HPLC-DAD测定皮革中戊二醛含量的不确定度评定

周圣翔，马伟娟

1 绪论

戊二醛是一种优良的多性能蛋白质交联剂，它与皮胶原交联能使皮革具有良好的柔软性、耐碱耐汗耐洗涤和一定的耐湿热性，故被广泛运用到制革工业中。戊二醛具有明显的粘膜毒性和皮肤刺激性，有一定的致癌和突变作用。目前，戊二醛是英国危险物质安全管理处管控的物质之一［1、2］。从它的广泛性和危险性来看，对皮革中的戊二醛含量的测定是必要的。本文依标准QB/T 4200-2011处理样品，按照JJF1059规范要求，对皮革中戊二醛含量的检测过程中存在的不确定度进行评定和分析，希望对准确测定皮革中的戊二醛含量有所帮助。

2 实验部分

2.1 试剂与仪器

试剂：磷酸（85%，分析纯）；二硝基苯肼（色谱纯）；十二烷基磺酸钠（色谱纯）；乙腈（分析纯）。

标准品：10 mg/L戊二醛标准溶液（证书给出的相对扩展不确定度为3%，k=2）。

仪器：KASEN水浴振荡器（TC-100C）；奥豪斯分析天平；Waters高效液相色谱仪（e2695/2998）。

2.2 实验过程

称取试样2 g（精确至0.1 mg），装入100 mL锥形量瓶中，加入50 mL已预热到40℃的十二烷基磺酸钠溶液，盖紧盖子，在（40+0.5）℃的水浴中振荡萃取（60+2）min后, 将5.0 mL萃取液、4.0 mL乙腈、0.5 mL的二硝基苯肼（DNPH）溶液移入到10 mL的容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，充分摇匀，室温下（18℃～25℃）放置90 min后用滤膜过滤，然后用液相色谱测定。

样品中的戊二醛含量按下式计算：

式中：cF——样品中游离水解的戊二醛含量，mg/kg;

cs——从标准曲线中查得的戊二醛含量，μg/mL

V——萃取液体积，mL;

MW——试样质量，g。

3 不确定度的评定

3.1 不确定度来源分析

（1）样品称量产生的不确定度。

（2）实验过程中萃取液移取，定容的体积产生的不确定度。

表1 线性方程及相关系数

（3）标准物质引入的不确定度。

（4）标准工作溶液配制产生的不确定度。

（5）标准曲线的不确定度。

（6）重复测定样品产生的不确定度。

3.2 样品称量产生的不确定度uf(m)

称量所用的电子天平分辨率为0.0001 g，根据检定证书，该天平的最大允许误差为0.5 mg,由于试样采用去皮称重，按均匀分布计算，该天平校准的不确定度为：

该天平分辨率的不确定度为：

样品质量m的合成不确定度为：

样品质量m的相对不确定度为：

3.3 实验过程中萃取液移取，定容的体积产生的不确定度uf(V)

使用5 mL的移液管(A级)移取5 mL的萃取样液于10 mL的容量瓶（A级）中。5 mL移液管的允许误差为0.025 mL,假设均匀分布，带来的不确定度为:

实验室温度一般为（20+0.5）℃，萃取液的膨胀系数为2.1×10-4，按照均匀分布计算移取萃取液时温度引起的不确定度为：

10 mL容量瓶的允许误差为0.02 mL,假设均匀分布，则带来的不确定度为：

由萃取液移取，定容的体积产生的相对不确定度为：

3.4 标准物质引入的不确定度uf(c1)

根据标准品证书，戊二醛标准溶液的相对扩展不确定度为3%，k=2,则相对不确定度

3.5 标准工作溶液配制产生的不确定度uf(S)

分 别 移 取 0.5 mL、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL、4.0 mL、5.0 mL戊二醛标准溶液至10 mL的容量瓶中，配置标准工作溶液，用到的容器为：1 mL移液管、2 mL移液管、5 mL移液管、10 mL容量瓶，均为A级。其允许的误差分别为：0.006 mL、0.01 mL、0.025 mL、0.02 mL。

使用1 mL的移液管(A级)移取0.5 mL的戊二醛标准溶液于10 mL的容量瓶（A级）中。1 mL移液管的允许误差为0.006 mL,假设均匀分布，带来的不确定度为：

实验室温度一般为（20+0.5）℃，萃取液的膨胀系数为2.1×10-4，按照均匀分布计算移取0.5 mL戊二醛标准溶液时温度引起的不确定度为：

10 mL容量瓶的允许误差为0.02 mL,假设均匀分布，则带来的不确定度为：

则配制第一级标准工作溶液产生的相对不确定度为：mL

按此计算，算出各级标准工作溶液的相对不确定度为：

uf(S1)=0.0111、uf(S2)=0.0094、uf(S3)=0.0091、uf(S4)=0.0099、uf(S5)=0.0094、uf(S6)=0.0091

则戊二醛标准工作溶液配制过程带来的相对不确定度为：

3.6 标准曲线的不确定度uf(c2)

分别取6个不同浓度的戊二醛标准溶液，用高效液相色谱测定，得到对应的峰面积，通过最小二乘法进行拟合，绘制标准曲线，得到线性回归方程和相关系数，见表1。

表1中，y为戊二醛的峰面积，x为戊二醛的浓度。

由标准曲线拟合所引起的标准不确定度u(c2)按公式（1）和公式（2）计算：

式中：b为斜率；a为截距；P为平行测定次数，取P=2,N=6，ci为拟合标准工作曲线的标准工作溶液浓度；c为试样溶液浓度全部标准工作溶液浓度的平均浓度。

带入参数，所得：

S=3.8

工作曲线标准不确定度u(c2)=0.099

工作曲线相对标准不确定度uf(c2)=0.0157

把标准物质、标准工作溶液配制产生的和工作曲线的相对不确定度合成，得到试样溶液中戊二醛浓度的相对不确定度为uf(c)=

3.7 重复测定样品产生的不确定度uf(A)

对试样溶液进行平行测定9次，测得试样中戊二醛含量如表2。

则重复测定样品产生的相对不确定度为：

3.7 不确定度分量的合成与扩展不确定度

3.7.1 不确定度分量的合成

综上计算的各分量的相对标准不确定度，可以得到合成相对标准不确定度为：

表2 重复性测量数据

取cf=31.5mg/kg,则皮革样品中戊二醛含量的标准不确定度为：u(cf)=uf(cf)×31.5=1.50 mg/kg。

3.6.2 扩展不确定度及结果表示

当置信概率为95%时，包含因子k=2，扩展不确定度为：U(cf)=k·u(cf)=2×1.5=3.0 mg/kg,皮革试样中戊二醛的含量为：（31.53.0）mg/kg

4 结论

本文对高效液相色谱法测定皮革中戊二醛含量的不确定度来源进行了计算和分析，从评估过程可知，对总不确定度贡献最大的是样品液制备和标准工作溶液配制过程中所引起的不确定度，所以，实验人员在测定过程中要注意操作规范，多次测量，降低测定过程所带来的不确定度，保证数据的准确。