氣相色譜-質譜聯用法測定化妝品中鄰苯二甲酸丁芐酯的不確定度評定

袁月 李瑩 汪晴 程紅新

【摘要】 氣相色譜-質譜聯用法測定化妝品中鄰苯二甲酸酯類化合物不確定度的主要來源有標準溶液引入的不確定度、樣品引入的不確定度、樣品處理過程中引入的不確定度。以鄰苯二甲酸丁芐酯（BBP）為例，對各不確定度分量進行了評定，計算了合成不確定度和擴展不確定度。當化妝品中BBP測量結果為10.05 mg/L時，其擴展不確定度為0.70 mg/L（k=2）。

【關鍵詞】 氣相色譜-質譜聯用儀;化妝品;鄰苯二甲酸丁芐酯;不確定度

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2021.02.042

Uncertainty Evaluation of Determination of Butyl Benzyl Phthalate in Cosmetics by Gas Chromatographt-Mass Spectrometry

YUAN YUE1，LI YING1，WANG QINNG2，Cheng Hongxin1

（1.Liaoning Inspection Examination and Certification Centre，Shenyang 110036，China;

2.Dalian University of Technology，Dalian 116024，China）

Abstract： The main sources of uncertainty of determination of phthalate esters in cosmetics by gas chromatography-mass spectrometry were the standard solution，the sample，the sample handling course. Butyl benzyl phthalate（BBP）as an example，each uncertainty component was evaluated. The combined uncertainty and expanded uncertainty were calculated. As the measuring the results of BBP in cosmetics was 10.05 mg/L，the expanded uncertainty was 0.70 mg/L（k=2）.

Key words： gas chromatography-mass spectrometer;cosmetics;BBP;uncertainty

化妝品中鄰苯二甲酸酯應用較多的產品有，香水，指甲油，發噴霧劑，香波，洗滌用品等[1]，人類與化妝品接觸的親密程度僅次于食品，過多使用含鄰苯二甲酸酯的化妝品，會對人體造成危害。因為鄰苯二甲酸鹽是危害人類生殖能力的環境激素，經過動物實驗證實為危害人體肝臟與腎臟的有害化學物質[2]。筆者結合氣相色譜-質譜聯用法測定化妝品中鄰苯二甲酸酯類化合物的方法[3]，參考JJF 1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》[4]，就鄰苯二甲酸丁芐酯（BBP）的檢測結果進行不確定度分析。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

氣相色譜-質譜聯用儀：7890B-7000C型，美國安捷倫公司。

超聲儀：AS3120A型超聲波清洗儀。

離心機：BECKMAN Avanti J-E型。

二氯甲烷、正己烷：色譜純。

鄰苯二甲酸丁芐酯（BBP）：1000 mg/L，不確定度2.2%，國家環境保護總局標準樣品研究所。

1.2 儀器工作條件

石英毛細管柱：DB-35MS（30 m×0.25 mm，0.25μm）;柱升溫程序為：初始溫度100 ℃保持0.5 min，以30 ℃/min速率升至300 ℃，保持2.0 min;載氣：氦氣（純度99.999%），流速為1.0 mL/min;進樣口溫度：300 ℃;自動進樣，進樣量：1.0 μL;色譜質譜接口溫度：280 ℃;電子電離源（EI），離子源溫度：230 ℃;電子能量：70 eV;四極桿溫度：150 ℃;測量方式為選擇離子監測SIM采集模式。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品制備

稱取0.5 g試樣（精確至0.0001 g），置于50 mL圓底螺口玻璃離心管中，加入10 mL二氯甲烷，密封，超聲萃取15 min，2000 r/min離心5 min后，移取有機相;重復上述操作，合并兩次萃取液于30 mLK-D濃縮瓶中。對于液態化妝品，如爽膚水、啫喱水、香水等，將萃取液用氮吹濃縮至近干，并用8 mL正己烷分三次淋洗K-D濃縮瓶內壁并吹近干，最后用正己烷定容至1.0 mL，過0.45 ?m濾膜，供GC-MS測定。

