高效液相色谱法测定烟用添加剂中甲醛的不确定度评定

，，

(甘肃烟草工业有限责任公司 技术研发中心，甘肃 兰州 730050)

测量不确定度是表征合理地赋予被测量之值的分散性与测量结果的参数，也是对检测数据真实性的客观反映和判定测量结果可靠程度的依据[1-2]。测量不确定度一般来源于随机性和模糊性，前者归因于条件不充分，后者归因于事物本身概念不明确，这就使得测量不确定度一般由许多分量组成[3]。本文根据《化学分析中不确定度的评估指南》[4]和《测量不确定度评定与表示》[5]，采用高效液相色谱法测定烟用添加剂中甲醛含量，对不确定度来源如标准溶液配制，样品前处理，以及仪器测量重复性进行了综合评定，建立HPLC法测定烟用添加剂中甲醛的不确定度评定方法，为测量方法的优化和测量结果质量的评定提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料、仪器

甲醛-2.4-二硝基苯腙(标准品，浓度为1001 μg/mL，纯度>99.7%，AccuStandard，Inc)；乙腈(色谱纯，Amethyst)；四氢呋喃(色谱纯，Amethyst)，水应符合GB/T6682中一级水的要求；磷酸(色谱纯)。

METTLER TOLEDO分析天平，精确至0.0001；旋转振荡器；Waters e2695，配二极管阵列检测器；超纯水机；有机相针式滤器，0.45 μm。

1.2 标准溶液的配制

由于添加剂样品甲醛浓度远低于标准方法YC/T 359-2010《烟用添加剂 甲醛的测定 高效液相色谱法》中最低浓度0.173 mg/L，故采用标准方法YC/T 332-2010 《烟用水基胶 甲醛的测定 高效液相色谱法》配制标准溶液。

用移液管准确移取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，定为第1级标准溶液。

取第1级标准溶液20.00 mL 加入50 mL容量瓶中，乙腈定容，定为第2级标准溶液。

取第2级标准溶液20.00 mL 加入50 mL 容量瓶中，乙腈定容，定为第3级标准溶液。

取第3级标准溶液20.00 mL 加入50 mL 容量瓶中，乙腈定容，定为第4级标准溶液。

取第4级标准溶液20.00 mL 加入50 mL 容量瓶中，乙腈定容，定为第5级标准溶液。

取第5级标准溶液20.00 mL 加入50 mL 容量瓶中，乙腈定容，定为第6级标准溶液。

配制成相当于甲醛的系列标准溶液浓度依次为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 分析步骤

根据标准方法YC/T 359-2010《烟用添加剂 甲醛的测定 高效液相色谱法》分析处理样品。称取1g(精确至0.0001 g)试样于50 mL具塞锥形瓶中，加入20 mL萃取溶液(THF∶H2O，9∶1)，充分混匀，置于旋转振荡器中，100 rpm旋转振荡5 min，静置1 min，准确移取1 mL上清液至10 mL容量瓶中，移液管加入1 mL衍生化试剂，以萃取溶液定容，放置10 min后，用0.45 μm有机滤膜过滤，滤液待高效液相色谱分析。

2 数学模型

按照仪器测试条件测定样品，由保留时间定性，外标法定量，公式为:

式中：X——试样中甲醛含量，mg/kg；

C——由标准曲线得出的甲醛浓度，mg/L；

C0——由标准曲线得出的空白值，mg/L；

k ——稀释倍数；

V——萃取液体积，mL；

m——试样质量，g。

3 不确定度来源

根据数学模型和试验过程可分析，烟用添加剂中甲醛含量测量不确定度的主要来源为： (1)标准溶液引入的不确定度：包括标准溶液浓度引入的不确定度，标准溶液配制过程中玻璃量具校准、温度变化引入的不确定度；(2)标准曲线拟合引入的不确定度；(3)样品前处理过程引入的不确定度：包括样品称量时电子天平引入的不确定度，样品萃取引入的不确定度，样品取样量引入的不确定度，样品溶液稀释定容引入的不确定度；(4)重复性测定引入的不确定度。

