袁月 李瑩 汪晴 程紅新

【摘要】 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法測(cè)定化妝品中鄰苯二甲酸酯類化合物不確定度的主要來(lái)源有標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定度、樣品引入的不確定度、樣品處理過(guò)程中引入的不確定度。以鄰苯二甲酸丁芐酯（BBP）為例，對(duì)各不確定度分量進(jìn)行了評(píng)定，計(jì)算了合成不確定度和擴(kuò)展不確定度。當(dāng)化妝品中BBP測(cè)量結(jié)果為10.05 mg/L時(shí)，其擴(kuò)展不確定度為0.70 mg/L（k=2）。

【關(guān)鍵詞】 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀;化妝品;鄰苯二甲酸丁芐酯;不確定度

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2021.02.042

Uncertainty Evaluation of Determination of Butyl Benzyl Phthalate in Cosmetics by Gas Chromatographt-Mass Spectrometry

YUAN YUE1，LI YING1，WANG QINNG2，Cheng Hongxin1

（1.Liaoning Inspection Examination and Certification Centre，Shenyang 110036，China;

2.Dalian University of Technology，Dalian 116024，China）

Abstract： The main sources of uncertainty of determination of phthalate esters in cosmetics by gas chromatography-mass spectrometry were the standard solution，the sample，the sample handling course. Butyl benzyl phthalate（BBP）as an example，each uncertainty component was evaluated. The combined uncertainty and expanded uncertainty were calculated. As the measuring the results of BBP in cosmetics was 10.05 mg/L，the expanded uncertainty was 0.70 mg/L（k=2）.

Key words： gas chromatography-mass spectrometer;cosmetics;BBP;uncertainty

化妝品中鄰苯二甲酸酯應(yīng)用較多的產(chǎn)品有，香水，指甲油，發(fā)噴霧劑，香波，洗滌用品等[1]，人類與化妝品接觸的親密程度僅次于食品，過(guò)多使用含鄰苯二甲酸酯的化妝品，會(huì)對(duì)人體造成危害。因?yàn)猷彵蕉姿猁}是危害人類生殖能力的環(huán)境激素，經(jīng)過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)為危害人體肝臟與腎臟的有害化學(xué)物質(zhì)[2]。筆者結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法測(cè)定化妝品中鄰苯二甲酸酯類化合物的方法[3]，參考JJF 1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》[4]，就鄰苯二甲酸丁芐酯（BBP）的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行不確定度分析。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：7890B-7000C型，美國(guó)安捷倫公司。

超聲儀：AS3120A型超聲波清洗儀。

離心機(jī)：BECKMAN Avanti J-E型。

二氯甲烷、正己烷：色譜純。

鄰苯二甲酸丁芐酯（BBP）：1000 mg/L，不確定度2.2%，國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所。

1.2 儀器工作條件

石英毛細(xì)管柱：DB-35MS（30 m×0.25 mm，0.25μm）;柱升溫程序?yàn)椋撼跏紲囟?00 ℃保持0.5 min，以30 ℃/min速率升至300 ℃，保持2.0 min;載氣：氦氣（純度99.999%），流速為1.0 mL/min;進(jìn)樣口溫度：300 ℃;自動(dòng)進(jìn)樣，進(jìn)樣量：1.0 μL;色譜質(zhì)譜接口溫度：280 ℃;電子電離源（EI），離子源溫度：230 ℃;電子能量：70 eV;四極桿溫度：150 ℃;測(cè)量方式為選擇離子監(jiān)測(cè)SIM采集模式。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品制備

稱取0.5 g試樣（精確至0.0001 g），置于50 mL圓底螺口玻璃離心管中，加入10 mL二氯甲烷，密封，超聲萃取15 min，2000 r/min離心5 min后，移取有機(jī)相;重復(fù)上述操作，合并兩次萃取液于30 mLK-D濃縮瓶中。對(duì)于液態(tài)化妝品，如爽膚水、啫喱水、香水等，將萃取液用氮吹濃縮至近干，并用8 mL正己烷分三次淋洗K-D濃縮瓶?jī)?nèi)壁并吹近干，最后用正己烷定容至1.0 mL，過(guò)0.45 ?m濾膜，供GC-MS測(cè)定。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

以正己烷為稀釋劑，把BBP的濃度逐級(jí)稀釋為10、8.0、5.0、3.5、2.5、1.75 mg/L，，得到標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

