高效液相色譜法測定飲料中乙酰磺胺酸鉀含量的不確定度分析

◎ 段 羚

（包頭市食品藥品檢驗檢測中心，內蒙古 包頭 014030）

乙?；前匪徕浻置操惷邸K糖，是一種無熱量高甜度甜味劑，過量攝入會對人體造成嚴重損害。為了保護大眾的健康，國標對其添加量有嚴格的控制，而高效液相色譜法為其常用檢測方法，為保證測定結果的準確性、可靠性，本文對用該法測定飲料中乙?；前匪徕浀臏y量結果的不確定度進行了評定，建立數學模型、分析不確定度來源，使其結果能如實反應出測量結果的準確性。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

1260安捷倫高效液相色譜儀-二極管陣列檢測器（德國安捷倫公司）；乙?；前匪徕浫芤簶藴饰镔|（北京鴻蒙標準物質技術有限責任公司）；甲醇（色譜純）；乙酸銨（優級純）。

1.2 試驗條件

色譜柱：C18，4.6 mm×250 mm，5 μm（迪馬公司）；柱溫：30 ℃；流量：1.0 mL·min-1；進樣量：10 μL。

流動相：流動相A為甲醇；流動相B為0.02 moL·L-1；乙酸銨水溶液；A∶B=5∶95。

檢測波長：230 nm。

1.3 分析流程

1.3.1 標準溶液的配制

吸取1.00 mg·mL-1的標準溶液2.50 mL于25 mL容量瓶中，用水定容至25.00 mL，配得濃度為100.00 μg·mL-1標準使用液。用5.00 mL刻度移液管分別吸取1.00、2.00、3.00、4.00 mL以及5.00 mL標準使用液，用水分別定容至10.00 mL，配得濃度分別為10.00、20.00、30.00、40.00 μg·mL-1以及 50.00 μg·mL-1的標準溶液，因而標準系列為10.00、20.00、30.00、40.00、50.00、100.00 μg·mL-1。

1.3.2 樣品處理

稱取12 g飲料樣品，在電爐上除去CO2后加水稀釋，定容到25.00 mL，經0.45 μm水系濾膜過濾，進液相色譜儀。用外標法定量測定。

2 數學模型及不確定度的來源

2.1 數學模型[1-2]

式中，X為樣品中乙?；前匪徕浀暮浚琺g·mL-1；m為稱取試樣的質量，g；V為樣品最終定容體積，mL；C為樣品中乙?；前匪徕浀臏y定量，μg/mL。

2.2 不確定度來源

從測量過程和數學模型分析，飲料中乙?；前匪徕浐坎淮_定度主要來源于重復性測量、標準溶液、標準曲線擬合和樣品處理操作過程。

具體的不確定度分量如下：測量重復性引入的相對標準不確定度ur（rep）；標準溶液引入的相對標準不確定度ur（p）；標準曲線擬合線性方程引入的相對標準不確定度ur（c）；樣品處理過程中使用天平稱量引入的相對標準不確定度ur（m）；樣品處理過程中定容體積引入的相對標準不確定度ur（v）[3-9]。

3 不確定度的評定

3.1 測量重復性引入的相對標準不確定度ur（rep）

獨立重復性測定飲料中乙?；前匪徕浐?次，測得數據如表1。

表1 樣品測定結果表

實驗測得的標準偏差s按貝塞爾公式計算為：

由于在相同的試驗條件下測8個樣品，取其平均值作為報告結果，為A類評定，所以由重復性測量引入的不確定度分量為：

測量重復性引入的相對標準不確定度為：

3.2 標準溶液引入的相對標準不確定度ur（p）

3.2.1 標準物質溶液引入的相對標準不確定度urel（sta）

實驗室采用的為北京海岸鴻蒙標準物質技術有限責任公司提供的1.00 mg·mL-1的乙?；前匪徕浫芤簶藴饰镔|，查標準物質證書：相對擴展不確定度為1%，k=2，為B類評定，則標準溶液引入單位相對標準不確定度：

3.2.2 量器校準引入的不確定度

該過程中使用的一系列玻璃量器，JJG196-2006常用玻璃量器檢定規程中對其容量允許差有明確規定，按矩形分布換算成標準偏差，即標準不確定度[3]，由此可得量器校準引入的相對不確定度見表2。

