氣相色譜法測(cè)定化妝品中苯酚的不確定度分析

成 斌，喬亞楠，白云飛（山西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，山西 太原， 030012）

氣相色譜法測(cè)定化妝品中苯酚的不確定度分析

成 斌，喬亞楠，白云飛
（山西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，山西 太原， 030012）

采用氣相色譜法對(duì)化妝品中苯酚含量進(jìn)行了測(cè)定，并對(duì)測(cè)定過(guò)程中可能引入的不確定度進(jìn)行了分析和評(píng)定。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得出化妝品中苯酚含量的不確定度，當(dāng)置信水平為95%，包含因子k=2時(shí)，其相對(duì)擴(kuò)展不確定度為4.04%。測(cè)量結(jié)果表明，不確定度主要來(lái)源于樣品處理過(guò)程，其次是來(lái)源于標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品。

化妝品；氣相色譜法；苯酚；不確定度

添加于美白祛斑類(lèi)化妝品中的苯酚因其具有一定的腐蝕性，故我國(guó)將苯酚列為化妝品禁用組分[1]。本研究依據(jù)2007版《化妝品衛(wèi)生規(guī)范》的方法，采用氣相色譜法（Gas Chromatography, GC）測(cè)定化妝品中苯酚的含量，并對(duì)其不確定度進(jìn)行分析和評(píng)定。確定了影響不確定度的主要因素，為提高采用GC法測(cè)定苯酚含量的準(zhǔn)確度提供了依據(jù)，同時(shí)對(duì)運(yùn)用GC法測(cè)定其它物質(zhì)含量結(jié)果的可靠性評(píng)價(jià)、選擇合適的樣品處理方法、得出符合要求的分析結(jié)果具有理論指導(dǎo)意義。

1 . 實(shí)驗(yàn)

1.1 試劑和儀器

苯酚，色標(biāo)，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所。

乙醇，分析純，天津市天新精細(xì)化工開(kāi)發(fā)中心。

島津GCMS-QP2010 Ultra氣相色譜儀，具氫火焰離子化檢測(cè)器，色譜工作站。

1.2 色譜條件

色譜柱：RESTEK Rxi-5 ms毛細(xì)管柱（30m× 0.25mm×0.25μm）。氦氣流速：30mL/min；空氣流速：400mL/min；氫氣流速：40mL/min；分流比：10∶1。色譜柱溫：50℃，保持3 min，以6℃/min的速率升溫至190℃，保持3min。進(jìn)樣口溫度250℃。檢測(cè)器溫度280℃。

1.3 苯酚標(biāo)準(zhǔn)溶液 [ ρ（苯酚）=2 g/L]

準(zhǔn)確稱(chēng)取苯酚0.2000g于燒杯中, 用少量乙醇溶解后移至100mL容量瓶中，用乙醇定容至刻度。

標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的制備：用5mL移液管分別準(zhǔn)確移取苯酚標(biāo)準(zhǔn)溶液0、0.50、1.00、2.50mL于100mL容量瓶中，分別準(zhǔn)確移取苯酚標(biāo)準(zhǔn)溶液0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL于10mL容量瓶中，均使用乙醇定容至刻度，配制成分別為0、0.01、0.02、0.05、0.10、0.20、0.40、0.60、0.80和1.00g/L的苯酚標(biāo)曲系列。

1.4 樣品預(yù)處理

稱(chēng)取樣品1.00g于10mL比色管中，用乙醇溶解，超聲振蕩1min，用乙醇定容至刻度并混勻，靜止分層或離心后取上清液作為待測(cè)樣品。

1.5 樣品測(cè)定取2μL標(biāo)準(zhǔn)溶液及樣品溶液注入氣相色譜儀，以保留時(shí)間定性，峰面積定量，用外標(biāo)法計(jì)算樣品中苯酚含量。

1.6 數(shù)學(xué)模型

式中：ω（苯酚）—樣品中苯酚的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，μg/g；

ρ—從校準(zhǔn)曲線(xiàn)上查出的待測(cè)液中苯酚的質(zhì)量濃度，g/L；

V—樣品定容體積，mL；

m—樣品取樣量，g。

2 . 測(cè)量不確定度來(lái)源[2-4]

(1) 標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定度：包括標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度，標(biāo)準(zhǔn)工作液配制過(guò)程玻璃儀器校準(zhǔn)引入的不確定度，標(biāo)準(zhǔn)工作液配制過(guò)程溫度變化引入的不確定度，校準(zhǔn)曲線(xiàn)擬合引入的不確定度。