1.3.2 標準曲線的繪制

以正己烷為稀釋劑，把BBP的濃度逐級稀釋為10、8.0、5.0、3.5、2.5、1.75 mg/L，，得到標準工作溶液。

2 結果與討論

2.1 建立數學模型和不確定來源分析

[W=cVm]

式中：W——試樣中BBP的含量，mg/kg;

c——由校準曲線得出樣品處理液中BBP的含量，mg/L;

V——試樣的體積，mL;

m——試樣質量，g。

2.2 不確定度各分量評定

本方法中BBP含量測定的不確定度來源主要有：樣品稱量引入不確定度、樣品定容引入不確定度、樣品中加標回收率引起的不確定度、標準物質引入的不確定度、校準曲線引入的不確定度、標準工作液配制過程溫度變化引入的不確定度、校準曲線擬合引入的不確定度、樣品含量測定結果均值估計該產品中各元素含量平均值所產生的不確定度。

2.2.1 樣品稱量引入的不確定度

本方法稱樣量為0.5000 g，測定使用電子分析天平準確至0.0001 g，根據電子分析天平校準證書，該天平的最大允差是±0.0001 g（±0.5 e），按均勻分布則：

[um=ak=0.0001/3=0.000058]

天平引起的相對不確定度為：

[urelm=u（m）m=0.000058/0.5000=0.00012]

2.2.2 樣品中加標回收率引起的不確定度

測試樣品的制備過程非常復雜，需經過均質、溶液轉移、萃取、過濾等步驟，每一步驟都會引入不確定度，逐步確定每一步驟對測量結果不確定度的貢獻是相對困難的，將使化妝品中BBP不能100%進入到測試液中，本文選擇通過加標回收率的不確定度來表征[5]。準確稱取6份空白樣品，按1.3.1方法對樣品進行處理及1.2測定，此方法BBP的回收率為（%）91.90、92.73、92.50、91.17、89.88、89.65。BBP加標回收率平均值[x]=91.30%。回收率的標準偏差為[Srecl]=1.31%、加標回收率不確定度[ufrec=Srec6=0.0053]，加標回收率相對不確定度[urelfrec=u（frec）x=0.0059]。

2.2.3 樣品定容體積引入的不確定度

根據JJG 196-2006《常用玻璃量器》規定[6]，取均勻分布，k=[3]，其引入的不確定度見表1。該方法是用水定容，根據JJG 196-2006《常用玻璃量器》規定[6]，實驗室溫度（20±5） ℃，水的膨脹系數為2.1×10-4 ℃，設溫度變化為均勻分布，則溫度引起的不確定度見表1。樣品定容體積引入的不確定度見表1。

樣品定容引入的相對不確定度合成為：

[urel（樣）=u12+u22+u32=0.00437]

2.2.4 標準物質引入的相對不確定度

2.2.4.1 標準物質濃度的相對標準不確定度

根據標準物質證書提供的信息，BBP的不確定度為2.2%，按正態分布考慮，k=2，其相對不確定度為：

[urel（s1）=2.2%/2=0.011]

2.2.4.2 標準溶液定容過程引入的合成相對標準不確定度

同理按照2.2.2方法計算。各量具校準不確定度見表2，各標準溶液配制引入的不確定度見表3。

所以，標準溶液配制引入的相對標準不確定度為：

[urel（s2）=0.007362+0.015372+0.011672+0.013032+ 0.016462 +0.010182+ 0.001302? ? ? ? ? ? =0.0312]

標準物質引入的相對不確定度為：

[urelstd=0.0112 + 0.03122=0.0331]

2.2.5 校準曲線引入的不確定度

對標準溶液系列中的每一個濃度測定3次，得到相應的響應值，用最小二乘法擬合得到數據列于表4。

剩余標準偏差為：

[sy=i=1nyi-（a+bci）2n-2]

