乙醇中對羥基苯甲酸丁酯制備及不確定度評定

王亞玲

（北京海岸鴻蒙標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)技術(shù)有限責(zé)任公司，北京 102600）

引言

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為測量標(biāo)準(zhǔn)和量值傳遞的有效載體，在儀器的檢定校準(zhǔn)，分析方法評價(jià)和驗(yàn)證，分析測量的質(zhì)量控制，結(jié)果量值的準(zhǔn)確、一致、可靠，實(shí)現(xiàn)量值溯源等方面發(fā)揮著十分重要的作用[1-3]。

對羥基苯甲酸丁酯可用于藥品、化妝品及食品等領(lǐng)域，對酵母和霉菌有很強(qiáng)的抑制作用，可以抑制微生物的生長和繁殖，延長食品、藥品及化妝品的保存時(shí)間，抑制物質(zhì)腐敗。根據(jù)GB 5009.31—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中對羥基苯甲酸酯類的測定》中規(guī)定的對羥基苯甲酸丁酯標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行制備[4-8]。

為滿足食品、環(huán)保、醫(yī)藥、職業(yè)衛(wèi)生系統(tǒng)、質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)系統(tǒng)等單位日常分析和檢驗(yàn)、填補(bǔ)市場空白或豐富其種類，給客戶更多選擇，本文針對乙醇中對羥基苯甲酸丁酯標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行了制備。通過制備乙醇中對羥基苯甲酸丁酯溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，檢測行業(yè)可用于羥基苯甲酸丁酯的定性及定量分析，也可用于儀器校正和方法驗(yàn)證，滿足日益增長的鑒定、校準(zhǔn)計(jì)量需求。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器和試劑

移液槍，德國Eppendorf；容量瓶1 000 mL，德國Witeg；電子天平，MS205DU，瑞士Mettler Toledo；GC-2030 氣相色譜儀，日本Shimadzu。

主要試劑見表1。

表1 主要試劑及生產(chǎn)廠家

1.2 儀器工作條件

氣相色譜儀，色譜柱為DB-5，30 m×0.32 mm×0.50 μm；氣化室為250 ℃，檢測器為FID，280 ℃；流速為1 mL/min；進(jìn)樣量為1 μL；分流比為50；程序升溫為100 ℃保持1 min，以10 ℃/min 升至250 ℃保持2 min。

2 溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的制備

按照標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)制備流程，首先制備甲醇溶劑空白樣，檢測溶劑對標(biāo)物的干擾；之后用重量-容量法配制：采用天平準(zhǔn)確稱取1.004 23 g 對羥基苯甲酸丁酯純度標(biāo)準(zhǔn)品，轉(zhuǎn)移至含有乙醇的1 000 mL 容量瓶中，立刻使用乙醇定容并搖勻，快速放入冷凍冰箱中。用制冷劑控制配制值1 001 μg/mL（標(biāo)稱質(zhì)量濃度1 000 μg/mL）的溶液溫度在（-10±2）℃，以2 mL/支灌封至安瓿中并冷藏、避光條件下保存。

測試結(jié)果如圖1 所示。溶劑經(jīng)檢測無雜峰，對標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)檢測無干擾，滿足該標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配制要求。其中，縱坐標(biāo)代表待檢測物質(zhì)在檢測器上相應(yīng)的電信號(hào)值；橫坐標(biāo)代表檢測物質(zhì)需要的時(shí)間。

圖1 乙醇溶劑圖

3 結(jié)果與討論

根據(jù)JJF1006—1994《一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)技術(shù)規(guī)范》和JJF1343—2012《標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值的通用原則及統(tǒng)計(jì)學(xué)原理》要求對標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行了均勻性和穩(wěn)定性檢驗(yàn)（長期穩(wěn)定性和短期穩(wěn)定性）[9-10]。

3.1 均勻性檢驗(yàn)

抽樣方法為：從全部包裝單元中隨機(jī)抽取15 瓶樣品，每瓶測3 次，做均勻性檢驗(yàn)。檢測方法為氣相色譜（FID）法，測定結(jié)果通過方差分析法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。根據(jù)自由度（v1，v2）及給定的顯著性水平α，可由F 表查得臨界Fα值。若F＜Fα，表明組內(nèi)與組間無明顯差異，樣品均勻。本研制報(bào)告結(jié)果表明F（14，30）=1.226＜F0.05（14，30）=2.04 樣品均勻。

3.2 穩(wěn)定性檢驗(yàn)

采用經(jīng)典穩(wěn)定性評估方式。在符合儲(chǔ)存條件的時(shí)間段內(nèi)按先密后疏的原則，采用氣相色譜（FID）法檢測標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)特性量值的變化[11-13]。繪制特性量值隨時(shí)間變化圖，擬合回歸曲線，用該曲線斜率的顯著性來評估標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的穩(wěn)定性。即，以時(shí)間為橫坐標(biāo)，測定值為縱坐標(biāo)進(jìn)行線性擬合，得直線的斜率為β1，對于穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，β1的期望值為零，基于β1的標(biāo)準(zhǔn)偏差，用t 檢驗(yàn)（自由度為n-2）進(jìn)行判斷：若|β1|＜t0.95，n-2s（β1）則表明斜率不顯著，未觀察到不穩(wěn)定性。

