高效液相色谱法测定果汁中脱氢乙酸不确定度的评定

摘要目的:建立高效液相色谱法测定果汁、饮料中脱氢乙酸的测定不确定度分析方法,以评定测定结果的质量,找出主要影响因素。方法:根据方法建立不确定度的数学模型,系统分析计算结果的不确定度各分量。结果:当脱氢乙酸含量为0.200g/kg时其扩展不确定度为0.0064g/kg。其中回收率对测量不确定度影响最大。结论:此方法适用于评估高效液相色谱法测定食品中脱氢乙酸测定的不确定度。

关键词高效液相色谱脱氢乙酸不确定度

doi:10.3969/j.issn.1007-614x.2010.05.138

果汁、饮料中脱氢乙酸的测定方法及程序

食品中脱氢乙酸的检测:高效液相色谱法。准确称取均匀试样2.0050g,置于25ml容量瓶中,加入5ml2%碳酸氢钠溶液,加水稀释至刻度,摇匀。取适量置于10ml离心管中,4000转/ml离心10分钟。取上清液过0.45μm滤膜,供高效液相色谱测定,保留时间定性,峰面积与标准系列比较定量。同时做空白试验。

色谱条件:流动相甲醇+0.02mol/L乙酸铵(10+90);流速1.0ml/分钟;柱温30℃进样量:10μl色谱柱C18柱,5μm,检测波长293nm。

脱氢乙酸含量及不确定度的数学模型

试样中的脱氢乙酸含量按公式计算:X=As×Cr×V×10-3/Ar×M×Rec。式中:X-试样中脱氢乙酸的含量,单位为毫克每千克(g/kg);M-试样的质量,单位为克(g);As-试样溶液中脱氢乙酸的响应值(峰面积);Ar-标准溶液中脱氢乙酸的响应值(峰面积);Cr-脱氢乙酸标准溶液浓度(μg/ml);V-试样溶液总体积,单位为毫升(ml);Rec-回收率(%)。

不确定度及分量的来源及其量化由上述公式可见,根据不确定度的传播定律,测定结果的不确定度主要来自As、Cr、Ar、V、M、Rec等因素

试样重量(M):电子天平扣除皮重称量的3个不确定度来源:分辨率、重复性变化和天平校准。

天平校准证书上查得称量在5g及以下时,校准不确定度为0.5mg;电子天平分辩率为0.1mg,用均匀分布,其分辩率不确定度u(分)=0.029mg。

参考资料[1]中介绍了电子天平重复性变化,其不确定度u(重)=0.05mg,则(M)=0.51mg。称样量M为2.0050g,则urel(M)=0.51×0.001/2.0050=0.00025。

回收率(Rec):在样品中分别加入5mg/kg、300mg/kg、600mg/kg三个浓度的脱氢乙酸标准混匀后,重复测定10次,其回收率分别为:92.2%～97.9%,即(95.0±2.8)%。统计结果为正态分布,置信水平95%,其不确定度为:(Rec)=0.48,Urel(Rec)=0.0048。

试样处理定容体积:试样处理液定容体积的不确定度主要有温度、仪器校准、重复性等3个来源。生产商提供25ml容量瓶在20℃时的体积为(25.0±0.02)ml,使用三角形分布,则校准不确定度u(校)=0.0082ml。

重复充容25ml容量瓶10次并称量,得出标准偏差0.03,即(重)为0.0012ml。根据制造商提供的信息,此类容量瓶已经在20℃校准,一般实验室温度在±4℃之间变化。由于容量瓶等玻璃器皿的体积随温度的变化永远小于所盛取的溶液体积的变化,因此这里只考虑溶液的体积变化,并以水为代表。水的体积膨胀系数2.1×10-4℃-1,使用矩形分布,则受温度影响的不确定度u(温)=0.005ml,则定容体积的不确定度u(V)0.0097/25=0.00039。

标准工作液的浓度所引入的不确定度:试样处理液中脱氢乙酸纯度P不低于98%,即(99±1.0)%,按照均匀分布考虑,脱氢乙酸纯度P引入的标准不确定度为:(P)=0.58,Urel(P)=0.0059。

重复性已在方法回收率中考察,标准液是在20℃环境中配制,因此温度所引起的影响也可忽略不计。该方法的标准使用液的浓度为0.01～0.5mg/ml,即用分度值为0.1mg天平准确称取100.0mg标准品加入100ml容量瓶中,先用10%碳酸氢钠溶液溶解,然后用水定容至刻度,充分混匀即得标准贮备液。用10.0ml吸管分别吸取0.5、2.5、5.0、10.0ml标准贮备液至25ml容量瓶中用水定容至刻度,即得标准工作液。称量过程中引入的独立不确定度分量来自于天平的校准,所用天平的最大允许误差为0.1mg,按均匀分布处理,由此引入的不确定度为:(Mr)=0.0577mg;Urel(Mr)=0.0577/10.0=0.00577;标准工作液浓度:Cr=Mr×P×V2/(V1×V3)。

100ml、25ml容量瓶、10.0ml移液管的最大允许误差分别为0.05、0.02、0.01ml。用均匀分布处理,由校准导致的不确定度分别为:(V1)=0.0289ml;rel(V1)=0.0289/100=0.000289;(V2)=0.00577;rel(V2)=0.00577/25=0.0002308;(V3)=0.0115ml;rel(V3)=0.0115/25=0.000462。

合成标准溶液的相对标准不确定度:rel(Cr)=0.00827。

标准溶液响应所引入的不确定度:标准溶液的重复性已包含于回收率的不确定度内,峰面积的误差是由仪器的校准引起的。校准报告给出了可见紫外检测器在该灵敏度范围内的相对误差为1.5%,用均匀分布处理,峰面积的相对不确定度:rel(Ar)=0.00866。样品溶液响应所引入的不确定度:rel(As)=0.00866。

进样量的不确定度采用同一进样器等体积进样,在被测量的计算公式中没有这两个体积量,实际上是应用了其比值,当温度变化不大时,其不确定度近似相等。

不确定度的合成c(X)=0.016合成标准不确定度:c(X)=0.2×0.016=0.0032g/kg。扩展不确定度:取包含因子k=2,置信水平约95%,R的扩展不确定度分别为:Uc=0.0032×2=0.0064g/kg。

结果

按照方法规定的要求,脱氢乙酸含量0.200±0.0064g/kg。

参考文献

1中国实验室国家认可委员会.化学分析中不确定度的评估指南.北京:中国计量出版社,2002.