4 不确定度评定

4.1 标准溶液引入的不确定度评定

4.1.1 标准溶液浓度引入的不确定度

采用B类评定方法，根据标准物质证书提供的信息，甲醛-2.4-二硝基苯腙的浓度为1001 μg/mL，不确定度为±5%。在95% 置信区间内，按均匀分布计算，包含因子k=2。由甲醛-2.4-二硝基苯腙引入的相对标准不确定度：

4.1.2 标准溶液配制过程中引入的不确定度评定

4.1.2.1 玻璃量具校准引入的不确定度

u1=

4.1.2.2 温度变化引入的不确定度

根据表1，标准储备液配制过程中引入的相对不确定度urel(C2)为：

表1 标准溶液配制过程中引入的不确定度Table 1 Uncertainty in preparation of standard solution

4.1.3 标准曲线拟合引入的不确定度评定

按照标准配制0.0146 mg/L、0.0366 mg/L、0.0914 mg/L、0.229 mg/L、0.571 mg/L、1.429 mg/L不同浓度系列标准工作溶液，重复三次测量，用最小二乘法拟合标准溶液浓度-峰面积得线性回归方程Y=3.40e+005X-1.04e+001，相关系数为0.9999，峰面积测定值见表2。

表2 系列标准溶液峰面积测定结果Table 2 Determination of peak area of standard solutions

由标准曲线拟合引入的相对不确定度urel(C3)为：

由以上数据得出，标准溶液引入的相对不确定度为：

4.2 样品前处理过程引入的不确定度评定

4.2.1 样品称量时电子天平引入的不确定度

样品称量引入的相对不确定度为：

4.2.2 样品萃取引入的不确定度

样品萃取过程中使用25 mL瓶口分液器，不确定度主要来源于检定和重复性两个方面。检定证书给出25 mL瓶口分液器的不确定度为0.08，k=2，则u5为0.08/2=0.04 mL；25 mL瓶口分液器移取10次并称量得到的标准偏差u6为0.011 mL，因此样品萃取过程中引入的相对标准不确定度为：

4.2.3 样品取样量引入的不确定度

使用1 mL移液器移取样品，不确定度主要来源于检定和重复性两个方面。检定证书给出1 mL移液器的不确定度为0.006，k=2，则u7为0.006/2=0.003 mL；1 mL移液器移取10次并称量得到的标准偏差u8为0.002 mL，因此样品取样量引入的相对不确定度为：

4.2.4 样品溶液稀释定容引入的不确定度

移取1 mL样品于10 mL容量瓶中用萃取溶液定容引入的不确定度主要来源于10 mL容量瓶最大允差和重复性两个方面。10 mL容量瓶引入的不确定度u9为1.15×10-2；10 mL容量瓶量取10次并称量得到的标准偏差u10为0.009 mL，因此样品溶液稀释定容引入的相对标准不确定度为：

样品前处理过程体积引入的相对不确定度urel(V)为：

4.3 仪器测量重复性引入的不确定度urel(rep)

urel(rep)=7.90×10-3

4.4 相对标准不确定度的合成及扩展

根据表3中的各个不确定度分量进行计算，添加剂中甲醛含量的合成相对标准不确定度u为：

取置信水平为95%，包含因子k=2，可得其扩展不确定度为：

U=2×u=0.30 mg/kg

表3 烟用添加剂中甲醛含量的不确定度Table 3 list of uncertainty of formaldehyde concent in tobacco additive

5 结论

在置信水平为95%，包含因子k=2，高效液相色谱法测定添加剂中甲醛含量为(5.4±0.30)mg/kg。从分析结果可知，在添加剂甲醛含量的检测过程中，对其不确定度分量进行了评定，发现按不确定度对测定结果影响程度的大小依次分别为：标准溶液配制、测量重复性、样品定容、样品称量。其中，以标准曲线拟合引入的不确定度影响最大，由样品重复性测定、样品定容和样品称量引入的不确定度相对较小，可忽略不计。因此，在配制标准溶液时尽量使用精密度较高的玻璃器具，增加标准溶液系列标准点数确保浓度准确，严格规范样品处理，从而降低测量不确定度，提高检测结果的准确性和可靠性。