杨星,于晓辉,董玲玲,赵富华,万仁玲
(中国兽医药品监察所,北京100081)
永停滴定法测定磺胺间甲氧嘧啶钠注射液含量的不确定度评定
杨星,于晓辉,董玲玲,赵富华,万仁玲∗
(中国兽医药品监察所,北京100081)
以磺胺间甲氧嘧啶钠注射液为例,阐述永停滴定法含量测定结果的不确定度评定。通过建立数学模型,分析不确定度来源,对各个不确定度分量进行了评估,计算了扩展不确定度,含量测定结果可表述为(95.3±0.8)%(k=2)。结果表明,重复性测量、校准和温度差异引入的不确定度为测量结果不确定度的主要来源。
磺胺间甲氧嘧啶钠注射液;含量测定;不确定度;永停滴定法
测量不确定度是表征赋予被测量值分散性的非负参数[1],对实验室间比对、测量结果临界值的判断、方法的确认以及检测工作国际化等方面都有重要的意义。在参加能力验证和比对中经常要求报告结果时附有其不确定度指标[2]。本文根据相关技术规范标准[3-5]及参考相关文献[6-8],以磺胺间甲氧嘧啶钠注射液为例,对其含量测定结果的不确定度进行评定,分析影响检测的关键因素,以期为优化实验方法及准确认识测量结果提供帮助。
1.1 仪器与试剂 AT201电子分析天平(MET⁃TLER-TOLEDO);ZYT-1永停滴定仪(上海市安亭电子仪器厂);A级50 mL酸式滴定管;A级5 mL移液管;无水对氨基苯磺酸工作基准(容量)(北京化工厂,纯度99.9%~100.1%);磺胺间甲氧嘧啶钠注射液(江西成必信生物科技有限公司,批号20140201,规格10 mL∶1 g);其他试剂均为分析纯。
1.2 测定方法
1.2.1 亚硝酸钠滴定液(0.1 mol/L)的配制及标定
取亚硝酸钠7.2 g,加无水碳酸钠0.10 g,加水适量使溶解成1000 mL,摇匀。
取在120℃干燥至恒重的基准对氨基苯磺酸约0.5 g,精密称定,加水30 mL与浓氨试液3 mL,溶解后,加盐酸(1→2)20 mL,搅拌,在30℃以下用本液迅速滴定,滴定时将滴定管尖端插入液面下约2/3处,随滴随搅拌,至近终点时,将滴定管尖端提出液面,用少量水洗涤尖端,洗液并入溶液中,继续缓缓滴定,用永停法指示终点。每1 mL亚硝酸钠滴定液(0.1 mol/L)相当于17.32 mg的对氨基苯磺酸。标定结果见表1。
表1 亚硝酸钠滴定液标定结果表
1.2.2 样品含量测定方法 取供试品3支混匀,精密量取5 mL(V供)(约相当于磺胺间甲氧嘧啶钠0.5 g),照永停滴定法,用亚硝酸钠滴定液(0.1 mol/L)滴定。标示含量测定结果见表2。
表2 磺胺间甲氧嘧啶钠注射液标示含量测定结果表
磺胺间甲氧嘧啶钠注射液的标示含量
式中:V滴为滴定消耗的亚硝酸钠滴定液的体积,mL;C为亚硝酸钠滴定液的浓度,mol/L;M为磺胺间甲氧嘧啶钠的摩尔质量,g/mol。
由公式得知,该测量过程中不确定度的来源主要有以下几个方面[9-10]:重复测定的不确定度u(rep);亚硝酸钠滴定液消耗体积的不确定度u(V滴);磺胺间甲氧嘧啶钠摩尔质量的不确定度u(M);取样过程中(移液管)引入的不确定度u(V供);亚硝酸钠滴定液浓度的不确定度u(C)。
3.1 重复测定的不确定度u(rep) 根据表2中的平行测定结果,用极差法来评定两次测定的相对标准不确定度:
3.2 亚硝酸钠滴定液消耗体积的不确定度u(V滴)该体积有四个影响因素:滴定管校准的不确定度,滴定体积重复性的不确定度,实验室温度与校准温度差异的不确定度,永停滴定仪指示终点引入的不确定度。
3.2.1 滴定管校准的不确定度u(V滴1) 本实验采用的滴定管为50 mL、A级精度,其最大允差为±0.05 mL,假定为三角形分布,则
3.2.2 滴定体积重复性的不确定度u(V滴2) 包含于重复测定的不确定度u(rep)中,不重复评定。
3.2.3 实验室温度与校准温度差异的不确定度u(V滴3) 容量器皿校准温度为20℃,假定本实验室温度在(20±8)℃(滴定温度通常控制在28℃以内)范围内变化并近似为矩形分布:
3.2.4 永停滴定仪指示终点引入的不确定度u(V滴4)永停滴定仪为自校仪器,其自校验操作规程规定:将门限值置“60”处,插入电极,滴入亚硝酸滴定液(0.1 mol/L)半滴,搅拌,电流指针应偏转50 μA并不回转,表明电流表和电极灵敏度处于正常状态。《中华人民共和国兽药典》二○一○年版凡例规定:液体的滴,系指在20℃时,以1.0 mL水为20滴进行换算。因此,可近似认为永停滴定仪指示终点在0 mL至0.025 mL(半滴)区间内均匀分布,区间半宽度为0.0125 mL,取包含因子k为3,则合并得到:
3.3 磺胺间甲氧嘧啶钠摩尔质量的不确定度u(M)
表3 磺胺间甲氧嘧啶钠中各元素的摩尔质量及其不确定度表
假定各元素摩尔质量的不确定度为矩形分布,得到如下结果:C11的不确定度=11×0.00046=0.00506;H11的不确定度=11×0.00004=0.00044;N4的不确定度=4×0.00012=0.00048;Na的不确定度为=0.000001;
O3的不确定度=3×0.00017=0.00051;S的不确定度=0.0029;
磺胺间甲氧嘧啶钠的摩尔质量:
M=11×12.0107+11×1.00794+4×14.0067+1× 22.989770+3×15.9994+1×32.065=302.28481
合并各元素的不确定度得到:
磺胺间甲氧嘧啶钠摩尔质量的相对标准不确
3.4 取样过程中(移液管)引入的不确定度u(V供)
该体积有三个影响因素:移液管校准的不确定度,移液管移取体积重复性的不确定度,实验室温度与校准温度差异的不确定度。
3.4.1 移液管校准的不确定度u(V供1) 本次实验中采用的移液管为5 mL、A级精度,检定证书标明其最大允差为±0.015 mL,假定为三角形分布,则
3.4.2 移液管移取体积重复性的不确定度u(V供2)包含于重复测定的不确定度u(rep)中。
3.4.3 实验室温度与校准温度差异的不确定度u
(V供3) 容量器皿校准温度为20℃,假定本实验室温度在(20±8)℃范围内变化并近似为矩形分布:合并得到:
取样过程中(移液管)引入的相对标准不确定度:
3.5 亚硝酸钠滴定液浓度的不确定度u(C) 亚硝酸钠滴定液的浓度:
式中:m为对氨基苯磺酸的质量,g;
P为对氨基苯磺酸的纯度,无量纲;
M为对氨基苯磺酸的摩尔质量,g/mol;
V为亚硝酸钠滴定液的消耗体积,mL。
3.5.1 亚硝酸钠滴定液浓度不确定度来源分析亚硝酸钠滴定液(0.1 mol/L)浓度的不确定度来源主要有以下几个方面:称量基准物对氨基苯磺酸的质量引入的不确定度u’(m);基准物对氨基苯磺酸纯度的不确定度u’(P);亚硝酸钠滴定液消耗体积的不确定度u’(V);基准物对氨基苯磺酸摩尔质量的不确定度u’(M);重复测定的不确定度u’(rep)。
3.5.2 亚硝酸钠滴定液不确定度评定
3.5.2.1 称量基准物对氨基苯磺酸的质量引入的不确定度u’(m) 对氨基苯磺酸质量的不确定度有两个来源:①称量的重复性产生的不确定度分量u’(m1)包含于重复测定的不确定度u’(rep)中,不重复评定;②天平校准引入的不确定度分量u’(m2)。使用天平(d=0.01 mg),检定证书标明其最大允许误差为±0.1 mg,假定为矩形分布,则由于称重采用差量法,所以该不确定度分量应计算两次,即
称量基准物对氨基苯磺酸的质量引入的相对标准不确定度为
3.5.2.2 基准物对氨基苯磺酸纯度的不确定度u’(P) 本实验所用的对氨基苯磺酸纯度为99.9%~100.1%,即为1.000±0.001,假定为矩形分布,则
基准物对氨基苯磺酸纯度的相对标准不确定度:u’rel(P)=u’(P)/P=0.000577/1.000=0.000577 3.5.2.3 亚硝酸钠滴定液消耗体积的不确定度u’(V) u’(V)的影响因素有三个:①滴定管校准的不确定度;②滴定体积重复性的不确定度,包含于重复测定的不确定度u’(rep)中;③实验室温度与校准温度差异的不确定度;④永停滴定仪指示终点引入的不确定度。
滴定管校准的不确定度u’(V1)(计算见3.2.1)
实验室温度与校准温度差异的不确定度u’(V3)容量器皿校准温度为20℃,假定本实验室温度在20±8℃范围内变化并近似为矩形分布:
永停滴定仪指示终点引入的不确定度u’(V4)(计算见3.2.4)
合并各不确定度分量,得到
则亚硝酸钠滴定液消耗体积的相对标准不确定度为
3.5.2.4 基准物对氨基苯磺酸摩尔质量的不确定度u’(M) 对氨基苯磺酸摩尔质量的相对标准不确定度(与磺胺间甲氧嘧啶钠摩尔质量的不确定度类似,省略计算过程)为
