液相色譜法測定洗滌用品中熒光增白劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)及不確定度評定

徐楠楠

（江蘇省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，國家化妝品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，江蘇南京 210007）

熒光增白劑是一種熒光染料，或稱為白色染料，是一種復(fù)雜的有機(jī)化合物。熒光增白劑能激發(fā)入射光線產(chǎn)生熒光，使所染物質(zhì)獲得類似螢石的發(fā)光效應(yīng)，使肉眼看到的物質(zhì)更白。我國熒光增白劑最先被劃分為印染助劑類產(chǎn)品，而后又被劃分為染料類產(chǎn)品。由于其特有的性質(zhì)和大的需求量，已與上述兩個(gè)行業(yè)分開，成為單獨(dú)的一類精細(xì)化工產(chǎn)品。國內(nèi)熒光增白劑的第一大用戶是洗滌劑，第二大用戶是紙張，紡織品為第三大用戶。［1-2］

測量不確定度是表征合理賦予被測量值分散性，與測量結(jié)果相關(guān)聯(lián)的參數(shù)。評定不確定度是分析工作最基本也是最重要的指標(biāo)，是反映檢測全過程的重要標(biāo)志。如果檢測結(jié)果處于標(biāo)準(zhǔn)限量的臨界值，必須給出不確定度以滿足對檢測結(jié)果的評判，讓客戶從測量結(jié)果了解測定數(shù)據(jù)的離散程度。依據(jù)JJF 1059.1—2012《測定不確定度評定與表示》和《化學(xué)分析中不確定度的評估指南》的規(guī)定及相關(guān)文獻(xiàn)，分析洗滌用品中熒光增白劑測量結(jié)果的不確定度，評定各不確定度分量并合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 儀器與試劑

Agilent 1260 高效液相色譜儀，配備在線脫氣系統(tǒng)、四元泵、智能化柱溫箱、二極管陣列檢測器。分析柱：C18（4.6 mm×250 mm，5 μm）；梯度洗脫程序：乙腈0～4.0 min 28%，4.0～4.1 min 28%～37%，4.1～10.0 min37%，10.0～10.1 min 37%～70%，10.1～12.0 min 70%，12.0～12.1 min 70%～28%，12.1～18.0 min 28%；柱溫：25 ℃；流速：1.0 mL/min；波長：350 nm；進(jìn)樣量：5 μL。

熒光增白劑VBL、CBS-X、CXT 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，甲醇、乙腈（HPLC 級），乙酸銨（分析純）。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

稱取1.00 g（精確至0.000 1 g）樣品置于10.0 mL容量瓶中，用甲醇+水（體積比1∶1），定容，混勻，渦旋30 s，超聲提取15 min，以10 000 r/min 離心8 min，經(jīng)0.45 μm 微孔濾膜過濾后，濾液作為待測液備用。

分別吸取標(biāo)準(zhǔn)系列溶液及樣品處理液各5.0 μL注入色譜儀，以外標(biāo)法定量，以最小二乘法擬合質(zhì)量濃度與峰面積的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。

2 結(jié)果與討論

2.1 不確定度評定的數(shù)學(xué)模型

樣品中熒光增白劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)X（mg/kg）表示為：X=ρV/m。式中，ρ為樣品制備液中熒光增白劑的質(zhì)量濃度（mg/L）；V為樣品稀釋液總體積（mL），m為樣品質(zhì)量（g）。

2.2 不確定度分量的主要來源

不確定度主要由標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)純度、標(biāo)準(zhǔn)溶液配制、標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋、樣品處理、回收率、校準(zhǔn)曲線擬合和測定結(jié)果重復(fù)性引入的不確定度組成。

2.3 不確定度分量的評定

2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)純度（B 類不確定度）

熒光增白劑VBL 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)純度P=93.2%，按矩形分布，VBL 純度帶來的不確定度分量為：