表2 量器校準引入的不確定度表

由表2可知稀釋過程中量器校準引入的合成相對 標準不確定度為：urel（量器）

3.2.3 環境溫度變化引入的不確定度

實驗室的環境溫度很難準確控制到20 ℃，室溫在±3 ℃變動，此時液體的膨脹率明顯大于容量瓶的體積膨脹，因此只考慮前者[5]。水的體積膨脹系數為2.1×10-4，產生的體積變化為：±（量取體積×液體膨脹系數×ΔT），按其服從矩形分布考慮，k=，所以標準系列配制過程環境溫度變化引入的不確定度見表3。

表3 標準系列配制過程環境溫度變化引入的不確定度表

由表3可知標準系列配制過程環境溫度變化引入的合成相對標準不確定度為：

由3.2.1、3.2.2、3.2.3可知，標準溶液引入的合成相對標準不確定度為：

3.3 標準曲線擬合線性方程引入的相對標準不確定度ur（c）

分別對濃度為10.0、20.0、30.00、40.00、50.00 μg·mL-1以及100.00 μg·mL-1的6個乙酰磺胺酸鉀標準溶液進行測定，每個濃度測定6次，得到相應的峰面積，用最小二乘法擬合，得到直線方程A=a+bC（a為截距，b為斜率）和相關系數R。試驗結果見表4。

表4 標準曲線各濃度點的峰面積實測值及線性方程表

其中b=29.938 48，a=12.502 41，R=0.999 97。應用該曲線進行測量時，對樣品進行了1次測量，即P=1，測得處理中乙酰磺胺酸鉀的濃度C為53.12 μg·mL-1，則C的標準不確定度：

S（A）為參考標準峰響應值A的不確定度，m為每個濃度點重復測定的次數，m=6；n為標準溶液濃度點的數量，n=6；m（n-2）為自由度；P為C的測量次數，P=1；N為標準溶液的測定次數，N=36。

將測量結果帶入公式得：

S=5151.34

S(A)=7.95

u(c)=0.27 μg·mL-1

標準曲線擬合線性方程引入的相對標準不確定度：ur(c)=u(c)/C=5.08×10-3

3.4 天平稱量引入的相對標準不確定度ur(m)

用百分之一天平進行稱量，其分度為0.01 g，稱量樣品12.30 g，取均勻分布，引入不確定度分量u（m）=0.01/=5.77×10-3得

ur(m)=u(m)/m=4.69×10-4

3.5 定容體積引入的相對標準不確定度ur(v)

樣品用A級，50 mL單標線容量瓶定容，定容過程中產生的不確定度有以下2個來源：①容量瓶體積校準引入的相對標準不確定度。②溫度與校準溫度不同引入的不確定度[6-7]。

3.5.1 容量瓶體積校準引入的不確定度

A級，50 mL單標線容量瓶其容量允許差為±0.05 mL，按矩形分布換算成標準偏差，即標準不確定度==0.05/=±0.029 mL；相對標準不確定度為±0.029 mL/50 mL=±5.80×10-4

3.5.2 溫度與校準溫度不同引入的不確定度

水的體積膨脹系數為2.1×10-4，ΔT=3，產生的體積變化為：±（量取體積×液體膨脹系數×ΔT），按其服從矩形分布考慮，k=，所以標準系列配制過程環境溫度變化引入的不確定度為：±（50 mL×2.1×10-4×3）/=±1.82×10-2mL；相對標準不確定度為3.64×10-4。所以：

4 合成相對標準不確定度

以上各不確定度分量相互獨立、互不相關，由此可得合成相對標準不確定度urel(X)為：

5 擴展不確定度

5.1 擴展不確定度

擴展不確定度可由合成標準不確定度乘以包含因子，取置信水平95%，則k=2。

試樣中乙酰磺胺酸鉀含量測定的相對擴展不確定度 u=urel(X)×k=0.044。

5.2 測量結果不確定度報告

表1中計算得試樣中乙?；前匪徕浐浚?/p>

X=216.598 mg·kg-1

故其擴展不確定度：

U=216.598 mg·kg-1×0.044=9.530 mg·kg-1

乙?；前匪徕浐浚海?16.598±9.530）mg·kg-1。

6 結論

通過實驗分析，用高效液相色譜法測定飲料中乙酰磺胺酸鉀過程中，測定結果的不確定度主要來自于測量重復性、標準溶液配置過程和標準曲線。因此在用該法檢測樣品時應嚴格控制試驗條件，并確保實驗室計量器具的準確性。