式中：[sy]——峰面積的剩余標準偏差，[sy=96124.76];

[yi]——各個標準溶液濃度對應的儀器響應值;

a——校準曲線的截距;

b——校準曲線的斜率;

n——曲線點數，每個點測量3遍，n=3×6=18;

[ci]——校準曲線系列標準工作溶液的濃度。

將樣品重復測定6次，得到相應的峰面積及濃度值，數據見表5。

校準曲線擬合的相對標準不確定度為：

[ux=syb1p+1m+（x-c0）2i=1n（c0i-c0）2]

其中，m=n×重復次數（n為標準系列點數6，重復次數3次）;p為待測樣品的重復測定次數，p=6;[x]為待測樣品濃度的平均值15.98mg·L-1;[c0]為標準系列各點濃度的平均值（10.24 mg·L-1）;[c0i]為各標準液濃度測定值，mg·L-1;根據以上數據，由式（1）計算得[sy=96124.76]，由式（2）計算得標準曲線擬合引入的標準不確定度為[u（x）=0.109]。

由標準曲線擬合引入的相對標準不確定度為：

[urel（x）=0.109/15.98=0.00684]

2.2.6 測量重復性引入的不確定度

影響測定結果的隨機因素包括樣品的均勻性、稱樣、萃取、轉移定容和儀器進樣量等，由于整個過程較為復雜，單個因素進行不確定度評定較為困難。在選定條件下，樣品同時測量6次，通過計算標準偏差，作為各種隨機影響的合成重復性結果見表6。

不確定度分量為：

[u（p）=s0n=0.0510/6=0.0208]

樣品重復性引入的相對不確定度為：

[urelp=u（p）x=0.0208/10.05=0.0021]

2.2.7 不確定度的合成

將各項不確定度的分量進行合成，結果計算公式為：

[urel（x）=urel2（m）+urel2（frec）+urel2（樣）+urel2（std）+urel2（x）+urel2（p）? ? ? ? ? ? =0.035]

合成標準不確定度為：

[u（x）=urel（x）×x=0.035×10.05=0.35]

2.3 擴展不確定度

該測量誤差分布屬正態分布，在95%置信水平，包含因子k=2，則BBP的擴展不確定度[U=k×u（x）=2×0.35=0.70]

3 結論

氣相色譜-質譜聯用法測定化妝品中BBP進行了不確定度評定，其測定結果為（10.05±0.70） mg/kg（k=2）。實驗過程中分析了各個分量對實驗結果的影響，通過數據可以分析出標準物質、校準曲線、加標回收和樣品重復性對結果影響比較大，其次是樣品稱量和定容體積。因此在實驗過程中要充分考慮對實驗結果的影響因素，采用檢定過的量具、容量瓶和有證書標準溶液配制標準溶液，定期維護儀器，對儀器條件進行優化等方式，以確保實驗結果的準確性。

【參考文獻】

[1] 徐寧，朱虹.氣相色譜-質譜聯用法測定化妝品中鄰苯二甲酸酯類化合物的不確定度評定[J].化學分析計量，2010（5）：10-13.

[2] 陳正夫，朱堅，周亞康，等.環境激素的分析與評價[M].北京：化學工業出版社，2004.

[3] 化妝品安全技術規范[S].

[4] 測量不確定度評定與表示：JJF 1059-1999[S].

[5] 占永革，龔劍，黃湘燕.關于化學分析回收率不確定度評估公式的思考[J].廣州大學學報（自然科學版），2014（3）：40-46.

[6] 常用玻璃量器檢定規程：JJG 196-2006[S].

【作者簡介】

袁月（1987-），女，主管藥師，碩士，研究方向為藥品化妝品理化分析。

李瑩（1984-），女，主管藥師，碩士，研究方向為化妝品禁限用物質檢測。

汪晴（1965-），男，博士生導師，教授，研究方向為經皮給藥系統研究與評價。

程紅新（1966-），女，高級工程師，學士，研究方向為食品化妝品檢測。