故VBL 帶來的相對不確定度為urel（P）VBL=0.039 3/0.932=0.042 12；熒光增白劑CBS-X 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的純度P=99.5%，同理可得，urel（P）CBS-X=0.002 90。熒光增白劑CXT 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的純度P=98.7%，同理可得，urel（P）CXT=0.007 61。

2.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

分別準(zhǔn)確稱取熒光增白劑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)VBL 0.053 6 g、CBS-X 0.050 3 g、CXT 0.050 7 g，稱量過程引入的不確定度主要包括天平的重復(fù)性和天平校準(zhǔn)：（1）制造商給出的天平置信區(qū)間為0.1 mg，按均勻分布，由此帶來的不確定度為天平重復(fù)性引入的不確定度參考《化學(xué)分析中不確定度的評估指南》的有關(guān)數(shù)據(jù)為0.5×最后1 位有效數(shù)字，即0.5×0.1=0.05(mg)。因此，由天平帶來的相對不確定度為：

（3）容量瓶容量允差的不確定度。JG 196—1990《常用玻璃器具》規(guī)定，50 mL A 級容量瓶的置信區(qū)間為0.05 mL，不確定度為溫度引起的不確定度。甲醇的膨脹系數(shù)為1.19×10-3℃-1，測定溫度為25 ℃，不確定度為：

水的膨脹系數(shù)為1.77×10-3℃-1，測定溫度為25 ℃，不確定度為：

（5）由定容引起的相對不確定度為：

則標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的相對不確定度分別為：

2.3.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋

分別吸取1.00 g/L 熒光增白劑標(biāo)準(zhǔn)溶液1.00、2.50、5.00、10.00、20.00 mL 置于100 mL 容量瓶中，加甲醇-水（1∶1）定容至刻度。（1）由移液管帶來的不確定度：20.0 mL A 級分度刻度吸管的置信區(qū)間為0.10由溫度帶來的甲醇不確定度（25 ℃測定）為0.034 35(mL)；由溫度帶來的水不確定度（25 ℃測定）為0.051 10 mL。則由20.00 mL 移液管帶來的相對不確定度為：

（2）由容量瓶帶來的不確定度：100 mL A 級容量瓶的置信區(qū)間為0.1 mL，不確定度為100 mL A 級容量瓶引入的相對不確定度為：

則由稀釋因子引入的相對不確定度為:

2.3.4 樣品處理

（1）樣品稱量的不確定度：按洗滌用品中3 種熒光增白劑的檢驗(yàn)操作規(guī)范（SOP），要求電子天平的最小刻度為0.000 1 g。JJG 539—1997《數(shù)字指示秤》規(guī)定，該準(zhǔn)確級的天平在0～5 g 稱量范圍內(nèi)的最大允差為0.005 g。最大允差包括天平校準(zhǔn)、稱量變動(dòng)性引起的最大允許誤差。按均勻分布g，urel(m1)=0.002 89/2.00=0.001 44。（2）樣品稀釋定容的不確定度：10 mL A 級容量瓶的置信區(qū)間為0.02 mL，不確定度為由溫度帶來的甲醇和水不確定度分別為0.017 18、0.025 55 mL。