2 結(jié)果與討論

2.1 建立數(shù)學(xué)模型和不確定來(lái)源分析

[W=cVm]

式中：W——試樣中BBP的含量，mg/kg;

c——由校準(zhǔn)曲線得出樣品處理液中BBP的含量，mg/L;

V——試樣的體積，mL;

m——試樣質(zhì)量，g。

2.2 不確定度各分量評(píng)定

本方法中BBP含量測(cè)定的不確定度來(lái)源主要有：樣品稱量引入不確定度、樣品定容引入不確定度、樣品中加標(biāo)回收率引起的不確定度、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度、校準(zhǔn)曲線引入的不確定度、標(biāo)準(zhǔn)工作液配制過(guò)程溫度變化引入的不確定度、校準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度、樣品含量測(cè)定結(jié)果均值估計(jì)該產(chǎn)品中各元素含量平均值所產(chǎn)生的不確定度。

2.2.1 樣品稱量引入的不確定度

本方法稱樣量為0.5000 g，測(cè)定使用電子分析天平準(zhǔn)確至0.0001 g，根據(jù)電子分析天平校準(zhǔn)證書(shū)，該天平的最大允差是±0.0001 g（±0.5 e），按均勻分布則：

[um=ak=0.0001/3=0.000058]

天平引起的相對(duì)不確定度為：

[urelm=u（m）m=0.000058/0.5000=0.00012]

2.2.2 樣品中加標(biāo)回收率引起的不確定度

測(cè)試樣品的制備過(guò)程非常復(fù)雜，需經(jīng)過(guò)均質(zhì)、溶液轉(zhuǎn)移、萃取、過(guò)濾等步驟，每一步驟都會(huì)引入不確定度，逐步確定每一步驟對(duì)測(cè)量結(jié)果不確定度的貢獻(xiàn)是相對(duì)困難的，將使化妝品中BBP不能100%進(jìn)入到測(cè)試液中，本文選擇通過(guò)加標(biāo)回收率的不確定度來(lái)表征[5]。準(zhǔn)確稱取6份空白樣品，按1.3.1方法對(duì)樣品進(jìn)行處理及1.2測(cè)定，此方法BBP的回收率為（%）91.90、92.73、92.50、91.17、89.88、89.65。BBP加標(biāo)回收率平均值[x]=91.30%?；厥章实臉?biāo)準(zhǔn)偏差為[Srecl]=1.31%、加標(biāo)回收率不確定度[ufrec=Srec6=0.0053]，加標(biāo)回收率相對(duì)不確定度[urelfrec=u（frec）x=0.0059]。

2.2.3 樣品定容體積引入的不確定度

根據(jù)JJG 196-2006《常用玻璃量器》規(guī)定[6]，取均勻分布，k=[3]，其引入的不確定度見(jiàn)表1。該方法是用水定容，根據(jù)JJG 196-2006《常用玻璃量器》規(guī)定[6]，實(shí)驗(yàn)室溫度（20±5） ℃，水的膨脹系數(shù)為2.1×10-4 ℃，設(shè)溫度變化為均勻分布，則溫度引起的不確定度見(jiàn)表1。樣品定容體積引入的不確定度見(jiàn)表1。

樣品定容引入的相對(duì)不確定度合成為：

[urel（樣）=u12+u22+u32=0.00437]

2.2.4 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的相對(duì)不確定度

2.2.4.1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書(shū)提供的信息，BBP的不確定度為2.2%，按正態(tài)分布考慮，k=2，其相對(duì)不確定度為：

[urel（s1）=2.2%/2=0.011]

2.2.4.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液定容過(guò)程引入的合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

同理按照2.2.2方法計(jì)算。各量具校準(zhǔn)不確定度見(jiàn)表2，各標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的不確定度見(jiàn)表3。

所以，標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

[urel（s2）=0.007362+0.015372+0.011672+0.013032+ 0.016462 +0.010182+ 0.001302? ? ? ? ? ? =0.0312]

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的相對(duì)不確定度為：

[urelstd=0.0112 + 0.03122=0.0331]

2.2.5 校準(zhǔn)曲線引入的不確定度

對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液系列中的每一個(gè)濃度測(cè)定3次，得到相應(yīng)的響應(yīng)值，用最小二乘法擬合得到數(shù)據(jù)列于表4。

剩余標(biāo)準(zhǔn)偏差為：

[sy=i=1nyi-（a+bci）2n-2]

式中：[sy]——峰面積的剩余標(biāo)準(zhǔn)偏差，[sy=96124.76];

