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(甘肅煙草工業(yè)有限責任公司 技術研發(fā)中心，甘肅 蘭州 730050)

測量不確定度是表征合理地賦予被測量之值的分散性與測量結果的參數(shù)，也是對檢測數(shù)據(jù)真實性的客觀反映和判定測量結果可靠程度的依據(jù)[1-2]。測量不確定度一般來源于隨機性和模糊性，前者歸因于條件不充分，后者歸因于事物本身概念不明確，這就使得測量不確定度一般由許多分量組成[3]。本文根據(jù)《化學分析中不確定度的評估指南》[4]和《測量不確定度評定與表示》[5]，采用高效液相色譜法測定煙用添加劑中甲醛含量，對不確定度來源如標準溶液配制，樣品前處理，以及儀器測量重復性進行了綜合評定，建立HPLC法測定煙用添加劑中甲醛的不確定度評定方法，為測量方法的優(yōu)化和測量結果質(zhì)量的評定提供科學依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料、儀器

甲醛-2.4-二硝基苯腙(標準品，濃度為1001 μg/mL，純度>99.7%，AccuStandard，Inc)；乙腈(色譜純，Amethyst)；四氫呋喃(色譜純，Amethyst)，水應符合GB/T6682中一級水的要求；磷酸(色譜純)。

METTLER TOLEDO分析天平，精確至0.0001；旋轉(zhuǎn)振蕩器；Waters e2695，配二極管陣列檢測器；超純水機；有機相針式濾器，0.45 μm。

1.2 標準溶液的配制

由于添加劑樣品甲醛濃度遠低于標準方法YC/T 359-2010《煙用添加劑 甲醛的測定 高效液相色譜法》中最低濃度0.173 mg/L，故采用標準方法YC/T 332-2010 《煙用水基膠 甲醛的測定 高效液相色譜法》配制標準溶液。

用移液管準確移取0.5 mL 1.0 mg/mL 甲醛-2，4-二硝基苯腙至50 mL 容量瓶中，乙腈定容，定為第1級標準溶液。

取第1級標準溶液20.00 mL 加入50 mL容量瓶中，乙腈定容，定為第2級標準溶液。

取第2級標準溶液20.00 mL 加入50 mL 容量瓶中，乙腈定容，定為第3級標準溶液。

取第3級標準溶液20.00 mL 加入50 mL 容量瓶中，乙腈定容，定為第4級標準溶液。

取第4級標準溶液20.00 mL 加入50 mL 容量瓶中，乙腈定容，定為第5級標準溶液。

取第5級標準溶液20.00 mL 加入50 mL 容量瓶中，乙腈定容，定為第6級標準溶液。

配制成相當于甲醛的系列標準溶液濃度依次為1.429 mg/L、0.571 mg/L、0.229 mg/L、0.0914 mg/L、0.0366 mg/L、0.0146mg/L。

1.3 分析步驟

根據(jù)標準方法YC/T 359-2010《煙用添加劑 甲醛的測定 高效液相色譜法》分析處理樣品。稱取1g(精確至0.0001 g)試樣于50 mL具塞錐形瓶中，加入20 mL萃取溶液(THF∶H2O，9∶1)，充分混勻，置于旋轉(zhuǎn)振蕩器中，100 rpm旋轉(zhuǎn)振蕩5 min，靜置1 min，準確移取1 mL上清液至10 mL容量瓶中，移液管加入1 mL衍生化試劑，以萃取溶液定容，放置10 min后，用0.45 μm有機濾膜過濾，濾液待高效液相色譜分析。

2 數(shù)學模型

按照儀器測試條件測定樣品，由保留時間定性，外標法定量，公式為:

式中：X——試樣中甲醛含量，mg/kg；

C——由標準曲線得出的甲醛濃度，mg/L；

C0——由標準曲線得出的空白值，mg/L；

k ——稀釋倍數(shù)；

V——萃取液體積，mL；

m——試樣質(zhì)量，g。

3 不確定度來源

根據(jù)數(shù)學模型和試驗過程可分析，煙用添加劑中甲醛含量測量不確定度的主要來源為： (1)標準溶液引入的不確定度：包括標準溶液濃度引入的不確定度，標準溶液配制過程中玻璃量具校準、溫度變化引入的不確定度；(2)標準曲線擬合引入的不確定度；(3)樣品前處理過程引入的不確定度：包括樣品稱量時電子天平引入的不確定度，樣品萃取引入的不確定度，樣品取樣量引入的不確定度，樣品溶液稀釋定容引入的不確定度；(4)重復性測定引入的不確定度。