故樣品處理的相對不確定度為：

2.3.5 加標(biāo)回收（A 類不確定度）

3種熒光增白劑的6次加標(biāo)回收率分別見表1。

表1 3 種熒光增白劑的加標(biāo)回收率

2.3.6 校準(zhǔn)曲線擬合

標(biāo)準(zhǔn)曲線線性方程擬合結(jié)果見表2、表3、表4。

表2 VBL 標(biāo)準(zhǔn)曲線方程

由表2 可知擬合方程為：y=9.733 5x-6.101 9，r2=0.999 7。VBL 標(biāo)準(zhǔn)曲線的剩余方差為：

對同一樣品進(jìn)行兩次測定，通過擬合方程得到結(jié)果分別為19.423 和19.421 mg/L，即由此得VBL 質(zhì)量濃度的不確定度為：

故合成不確定度為：

故擴(kuò)展不確定度（取包含因子k=2）為：UVBL=ku(ρ)VBL=2×0.011 46=0.022 92 (g/kg)，通過以上分析得熒光增

其中，P=2，n=15。其相對不確定度為：urel(ρ)VBL=0.932 0/19.422=0.048 0。

由表3 可知擬合方程為：y=32.059x-3.291 7，r2=1.000 0。CBS-X 標(biāo)準(zhǔn)曲線的剩余方差為SR=5.559。對同一樣品進(jìn)行兩次測定，通過擬合方程得到結(jié)果分別為87.697 和87.639 mg/L，即由此得CBS-X 質(zhì)量濃度的不確定度為u(ρ)CBS-X=0.130 7，相對不確定度為urel(ρ)CBS-X=0.130 7/87.668=0.0014 9。

表3 CBS-X 標(biāo)準(zhǔn)曲線方程

由表4 可以看出擬合方程為：y=10.349x-14.18，r2=0.999 9。CXT 標(biāo)準(zhǔn)曲線的剩余方差為SR=5.066。同一樣品測定兩次，通過擬合方程得到結(jié)果分別為101.622 和101.597 mg/L，即由此得CXT 質(zhì)量濃度的不確定度為u(ρ)CXT=0.371 3，相對不確定度為urel(ρ)CXT=0.371 3/101.610=0.003 65。

表4 CXT 標(biāo)準(zhǔn)曲線方程

2.3.7 測定結(jié)果重復(fù)性

（1）將VBL 樣品重復(fù)測定兩次，測定值分別為0.187 2、0.181 6 g/kg，平均值為0.184 4 g/kg。單次測定不確定度為u(ωi)VBL=SVBL=0.003 96；算術(shù)平均值的不確定度故測量結(jié)果的不確定度為：

由此得熒光增白劑VBL測定的合成相對不確定度為：白劑VBL 測定結(jié)果的報(bào)告值為XVBL=(0.184 4±0.023)g/kg，k=2。

（2）將CBS-X 樣品重復(fù)測定兩次，測定值分別為0.760 8、0.763 6 g/kg，平均值為0.762 2 g/kg。u（ωi）CBS-X=Urel（ρ）CBS-X=0.010 17，u（ρ）CBS-X=0.007 75 g/kg，UCBS-X=0.015 50 g/kg，通過以上分析得熒光增白劑CBS-X 測定結(jié)果的報(bào)告值為XCBS-X=(0.762 2±0.016)g/kg，k=2。

（3）將CXT 樣品重復(fù)測定兩次，測定值分別為0.848 2、0.842 7 g/kg，平均值為0.845 4 g/kg。則u(ωi)CXT==0.014 01，u(ρ)CXT=0.011 84 g/kg，UCXT=0.023 68 g/kg，通過以上分析得熒光增白劑CXT 測定結(jié)果的報(bào)告值為XCXT=(0.845 4±0.024)g/kg，k=2。

3 結(jié)論

測定洗滌用品中熒光增白劑的不確定度，對不確定度貢獻(xiàn)最大的分量為最小二乘法擬合過程產(chǎn)生的影響，是決定結(jié)果分散程度的重要部分。為盡可能減少測定結(jié)果的分散程度，要盡可能縮小標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合剩余方差，可以采取增加標(biāo)準(zhǔn)曲線各點(diǎn)的測定次數(shù)，控制各點(diǎn)測定的重復(fù)性，即每點(diǎn)重復(fù)測定的精密度；提高曲線的線性相關(guān)性，增加樣品的測定次數(shù)，可以顯著減小剩余方差，從而使測定結(jié)果的分散程度減小。其次，在工作曲線的繪制過程中，要盡可能選擇吸取標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液體積、所用吸管最大標(biāo)示體積相一致或盡可能接近，這樣可以有效減少標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制過程中引入的不確定度分量。同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液的配制要選用由權(quán)威機(jī)構(gòu)提供的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。