[yi]——各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度對(duì)應(yīng)的儀器響應(yīng)值;

a——校準(zhǔn)曲線的截距;

b——校準(zhǔn)曲線的斜率;

n——曲線點(diǎn)數(shù)，每個(gè)點(diǎn)測(cè)量3遍，n=3×6=18;

[ci]——校準(zhǔn)曲線系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的濃度。

將樣品重復(fù)測(cè)定6次，得到相應(yīng)的峰面積及濃度值，數(shù)據(jù)見(jiàn)表5。

校準(zhǔn)曲線擬合的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

[ux=syb1p+1m+（x-c0）2i=1n（c0i-c0）2]

其中，m=n×重復(fù)次數(shù)（n為標(biāo)準(zhǔn)系列點(diǎn)數(shù)6，重復(fù)次數(shù)3次）;p為待測(cè)樣品的重復(fù)測(cè)定次數(shù)，p=6;[x]為待測(cè)樣品濃度的平均值15.98mg·L-1;[c0]為標(biāo)準(zhǔn)系列各點(diǎn)濃度的平均值（10.24 mg·L-1）;[c0i]為各標(biāo)準(zhǔn)液濃度測(cè)定值，mg·L-1;根據(jù)以上數(shù)據(jù)，由式（1）計(jì)算得[sy=96124.76]，由式（2）計(jì)算得標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為[u（x）=0.109]。

由標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

[urel（x）=0.109/15.98=0.00684]

2.2.6 測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度

影響測(cè)定結(jié)果的隨機(jī)因素包括樣品的均勻性、稱樣、萃取、轉(zhuǎn)移定容和儀器進(jìn)樣量等，由于整個(gè)過(guò)程較為復(fù)雜，單個(gè)因素進(jìn)行不確定度評(píng)定較為困難。在選定條件下，樣品同時(shí)測(cè)量6次，通過(guò)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差，作為各種隨機(jī)影響的合成重復(fù)性結(jié)果見(jiàn)表6。

不確定度分量為：

[u（p）=s0n=0.0510/6=0.0208]

樣品重復(fù)性引入的相對(duì)不確定度為：

[urelp=u（p）x=0.0208/10.05=0.0021]

2.2.7 不確定度的合成

將各項(xiàng)不確定度的分量進(jìn)行合成，結(jié)果計(jì)算公式為：

[urel（x）=urel2（m）+urel2（frec）+urel2（樣）+urel2（std）+urel2（x）+urel2（p）? ? ? ? ? ? =0.035]

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

[u（x）=urel（x）×x=0.035×10.05=0.35]

2.3 擴(kuò)展不確定度

該測(cè)量誤差分布屬正態(tài)分布，在95%置信水平，包含因子k=2，則BBP的擴(kuò)展不確定度[U=k×u（x）=2×0.35=0.70]

3 結(jié)論

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法測(cè)定化妝品中BBP進(jìn)行了不確定度評(píng)定，其測(cè)定結(jié)果為（10.05±0.70） mg/kg（k=2）。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中分析了各個(gè)分量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，通過(guò)數(shù)據(jù)可以分析出標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、校準(zhǔn)曲線、加標(biāo)回收和樣品重復(fù)性對(duì)結(jié)果影響比較大，其次是樣品稱量和定容體積。因此在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要充分考慮對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響因素，采用檢定過(guò)的量具、容量瓶和有證書(shū)標(biāo)準(zhǔn)溶液配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，定期維護(hù)儀器，對(duì)儀器條件進(jìn)行優(yōu)化等方式，以確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

【參考文獻(xiàn)】

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[2] 陳正夫，朱堅(jiān)，周亞康，等.環(huán)境激素的分析與評(píng)價(jià)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

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[6] 常用玻璃量器檢定規(guī)程：JJG 196-2006[S].

【作者簡(jiǎn)介】

袁月（1987-），女，主管藥師，碩士，研究方向?yàn)樗幤坊瘖y品理化分析。

李瑩（1984-），女，主管藥師，碩士，研究方向?yàn)榛瘖y品禁限用物質(zhì)檢測(cè)。

汪晴（1965-），男，博士生導(dǎo)師，教授，研究方向?yàn)榻?jīng)皮給藥系統(tǒng)研究與評(píng)價(jià)。

程紅新（1966-），女，高級(jí)工程師，學(xué)士，研究方向?yàn)槭称坊瘖y品檢測(cè)。