3.5.2.5 重复测定的不确定度u’(rep) 根据表1的结果,按照贝塞尔公式计算重复测定的不确定度,重复测定的相对标准不确定度:
3.5.3 亚硝酸钠滴定液浓度的合成相对标准不确定度
3.6 合成标准不确定度u(w)
3.7 扩展不确定度U与结果表述 取包含因子k=2,则扩展不确定度为:U=k×u(w)=2×0.4= 0.8。磺胺间甲氧嘧啶钠注射液含量测定结果的完整表述为:w=(95.3±0.8)%,k=2。
通过上述评定过程我们可以看出,各不确定度分量中最大的是重复测定的不确定度,它可以通过增加平行测定次数有效降低。其次为亚硝酸钠滴定液消耗体积的不确定度、取样过程中(移液管)引入的不确定度与亚硝酸钠滴定液浓度的不确定度,分析三者自身的不确定度分量发现,移液管、滴定管校准引入的不确定度和实验室温度与校准温度(20℃)差异引入的不确定度为主要因素,永停滴定仪指示终点、称量和基准物纯度引入的不确定度相对较小。其中,校准引入的不确定度可以通过使用A级、大容积的移液管和滴定管,滴定体积尽可能接近滴定管量程来降低;温差引入的不确定度可以通过控制实验室温度尽可能接近20℃(与校准时的温度相当)得到大幅降低甚至趋近于零;永停滴定仪指示终点引入的不确定度可以通过仪器自动微量滴定与提高电极的灵敏度来降低;称量引入的不确定度可以通过使用高精密度天平和增加称样量来降低;纯度引入的不确定度可以通过使用高纯有证标准物质降低。摩尔质量的不确定度相较其他因素可以忽略不计。
本文通过对磺胺间甲氧嘧啶钠注射液含量不确定度的评定,讨论分析了其主要分量来源,以及在合成标准不确定度中的贡献和计算方法,能更清楚的了解测定结果的准确度,以及影响测定结果准确度的因素,为我们改进实验方法、提高结果的准确性提供了理论依据。
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(编辑:侯向辉)
Uncertainty Evaluation in the Assay of Sulfamonomethoxine Sodium Injection by Dead-stop Titration
YANG Xing,YU Xiao-hui,DONG Ling-ling,ZHAO Fu-hua,WAN Ren-ling∗
(China Institute of Veterinary Drug Control,Beijing 100081,China)
Taking sulfamonomethoxine sodium injection for example,the uncertainty of content determination by dead-stop titration was evaluated.A mathematical mode of uncertainty evaluation was established and the sources of uncertainty were analyzed and evaluated during the whole determination procedure.Finally the expanded uncertainty was calculated and the result of content determination can be expressed as(95.3±0.8)%(k=2).It showed that the main sources of measurement uncertainty were measurement repeatability,calibration and the laboratory temperature variation.
sulfamonomethoxine sodium injection;assay;uncertainty;dead-stop titration
2014-11-20
A
1002-1280(2015)03-0043-05
S859.84
杨星,硕士,从事化学药品检验工作。
万仁玲。E-mail:wanrenling@ivdc.org.cn