紫外/可見分光光度計測定食品中亞硝酸鹽含量的不確定度評定

鄭冬妮

測量不確定度是“根據(jù)所用到的信息，表征賦予被測量值分散性的非負(fù)參數(shù)。”一個完整的測量結(jié)果，除了應(yīng)給出被測量的最佳估值之外，還應(yīng)同時給出測量結(jié)果的不確定度。所以食品檢測中給出檢測結(jié)果外同時給出檢測結(jié)果的不確定度是很有必要的。

方法

測定過程。稱取樣品，加入飽和硼砂溶液和適量水，倒入容量瓶中沸水浴加熱15min，冷卻后加入亞鐵氰化鉀和乙酸鋅定容，放置30min，搖勻后過濾，濾液上機測定。

工作曲線的繪制。亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)使用液：吸取50mg/L亞硝酸鹽溶液10mL，用水定容至100mL，制成5.000mg/L標(biāo)準(zhǔn)液。分別取亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)使用液0，0.4，0.8，1.2，1.6，2.0mL于25mL帶塞比色管中，加入顯色劑，加水至刻度，混勻，靜置15min，用1cm比色杯，于538nm處測吸光度，同時做試劑空白。

儀器設(shè)備。電子天平 BS 210s 量程：（0～210）g最小分度值：0.0001g； 分光光度計 Cary 50比色皿：1cm 波長：538nm

結(jié)果與分析

數(shù)學(xué)模型：

式中： m0 為從工作曲線上查得試劑空白NO2-的含量，?g；m1為從工作曲線上查得樣品測試中的NO2-，?g；m為稱樣量，g；V1為分取樣品溶液體積，mL；V為樣品溶液總體積，mL；（在實驗中m≈5g，V1=10.0mL，V=250mL）

不確定度來源分析。從測量過程和被測量的數(shù)學(xué)模型分析，不確定度的主要來源：測量重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1；天平示值誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u2；回收率引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u3； 250mL容量瓶容積誤差引起的不確定度分量u4；10mL移液管體積誤差引起的不確定度分量u5；分光光度法測定過程引起的不確定度分量u6。

標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評定。測量重復(fù)性引入不確定度u1計算。為獲得重復(fù)性測量的不確定度，從同一樣品中獨立稱取試樣10次，分別進(jìn)行測量，數(shù)據(jù)如表1。

具體計算過程：重復(fù)測量的平均值；

本次測量的標(biāo)準(zhǔn)差s（xi）為s（xi）== 0.1527 ；

的標(biāo)準(zhǔn)差；u1的自由度u1= × =4.83×10-2

天平稱量時引入的不確定度u2的計算。天平檢定證書給出校準(zhǔn)值的擴展不確定度為U95=0.4mg，則有u2（k）=0.4mg=0.0004g（k=3）靈敏度系數(shù)為；；u2的自由度υ2→∞

回收率引起的不確定度u3的計算。由于樣品在反應(yīng)過程中可能引入玷污導(dǎo)致NO2-含量的損失或增加，且反應(yīng)液轉(zhuǎn)移過程也會導(dǎo)致?lián)p失等，使樣品中的NO2-含量不能按100%比率進(jìn)入到測定液。其加標(biāo)回收率為99.2%-101.7%；取極限值得樣品的加標(biāo)回收率為99.2%-101.7%，樣品回收率計算。

U（回收）=；b+=101.7%-100%=1.7% ；b-=100%-99.2%=0.8%；u（回收）=0.72%；

υ（回收）→∞；u3=×u（回收）= 7.34?g/g×0.72%=5.3×10-2；υ3=υ（回收）→∞

250mL容量瓶容積引起的不確定度u4的計算。樣品轉(zhuǎn)移至250mL容量瓶中，作為測定液。250mL容量瓶的容量允差為0.15mL（A級，據(jù)GB/T 12806-2011）。按均勻分布，取因子k=，按分散區(qū)間半寬；u4（k）的自由度υ4K→∞；靈敏度系數(shù)為=0.0293 ；u4=×u4（k）=0.0293×0.10 =2.9×10-3；u4的自由度υ4→ ∞

10.0mL移液管體積的不確定度u5的計算。從250mL容量瓶中移取10mL溶液至比色管中。10mL移液管的容量允差為±0.05 mL（A級，據(jù)GB/T 12806-2011），按均勻分布，取因子k= 分散區(qū)間半寬a=0.05.u5（k）===0.03；u5（k）的自由度V51→∞靈敏度系數(shù)為 ==0.0029；u5=×u5（k）=0.0029×0.03=9×10-5；u5的自由度υ5 →∞

