火焰原子吸收分光光度法測(cè)定碳酸鈣中鎘含量的不確定度評(píng)定

丁敏 馬兆堂 王麗平 高小春

（1江蘇省泰州醫(yī)藥園區(qū)公共平臺(tái)中心 江蘇 泰州 225300）

（2江蘇省泰州醫(yī)藥園區(qū)新藥申報(bào)中心 江蘇 泰州 225300）

參考《中國(guó)藥典2015版》四部的原子吸收分光光度法中第二法標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)定碳酸鈣中鎘含量[1]，通過(guò)分析各個(gè)測(cè)定環(huán)節(jié)的測(cè)量不確定度[2，3，4]，來(lái)討論分析影響原子吸收分光光度法（標(biāo)準(zhǔn)加入法-火焰法）測(cè)定碳酸鈣中鎘含量的不確定度的主要分量[5]。

1.實(shí)驗(yàn)材料

1.1 儀器設(shè)備部分

原子吸收光譜儀（賽默飛ICE 3500，原子化器-火焰原子化器）；電子天平（梅特勒XS105DU， 精度0.01mg）；超純水機(jī)（默克密理博Milli-Q Reference）。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及試劑部分

鎘單元素溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院，批號(hào)12106，濃度1000μg/mL），濃硝酸（Merk分析純），碳酸鈣（上海諾成藥業(yè)股份有限公司，批號(hào)1310208，規(guī)格500克/袋），純水（均由上述超純水機(jī)制備）。

2.實(shí)驗(yàn)操作

2.1 器皿準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)中所有器皿均純水洗滌干凈后用10%硝酸浸泡24h以上，再用純水洗滌干凈烘干備用。

2.2 鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液（2μg/mL）配制

精密量取上述鎘單元素溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)5mL，移于50mL容量瓶中，加純水稀釋至刻度，可得10μg /mL鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液，該標(biāo)準(zhǔn)溶液需冷藏儲(chǔ)存。精密量取10μg /mL鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液10mL，移于50mL容量瓶中，加純水稀釋至刻度，即得2μg /mL鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液，該標(biāo)準(zhǔn)溶液需現(xiàn)配現(xiàn)用。

2.3 檢測(cè)系列樣品溶液配制

取供試品20.0g，精密稱定，置于250mL容量瓶中。加入硝酸60mL，超聲5min溶解。按照標(biāo)準(zhǔn)加入法[1]，取4份50mL供試品溶液，分別置4個(gè)100mL容量瓶中，分別加入標(biāo)準(zhǔn)鎘溶液（2μg/mL）0mL、2mL、3mL及4mL，再用純水稀釋至刻度，制成從零開(kāi)始遞增的一系列溶液。

2.4 原子吸收光譜儀操作及數(shù)據(jù)采集

按照規(guī)定打開(kāi)設(shè)備及軟件，建立或載入方法，選擇元素?zé)翩k（Cd），重復(fù)測(cè)樣次數(shù)為3，測(cè)量時(shí)間、波長(zhǎng)（228.8nm）、燈電流和通帶一般為默認(rèn)參數(shù)（編碼元素?zé)粼O(shè)備自動(dòng)生成參數(shù)），背景校正為四線氘燈，火焰類型選擇空氣-乙炔，燃?xì)饬髁堪凑哲浖J(rèn)值，校正方法選擇一般：標(biāo)準(zhǔn)加入法最小二乘法擬合，配置濃度點(diǎn)數(shù)量為5，輸入各點(diǎn)加入的標(biāo)準(zhǔn)鎘溶液濃度，保存方法。以8%硝酸溶液為空白，依次檢測(cè)空白和系列供試品溶液的吸光度，軟件根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線及待檢溶液的含量結(jié)果，并同時(shí)給出擬合標(biāo)曲的相關(guān)系數(shù)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)重復(fù)的SD值，再以待檢溶液的含量結(jié)果計(jì)算供試品中待測(cè)元素的含量。

