL A級滴定管允差為±0.04 mL[5]，按三角分布，取 k=61/2，則25 mL滴定管示值引入的不確定度 u1（v）=0.04/61/2=0.016 3，相對不確定度 u1rel（v）=0.016 3/25=6.520×10-4。因滴定管校準的溫度為20℃，實際滴定溫度為26℃，膨脹系數 α=2.1×10-4，滴定管體積25 mL，按照矩形分布計算，故 k=31/2，u2（v）=25×6×2.1×10-4/31/2=0.018 2；消耗量（v2-v1）為 13.41 mL，則 u2rel（v）=0.018 2/13.41=1.357×10-3。讀數時的標準不確定度約為0.02 mL，按照均勻分布計算，k=31/2，u3rel（v）=0.02/（25 ×31/2）=4.619 ×10-4。硫酸標準滴定液消耗量取值為 v2-v1，則滴定管引入的合成不確定度urel（v2-v1）=21/2［u1r（elv）2+u2r（elv）2+u3r（elv）2］1/2=21/2[（6.520×10-4）2+ （1.357 × 10-3）2+ （4.619 × 10-4）2]1/2=2.227 × 10-3。

2.4.4 u（N）

滴定體積的重復性通過重現性試驗考察。用凱氏定氮法對樣品進行6次重復測定，結果樣品氮含量分別為17.06，16.95，17.01，16.98，17.01，16.97 mg/片，為17.00 mg/片。由貝塞爾公式計算得 s（N）=0.039 0，測量結果以平均值來表示，故 u（N）=s（N）/n1/2=0.015 9，相對不確定度 urel（N）=0.015 9/17.00=9.353 ×10-4。

由于本測定方法是取供試品10片稱定質量，計算求出其平均值，因此供試品平均片重的不確定度來源于10片重的稱定。天平引入的不確定度=u1（m）=21/2×0.000 1/31/2=8.165×10-5g。樣品平均片重稱定 10次分別為 0.514 7，0.514 2，0.514 9，0.514 6，0.514 8，0.514 8，0.514 9，0.514 5，0.514 8，0.514 6 g，=0.514 7。按貝塞爾公式計算其標準不確定度，）=2.16×10-4g。因稱量采用減重法，故其平均片重的相對標準不確定度

對5個樣品進行加樣回收試驗，原樣品中的平均氮含量為17.0 mg/片，RSD=0.32%，平均加標氮含量是17.003 m（g即稱取0.080 18 g的硫酸銨），加標后樣品中平均氮含量為34.0 mg/片，氮含量平均回收率為99.51%，RSD=0.15%。加入的標準物質濃度所引起的不確定度很小，可以忽略。每個樣品都以相同的濃度添加，故可用加標后樣品分析結果的標準不確定度與原始樣品分析結果的標準不確定度合成平均回收率的標準不確定度

2.5 合成標準不確定度計算

測定各分量的不確定度相互獨立，將上述數據合成，得樣品含量的相對合成標準不確定度 ucrel=[urel（c）2+urel（m）2+urel（v2-v1）2+urel（N）2+urel）2+urel）2]1/2=[（1.890 ×10-3）2+ （1.338 ×10-4）2+（2.227 × 10-3）2+ （9.353 × 10-4）2+ （4.407 × 10-4）2+0.018 92]1/2=0.019 2，轉化成絕對不確定度，u=c（N）·ucrel=0.019 2×17.0=0.326。

2.6 擴展不確定度計算

簡易評定，取 k=2，則擴展不確定度 U=ku=2×0.326≈0.7。

2.7 測量結果表示

樣品氮含量可表示為（17.0 ±0.7）mg/片，k=2。

3 討論

本試驗中滴定液的標定和樣品的消化、蒸餾、滴定均是重要環節，應規范操作，使不確定度盡可能降低。從分析結果看，在影響檢測結果的各個分量中，稱量、平均片重和重復性對結果的影響很小，可以忽略不計；滴定液的濃度、量具等引入的不確定度相對顯著，在分析了不確定度后，采取相應措施，誤差可以進一步減小。通過對不確定度進行分析，可以為合理改進分析方法，將檢測方案誤差降至最小提供可靠依據。在進行合格的判定時，應考慮到不確定度，把不確定度加入判定結果，從而提高藥品檢驗結果的準確性和可信度，保證結果的公平、公正。

[1]JJF1059-1999，測量不確定度評定與表示[S].

[2]中國合格評定國家認可委員會.化學分析中不確定度的評估指南[M].北京：中國計量出版社，2006:1-148.

[3]國家藥典委員會.中華人民共和國衛生部藥品標準·中藥成方制劑（第十四冊）[M].北京：人民衛生出版社，1997:180.

[4]國家藥典委員會.中華人民共和國藥典（一部）[M].北京：化學工業出版社，2005：附錄 49，附錄 103.

[5]JJG196-2006，國家計量檢定規程·常用玻璃量器 [S].