4 不確定度評定

4.1 標準溶液引入的不確定度評定

4.1.1 標準溶液濃度引入的不確定度

采用B類評定方法，根據(jù)標準物質(zhì)證書提供的信息，甲醛-2.4-二硝基苯腙的濃度為1001 μg/mL，不確定度為±5%。在95% 置信區(qū)間內(nèi)，按均勻分布計算，包含因子k=2。由甲醛-2.4-二硝基苯腙引入的相對標準不確定度：

4.1.2 標準溶液配制過程中引入的不確定度評定

4.1.2.1 玻璃量具校準引入的不確定度

u1=

4.1.2.2 溫度變化引入的不確定度

根據(jù)表1，標準儲備液配制過程中引入的相對不確定度urel(C2)為：

表1 標準溶液配制過程中引入的不確定度Table 1 Uncertainty in preparation of standard solution

4.1.3 標準曲線擬合引入的不確定度評定

按照標準配制0.0146 mg/L、0.0366 mg/L、0.0914 mg/L、0.229 mg/L、0.571 mg/L、1.429 mg/L不同濃度系列標準工作溶液，重復三次測量，用最小二乘法擬合標準溶液濃度-峰面積得線性回歸方程Y=3.40e+005X-1.04e+001，相關系數(shù)為0.9999，峰面積測定值見表2。

表2 系列標準溶液峰面積測定結果Table 2 Determination of peak area of standard solutions

由標準曲線擬合引入的相對不確定度urel(C3)為：

由以上數(shù)據(jù)得出，標準溶液引入的相對不確定度為：

4.2 樣品前處理過程引入的不確定度評定

4.2.1 樣品稱量時電子天平引入的不確定度

樣品稱量引入的相對不確定度為：

4.2.2 樣品萃取引入的不確定度

樣品萃取過程中使用25 mL瓶口分液器，不確定度主要來源于檢定和重復性兩個方面。檢定證書給出25 mL瓶口分液器的不確定度為0.08，k=2，則u5為0.08/2=0.04 mL；25 mL瓶口分液器移取10次并稱量得到的標準偏差u6為0.011 mL，因此樣品萃取過程中引入的相對標準不確定度為：

4.2.3 樣品取樣量引入的不確定度

使用1 mL移液器移取樣品，不確定度主要來源于檢定和重復性兩個方面。檢定證書給出1 mL移液器的不確定度為0.006，k=2，則u7為0.006/2=0.003 mL；1 mL移液器移取10次并稱量得到的標準偏差u8為0.002 mL，因此樣品取樣量引入的相對不確定度為：

4.2.4 樣品溶液稀釋定容引入的不確定度

移取1 mL樣品于10 mL容量瓶中用萃取溶液定容引入的不確定度主要來源于10 mL容量瓶最大允差和重復性兩個方面。10 mL容量瓶引入的不確定度u9為1.15×10-2；10 mL容量瓶量取10次并稱量得到的標準偏差u10為0.009 mL，因此樣品溶液稀釋定容引入的相對標準不確定度為：

樣品前處理過程體積引入的相對不確定度urel(V)為：

4.3 儀器測量重復性引入的不確定度urel(rep)

urel(rep)=7.90×10-3

4.4 相對標準不確定度的合成及擴展

根據(jù)表3中的各個不確定度分量進行計算，添加劑中甲醛含量的合成相對標準不確定度u為：

取置信水平為95%，包含因子k=2，可得其擴展不確定度為：

U=2×u=0.30 mg/kg

表3 煙用添加劑中甲醛含量的不確定度Table 3 list of uncertainty of formaldehyde concent in tobacco additive

5 結論

在置信水平為95%，包含因子k=2，高效液相色譜法測定添加劑中甲醛含量為(5.4±0.30)mg/kg。從分析結果可知，在添加劑甲醛含量的檢測過程中，對其不確定度分量進行了評定，發(fā)現(xiàn)按不確定度對測定結果影響程度的大小依次分別為：標準溶液配制、測量重復性、樣品定容、樣品稱量。其中，以標準曲線擬合引入的不確定度影響最大，由樣品重復性測定、樣品定容和樣品稱量引入的不確定度相對較小，可忽略不計。因此，在配制標準溶液時盡量使用精密度較高的玻璃器具，增加標準溶液系列標準點數(shù)確保濃度準確，嚴格規(guī)范樣品處理，從而降低測量不確定度，提高檢測結果的準確性和可靠性。