2.5 計(jì)算公式及測(cè)量模型

W（Cd）=Cx×Vx/mx=（a0-A0）×Vx/（a1×mx），式中 W（Cd）為供試品的鎘含量（μg/g）；Cx為供試品溶液中的鎘含量（μg/L）；Vx為供試品溶液的體積（L）；mx為稱樣量（g）；a0為擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線的截距；a1為標(biāo)準(zhǔn)擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率。

3.測(cè)量不確定度的分量

根據(jù)上述的測(cè)量模型，可推斷出供試品的鎘含量測(cè)定的測(cè)量不確定度主要以下分量組成：①斜率a1引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(a1)：該項(xiàng)包括鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過(guò)程引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1(a1)、校準(zhǔn)曲線擬合時(shí)斜率a1所引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2(a1)；②(a0-A0)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(a0-A0)；③供試品溶液定容體積Vx引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Vx)；④天平稱取供試品質(zhì)量mx引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(mx)；⑤重復(fù)性實(shí)驗(yàn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(rep)。

4.測(cè)量不確定各分量的評(píng)估

4.1 斜率a1引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(a1)的評(píng)估

4.1.1 標(biāo)準(zhǔn)系列溶液配制過(guò)程中引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1，rel(a1)

4.1.1.1 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液質(zhì)量濃度的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1,rel(a1.1)

鎘單元素溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的濃度為1000μg/mL，校準(zhǔn)證書(shū)給出的相對(duì)擴(kuò)展不確定度為0.8%（k=2）。即，u1,rel(a1.1)=0.8%/2=0.4%。

4.1.1.2 配制標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋過(guò)程中引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1，rel(a1.2)

根據(jù)2.2溶液配制，實(shí)驗(yàn)中使用10mL量筒（20℃時(shí)允許差±0.20mL）、50mL容量瓶（A級(jí)，20℃時(shí)允許差±0.05mL）完成二次稀釋。并根據(jù)實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度在±2℃間變化，由使用與校

但是自立又單身的女性一茬茬地長(zhǎng)，公眾對(duì)她們的獵奇照舊那一個(gè)，為什么不結(jié)婚。殷桃去見(jiàn)金星，開(kāi)聊不到一分鐘，金星就問(wèn)了，“如今獨(dú)身嗎？”

表1 一次稀釋（10mL量筒）產(chǎn)生的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算表

同上述方法計(jì)算得出50mL容量瓶的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為8.2×10-4。

則鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液一次稀釋過(guò)程中引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

u1，rel(a1.2)=u1，rel(a1.3)=[(8.0×10-3)2+(8.2×10-4)2]1/2=8.0×10-3

則鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋過(guò)程中引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

u1，rel(a1)=[u1，rel(a1.1)2+u1，rel(a1.2)2+u1，rel(a1.3)2]1/2=[(0.4×10-2)2+(8.0×10-3)2+2×(8.0×10-3)2]1/2=0.012

4.1.2 校準(zhǔn)曲線擬合時(shí)斜率a1所引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2，rel(a1)

則擬合的回歸標(biāo)準(zhǔn)曲線方程[6]是yi=a1×xi+a0=0.4368x+0.03741。公式中x為溶液中對(duì)應(yīng)鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，y為對(duì)應(yīng)的吸光度，為擬合方程計(jì)算得出吸光度。該樣品溶液中鎘質(zhì)量濃度cx=0.2299μg/mL，樣品中鎘含量W(Cd) =Cx×Vx/mx=2.2981μg/g。對(duì)5份系列加入標(biāo)準(zhǔn)鎘溶液的樣品溶液每一個(gè)分別進(jìn)行3次平行測(cè)量，測(cè)量次數(shù)n=15，則

標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合時(shí)斜率a1引入的標(biāo)準(zhǔn)偏差

則標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合時(shí)斜率a1引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2,rel(a1)= u2(a1)/a1=s(a1)/a1=0.0132