分光光度法測定過程引起的不確定度u6的計算

NO2-標(biāo)準(zhǔn)溶液的不確定度u61：

500?g/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液的質(zhì)量濃度1mL移液管的容量允差為 0.01 mL（A級，據(jù)GB/T12806-2011），按均勻分布，取因子k=，

半寬a=0.01mL.；u611（k）的自由度υ621（k）→∞；靈敏度系數(shù)為；；u711的自由度υ611→∞；500mL容量瓶的容量允差為0.25mL（A級，據(jù)GB/T12806-2011）。按均勻分布，取因子k=，半寬a=0.25mL；其不確定度分量為u612（k）=0.173；靈敏系數(shù)為；自由度υ622→∞標(biāo)準(zhǔn)儲備液為GB/T 5009.33-2010中提供方法配制，確定其不確定度為1?g/mL，即標(biāo)準(zhǔn)儲備液的不確定度分量u0=1?g/mL，靈敏度 自由度υ0→∞ u61= =0.085自由度υ61 →∞

標(biāo)準(zhǔn)溶液（1.0000mg/L）的質(zhì)量濃度

ρ=ρ1 10mL吸量管（移液管）的容量允差為0.02mL（A級，據(jù)GB/T12806-2011），按均勻分布，取因子k=，半寬a=0.02mL。u621（k）==0.01

靈敏度系數(shù)為c621==0.05；u621（k）的自由度υ621→ ∞ 100mL容量瓶的容量允差為0.02mL（A級，據(jù)GB/T12806-2011）。按均勻分布，取因子k=，半寬a=0.02；其不確定度分量為u622（k）=0.01mL 靈敏度系數(shù)為c622==0.02自由度υ624→∞；1mg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液的不確定度分量u61=0.085，靈敏度為c61==0.1自由度υ61→∞；u62==0.0165吸光度測量部分?jǐn)?shù)學(xué)模型，所以u72靈敏度系數(shù)為c62=取Vx的極大值Vx=10mL計算得c62=25mL/g 自由度υ72 →∞

標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中的不確定度u63

標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中NO2-量m3=Vi×c （其中Vi= 0，0.4，0.8，1.2，1.6，2.0mL）。針對不同的Vi，有不同的不確定度值，將Vi=2mL的不確定度分量作為整個標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的不確定度，則有m3=Vi×c=2mL×5.0?g/mL=10?g；10mL吸量管的容量允差為0.02mL（A級，據(jù)GB/T 12806-2011）。按均勻分布，取因子k=，半寬a =0.02mL；其不確定度分量為u63（k）==0.01mL靈敏系數(shù)為c63（k）== 5.0標(biāo)準(zhǔn)溶液的不確定度u63=|c63|u63（k）=5.0×0.01=0.05 吸光度測量部分?jǐn)?shù)學(xué)模型，所以u63靈敏度系數(shù)為c63==2.5；u63的自由度υ63 →∞

吸光度引起的不確定度u64

紫外可見分光光度計示值分辨率引起的不確定度u641。紫外可見分光光度計示值分辨率為sx=0.0001，按均勻分布u641=0.29sx=0.29×0.0001=2.9*10-5自由度υ641→∞ 紫外可見分光光度計示值誤差引起的不確定度分量u642分光光度計經(jīng)有關(guān)部門校準(zhǔn)合格，并給出不確定度uT為0.6%uT=0.06吸光度（A）與透射率（T）的關(guān)系為A=log=log=-。實際上，在實驗中測得最大吸光度值為0.1090，此時透射率T=78%，則靈敏系數(shù)為；u642=×uT=0.5567×0.06=0.033；自由度υ642 →∞；u64的計算：由于彼此獨立，有u64==0.039吸光度測量部分?jǐn)?shù)學(xué)模型，所以u75靈敏度系數(shù)為c64==53自由度υ64→∞

U6的計算：由于u62，u63，u65各個不確定度分量彼此獨立，所以U7==1.749

自由度υ6→ ∞

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定。不確定度分量一覽表如下表

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uC的計算：由于上述各個輸入量估計值彼此獨立，有

擴展不確定度的評定

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uC的有效自由度υeff的計算：

υeff=→∞

以υeff→∞，p=0.95查t分布表，得包含因子kp=1.65.擴展不確定度Up的計算：Up=kp×uC=1.65×1.750 mg/kg =2.888 mg/kg不確定度報告：擴展不確定度為U95=2.888 mg/kg ，υeff →∞。