全自動(dòng)凱氏定氮儀測(cè)定蛋白質(zhì)(以N計(jì))不確定度分析與探討

潘心紅 陳建國(guó) 黃潤(rùn)玲** 周洪偉 盧祝靚子 程焰芳 李美霞

(1.廣州市疾病預(yù)防控制中心，廣州 510440；2.從化市疾病預(yù)防控制中心，從化 510090)

分析測(cè)定過(guò)程中,試驗(yàn)結(jié)果均存在不同程度的不確定度，本文通過(guò)對(duì)自動(dòng)凱氏定氮儀測(cè)定蛋白質(zhì)(以N計(jì))含量的檢驗(yàn)過(guò)程,從而找出影響不確定度測(cè)量造成的相關(guān)因素[1],評(píng)估與計(jì)算合成各個(gè)不確定度分量,最終得出樣品中蛋白質(zhì)(以N計(jì))含量的擴(kuò)展不確定度與合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度[2]。本次研究結(jié)果《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》中的相關(guān)技術(shù)要求與規(guī)范指針,評(píng)定凱氏定氮儀測(cè)定蛋白質(zhì)(以N計(jì))的不確定度[3]。

1 材料與方法

1.1 測(cè)定方法

按照GB5009.5-2016中的,用電子天平稱(chēng)取充分混勻的固體試樣 0.2g～2g 、半固體試樣 2g～5g 或液體試樣 10g～25g(約當(dāng)于 30mg～40mg 氮),精確至 0.001g,至消化管中,再加入 0.4g硫酸銅,6g 硫酸鉀及 20mL 硫酸于消化爐進(jìn)行消化。當(dāng)消化爐溫度達(dá)到 420℃ 之后,繼續(xù)消化 1h,此時(shí)消化管中的液體呈綠色透明狀,取出冷卻后加入 50mL 水,于自動(dòng)凱氏定氮儀(使用前加入氫氧化鈉溶液,鹽酸或硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液以及含有混合指示劑A 或 B 的硼酸溶液)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加液、蒸餾、滴定和記錄滴定數(shù)據(jù)的過(guò)程。

1.2 建立數(shù)學(xué)模型

被測(cè)樣品中蛋白質(zhì)(以N計(jì))的數(shù)學(xué)模型公式為:

式中:X—試樣中蛋白質(zhì)(以N計(jì))含量(g/100 g) ;V1—試樣消耗鹽酸標(biāo)液的體積 mL;V0—空白消耗鹽酸標(biāo)液的體積 mL;m—試樣質(zhì)量，g。

u( X) 樣品中蛋白質(zhì)(以N計(jì))的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，g/100 g。

注:當(dāng)只檢測(cè)氮含量時(shí),不需要乘蛋白質(zhì)換算系數(shù) F

1.3 不確定度來(lái)源

根據(jù)分析方法數(shù)學(xué)模型及分析測(cè)試過(guò)程可以得出測(cè)定過(guò)程中的不確定度來(lái)源[4]。

(1) 樣品測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度分量u1；

(2)稱(chēng)量樣品質(zhì)量引入的不確定度分量u(m)2；

(3 )鹽酸標(biāo)液體積 V1與V0引入的不確定度u(v)3；

(4)自動(dòng)定氮儀引入的不確定度u4；

(5) C(HCl)滴定引入的不確定度u(c)5。

2 結(jié)果

2.1 重復(fù)性測(cè)量的不確定度u1

對(duì)試樣按標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行重復(fù)測(cè)量6次,結(jié)果xi為g/100g:20.98、 20.80、21.04、20.71、21.26、20.46， 平均值 20.88， 其重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差S(x6), 屬A類(lèi)不確定度，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 重復(fù)性測(cè)量的不確定度結(jié)果

2.2 樣品稱(chēng)量帶來(lái)的不確定度u(m2)

2.2.1電子天平校準(zhǔn)的不確定度u21

2.2.2天平分辨率產(chǎn)生的不確定度

2.2.3稱(chēng)量帶來(lái)的不確定度

2.3 鹽酸標(biāo)液體積V1與V0引入的不確定u(v)3

2.3.1 消耗V1引入的不確定uV1

結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 消耗V1體積測(cè)定結(jié)果

2.3.2消耗V0引入的不確定uv0

結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 消耗V0體積測(cè)定結(jié)果

2.4 自動(dòng)定氮儀引入的不確定u4

根據(jù)u4=U儀器=0.2%/K=2u4=0.001

2.5 C(HCl) 標(biāo)液滴定引入的不確定u(c)5

2.5.1 C(HCl)滴定管引起的不確定度

2.5.2C(HCl)標(biāo)液滴定讀數(shù)的不確定度

2.6 合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定:

=0.127

2.7 擴(kuò)展不確定度及測(cè)定結(jié)果的表示

結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 測(cè)量不確定度分量評(píng)定結(jié)果

擴(kuò)展不確定度Ur通過(guò)使用包含因子(K=2)：Ur=K×μ=0.127×2=0.25

測(cè)定結(jié)果的表示:蛋白質(zhì)含量(以N計(jì))為：(20.9±0.25)g/100 g 。

3 結(jié)論

從以上分析對(duì)比各不確定度分量結(jié)果來(lái)看, 不確定度主要來(lái)源于重復(fù)性的標(biāo)準(zhǔn)不確定度(A 類(lèi))。稱(chēng)量樣品質(zhì)量和V1與V0引入的不確定度分量，自動(dòng)定氮儀與標(biāo)液滴定引入的不確定度分量，都是相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度(B 類(lèi)),因此在實(shí)驗(yàn)中規(guī)范操作, 盡量降低不確定度各分量[5]。在本次研究中，由總重復(fù)性不確定度分量貢獻(xiàn)最大、標(biāo)準(zhǔn)溶液V1與V0次之，所以要降低滴定消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積的不確定度，在測(cè)量過(guò)程中，自動(dòng)定氮儀的儀器在最佳狀態(tài)、進(jìn)行期間核查等方法來(lái)減少不確定度對(duì)結(jié)果的影響[6]。