4.2 截距（a0-A0）引入的的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(a0-A0)的評(píng)估

標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合時(shí)斜率a0引入的標(biāo)準(zhǔn)偏差

標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合時(shí)斜率a0引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(a0)=s(a0)=0.000284。溶劑空白測(cè)試11次，標(biāo)準(zhǔn)差s0=0.0005045，。

則截距（a0-A0）所引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

表2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

表3 碳酸鈣中鎘含量重復(fù)測(cè)定結(jié)果

4.3 供試品溶液定容體積Vx引入的的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(Vx)的評(píng)估

供試品溶液定容于100mL（A級(jí)）容量瓶中。因試樣在多次重復(fù)測(cè)定時(shí)，均隨機(jī)取用容量瓶，其體積誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度已包含在重復(fù)性實(shí)驗(yàn)所引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度中，所以不再單獨(dú)評(píng)定。

4.4 電子天平稱取供試品質(zhì)量mx引入的的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(mx)的評(píng)估

精密稱取供試品0.5000g。根據(jù)電子天平證書(shū)中標(biāo)明的最大允差±0.1mg，稱量?jī)纱危?次空盤，1次是盤加樣），按均勻分布。則稱量質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為，即可得相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為urel(mx)=0.082/5000=1.6×10-5。

4.5 重復(fù)性實(shí)驗(yàn)引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(rep)的評(píng)估

稱取九份供試品，按測(cè)定方法測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表3。

4.6 各分量、合成及擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)不確定度和結(jié)果表述

由上述結(jié)果匯合所得如下表[7]，見(jiàn)表4。

表4 各分量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度及合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表

則當(dāng)取包含因子k=2，碳酸鈣中鎘含量的擴(kuò)展不確定度為U (w)= urel(w)×2×100%=0.0230×2×100%=4.6%。

即碳酸鈣中鎘質(zhì)量表示為：w=0.2552±0.0117392μg/g。

5.結(jié)語(yǔ)

本文是以《中國(guó)藥典2015版》四部的原子吸收分光光度法測(cè)定碳酸鈣中鎘含量為實(shí)例，量化含量測(cè)定整個(gè)過(guò)程中對(duì)結(jié)果有影響的各個(gè)分量的測(cè)量不確定度，得出影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不確定度的主要分量，在實(shí)際工作中減少或降低實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的不確定性。

由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及計(jì)算可得，影響檢測(cè)結(jié)果不確定度的較大分量有擬合標(biāo)曲的斜率、標(biāo)準(zhǔn)溶液配制及重復(fù)性實(shí)驗(yàn)。因此，在該檢測(cè)方法實(shí)際操作中，應(yīng)該注重溶液配置的細(xì)節(jié)操作，嚴(yán)格控制擬合曲線的相關(guān)系數(shù)，設(shè)置平行樣品，以達(dá)到減少誤差，降低實(shí)驗(yàn)不確定度的目的。

[1]中國(guó)藥典2015版，四部，通則0406.[S].2015:TZ41.

[2]中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)，CNAS-GL06:2006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,2006.

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

[4]國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局,JJF1135-2005化學(xué)分析測(cè)量不確定度評(píng)定與表示[M].北京中國(guó)計(jì)量出版社.2005.

[5]郝玉林，化學(xué)分析測(cè)量不確定度評(píng)定應(yīng)用實(shí)例[M].中國(guó)質(zhì)檢出版社/中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2011.

[6]陳彩霞,劉英,王長(zhǎng)華等，火焰原子吸收光譜法測(cè)定齒科烤瓷修復(fù)用金基和鈀基合金中銀的不確定度評(píng)定[J].分析試驗(yàn)室，2014,33（5）,578-581.

[7]李甜,酸堿滴定法測(cè)定鋰硼合金中硼的不確定度評(píng)定[J].分析試驗(yàn)室,2014,33（6）:726-728.