(2) 樣品引入的不確定度：包括樣品稱(chēng)量引入的不確定度，樣品定容體積引入的不確定度，樣品定容溫度變化引入的不確定度。

(3) 樣品處理過(guò)程中引入的不確定度。

3 . 不確定度評(píng)定

3.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定度

3.1.1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度

苯酚純度為（99.5±0.5）%，按均勻分布轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)偏差為

3.1.2 標(biāo)準(zhǔn)工作溶液配制過(guò)程玻璃儀器校準(zhǔn)引入的不確定度

按照《JJG196-2006常用玻璃儀器檢定規(guī)程》[4]的要求，10mL容量瓶的容量最大允許誤差為±0.020mL按三角分布，由此估算標(biāo)準(zhǔn)不確定度為，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為；100mL容量瓶的容量最大允許誤差為±0.100 mL，同樣按三角分布，由此估算標(biāo)準(zhǔn)不確定度為= 4.09×10-2mL，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u2=

= 4 . 0 9 × 1 0-4。由以上數(shù)據(jù)合成的相對(duì)不確定度為：u2rel== 9.14×10-4

3.1.3 標(biāo)準(zhǔn)工作液配制過(guò)程溫度變化引入的不確定度

假設(shè)溫度波動(dòng)為±5℃，為矩形分布，水20℃的

膨脹系數(shù)為2.1×10-4，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)不確定度時(shí)，假設(shè)溫度變化呈均勻分布，k =，由此估算10mL容量瓶溫度變化引入的不確定度為×10-4= 6.07 ×10-3mL，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u4=×10-3= 6.07 ×10-4；100 mL容量瓶溫度變化引入的不確定度為×10-4= 6.07×10-2mL，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為 u3=

× 1 0-2= 6 . 0 7 × 1 0-4。

由以上數(shù)據(jù)合成的相對(duì)不確定度為：

3.1.4 校準(zhǔn)曲線(xiàn)擬合引入的不確定度

制作校準(zhǔn)曲線(xiàn)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度是作為自變量輸入的，不考慮其不確定度。

標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的相對(duì)不確定度合成為：

3.2 樣品引入的不確定度

3.2.1 樣品稱(chēng)量引入的不確定度

用精度為0.1mg天平準(zhǔn)確稱(chēng)取樣品1g，依據(jù)鑒定證書(shū)，天平在（0～50）g稱(chēng)量范圍的最大誤差為± 0.5mg。樣品質(zhì)量是由一次回零（空瓶）稱(chēng)量所得，由天平的最大允許誤差導(dǎo)致的樣品質(zhì)量的不確定度按均勻分布考慮，k =，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.2.2 樣品定容體積引入的不確定度

樣品定容過(guò)程中使用的玻璃器具的不確定度同

3.1.2 。由此得出數(shù)據(jù)合成的相對(duì)不確定度為：

u5rel= 8.17×10-4

3.2.3 樣品定容溫度變化引入的不確定度

玻璃器具溫度變化引入的不確定度評(píng)定同3.1.3。由此得出數(shù)據(jù)合成的相對(duì)不確定度為：u6rel= 6.07×10-4

樣品引入的相對(duì)不確定度合成為：

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度與擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)不確定度[2-3]

氣相色譜法測(cè)定化妝品中苯酚的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

在95% 置信水平下，取擴(kuò)展因子k=2，則相對(duì)擴(kuò)展不確定度為：Urel= kurel= 4.04×10-2

4 . 結(jié)論

測(cè)量結(jié)果的不確定度主要是由樣品處理過(guò)程引入的，其次是由標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品引入的。通過(guò)在樣品處理過(guò)程中更加規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，同時(shí)增加測(cè)定次數(shù)和選用更加精密的量具，可以將結(jié)果的不確定度進(jìn)一步減小。

[1] 中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部. 化妝品衛(wèi)生規(guī)范[M]. 北京：中國(guó)衛(wèi)生出版社，2007:215-218.

[2] 國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局. 測(cè)量不確定度評(píng)定與表示[S]. JJG 1059.1-2012. 北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2012.

[3] 中國(guó)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可委員會(huì). 化學(xué)分析中不確定度的評(píng)估指南[M]. 北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2002.

[4] 國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局. 常用玻璃量器檢定規(guī)程[S]. JJG 196-2006. 北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2006.