本次長期穩(wěn)定性時(shí)間按12 個(gè)月考察，每次取5 支樣品，得到的斜率為0.098，直線標(biāo)準(zhǔn)偏差3.54，斜率標(biāo)準(zhǔn)偏差0.164，t0.95，n-2·s（β1）0.421，斜率絕對值小于t值，斜率不顯著未觀測到不穩(wěn)定性。對于短期穩(wěn)定性使用恒溫恒濕箱，設(shè)定濕度為73%RH、溫度為60 ℃與設(shè)定冰箱溫度為-20 ℃兩種條件下，隨機(jī)抽取35支樣品（每次取5 支）、考察14 d；分別得到60 ℃與-20 ℃條件下，斜率（-0.245、-0.296）均小于t0.95，n-2·s（β1）（0.575、0.509），穩(wěn)定性良好。

3.3 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定值及不確定度評定

配制值計(jì)算公式見式（1）。

式中：c 為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的質(zhì)量濃度，μg/mL；m 為稱取的純度標(biāo)準(zhǔn)品的質(zhì)量，g；p 為純度標(biāo)準(zhǔn)品的純度，%；V為配制體積，mL。

標(biāo)準(zhǔn)值采用配制值，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定值可以從配制值直接計(jì)算得出，為1 001 μg/mL。

3.3.1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不確定度評定

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度的不確定度主要有3 個(gè)來源：

3.3.1.1 第1 項(xiàng)不確定度分析第1 項(xiàng)不確定度由原料標(biāo)準(zhǔn)品純度引入，相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.2%/2=0.1%。

3.3.1.2 第2 項(xiàng)不確定度分析

第2 項(xiàng)不確定度由天平、容量瓶引入。

3.3.1.2.1 天平引入的不確定度

1）天平稱量重復(fù)性誤差：根據(jù)天平檢定證書，重復(fù)性最大允許誤差為0.15 mg，樣品凈重為2 次稱量操作所得，每一次為獨(dú)立觀測結(jié)果，則相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

2）天平示值誤差：根據(jù)天平檢定證書，稱量5 g以內(nèi)的樣品，示值最大允許誤差為0.05 mg，樣品凈重為2 次稱量操作所得，每一次為獨(dú)立觀測結(jié)果，則相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：0.05//1 004.23×100%×=0.004 1%。

3）浮力影響：常壓下稱重，此項(xiàng)可忽略。

因此，天平引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.3.1.2.2 容量瓶體積引入的不確定度

主要有3 個(gè)因素對定容體積產(chǎn)生影響：容量瓶容量最大允許差、定容重復(fù)性和溫度。

容量瓶校準(zhǔn)引入的不確定度：使用1 000 mL 的容量瓶1 次，其最大允許誤差為±0.40 mL，假定為均勻分布，則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

定容重復(fù)性：對1 000 mL 容量瓶充滿10 次的稱量實(shí)驗(yàn)，得出標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.2 mL，則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：μ2（V）=0.20 mL。

3）溫度影響：本次溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配制溫差在±3 ℃，二硫化碳的體積膨脹系數(shù)為1.09×10-3mL·℃-1，假定為均勻分布，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

將以上3 個(gè)因素的分量進(jìn)行合成，則定容體積引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

因此，由容量瓶引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.20%。

3.3.1.2.3 封裝過程引入的不確定度

考慮到制備分裝、熔封溶液過程對量值的影響，在對羥基苯甲酸丁酯封裝過程中取前后各3 支樣品（每支測3 次）進(jìn)行測定，測定結(jié)果及計(jì)算得到相對標(biāo)準(zhǔn)偏差如表2。從表2 中可以看出，封裝引入的不確定度為0.41%。

表2 封裝測試結(jié)果 μg/mL

封裝前后引起的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

（1 003.622-1 000.200）/1 001×100%=0.34%.

第2 項(xiàng)相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

3.3.1.3 第3 項(xiàng)不確定度分析

第3 項(xiàng)不確定度由樣品的不均勻性和不穩(wěn)定性及短期穩(wěn)定性引起的不確定度：以均勻性、穩(wěn)定性及短期穩(wěn)定性相對標(biāo)準(zhǔn)偏差合成而得，其中，短期穩(wěn)定性考察了60 ℃和-20 ℃取其中最大值作為短期穩(wěn)定性引起的不確定度，計(jì)算結(jié)果如下：

總不確定度u 為各項(xiàng)不確定度方和根，相對擴(kuò)展不確定度Urel定為總不確定度的2 倍，見表3。

表3 對羥基苯甲酸丁酯溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的各項(xiàng)不確定度及相對擴(kuò)展不確定度

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)相對擴(kuò)展不確定度和穩(wěn)定期見表4。

表4 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)值、相對擴(kuò)展不確定度和穩(wěn)定期

4 結(jié)論

本項(xiàng)目研制的乙醇中對羥基苯甲酸丁酯溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，采用重量-容量法制備并定值，經(jīng)F 檢驗(yàn)、t檢驗(yàn)，對其準(zhǔn)確定值；均勻性和穩(wěn)定性良好，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)；為對羥基苯甲酸丁酯溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)日后的研發(fā)提供了較為便利的條件。