气相色谱-质谱联用法测定化妆品中邻苯二甲酸丁苄酯的不确定度评定

袁月 李莹 汪晴 程红新

【摘要】 气相色谱-质谱联用法测定化妆品中邻苯二甲酸酯类化合物不确定度的主要来源有标准溶液引入的不确定度、样品引入的不确定度、样品处理过程中引入的不确定度。以邻苯二甲酸丁苄酯（BBP）为例，对各不确定度分量进行了评定，计算了合成不确定度和扩展不确定度。当化妆品中BBP测量结果为10.05 mg/L时，其扩展不确定度为0.70 mg/L（k=2）。

【关键词】 气相色谱-质谱联用仪;化妆品;邻苯二甲酸丁苄酯;不确定度

【DOI编码】 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

化妝品中邻苯二甲酸酯应用较多的产品有，香水，指甲油，发喷雾剂，香波，洗涤用品等[1]，人类与化妆品接触的亲密程度仅次于食品，过多使用含邻苯二甲酸酯的化妆品，会对人体造成危害。因为邻苯二甲酸盐是危害人类生殖能力的环境激素，经过动物实验证实为危害人体肝脏与肾脏的有害化学物质[2]。笔者结合气相色谱-质谱联用法测定化妆品中邻苯二甲酸酯类化合物的方法[3]，参考JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》[4]，就邻苯二甲酸丁苄酯（BBP）的检测结果进行不确定度分析。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

气相色谱-质谱联用仪：7890B-7000C型，美国安捷伦公司。

超声仪：AS3120A型超声波清洗仪。

离心机：BECKMAN Avanti J-E型。

二氯甲烷、正己烷：色谱纯。

邻苯二甲酸丁苄酯（BBP）：1000 mg/L，不确定度2.2%，国家环境保护总局标准样品研究所。

1.2 仪器工作条件

石英毛细管柱：DB-35MS（30 m×0.25 mm，0.25μm）;柱升温程序为：初始温度100 ℃保持0.5 min，以30 ℃/min速率升至300 ℃，保持2.0 min;载气：氦气（纯度99.999%），流速为1.0 mL/min;进样口温度：300 ℃;自动进样，进样量：1.0 μL;色谱质谱接口温度：280 ℃;电子电离源（EI），离子源温度：230 ℃;电子能量：70 eV;四极杆温度：150 ℃;测量方式为选择离子监测SIM采集模式。

1.3 试验方法

1.3.1 样品制备

称取0.5 g试样（精确至0.0001 g），置于50 mL圆底螺口玻璃离心管中，加入10 mL二氯甲烷，密封，超声萃取15 min，2000 r/min离心5 min后，移取有机相;重复上述操作，合并两次萃取液于30 mLK-D浓缩瓶中。对于液态化妆品，如爽肤水、啫喱水、香水等，将萃取液用氮吹浓缩至近干，并用8 mL正己烷分三次淋洗K-D浓缩瓶内壁并吹近干，最后用正己烷定容至1.0 mL，过0.45 ?m滤膜，供GC-MS测定。

1.3.2 标准曲线的绘制

以正己烷为稀释剂，把BBP的浓度逐级稀释为10、8.0、5.0、3.5、2.5、1.75 mg/L，，得到标准工作溶液。

2 结果与讨论

2.1 建立数学模型和不确定来源分析

[W=cVm]

式中：W——试样中BBP的含量，mg/kg;

c——由校准曲线得出样品处理液中BBP的含量，mg/L;

V——试样的体积，mL;

m——试样质量，g。

2.2 不确定度各分量评定

本方法中BBP含量测定的不确定度来源主要有：样品称量引入不确定度、样品定容引入不确定度、样品中加标回收率引起的不确定度、标准物质引入的不确定度、校准曲线引入的不确定度、标准工作液配制过程温度变化引入的不确定度、校准曲线拟合引入的不确定度、样品含量测定结果均值估计该产品中各元素含量平均值所产生的不确定度。

2.2.1 样品称量引入的不确定度

本方法称样量为0.5000 g，测定使用电子分析天平准确至0.0001 g，根据电子分析天平校准证书，该天平的最大允差是±0.0001 g（±0.5 e），按均匀分布则：

[um=ak=0.0001/3=0.000058]

天平引起的相对不确定度为：

[urelm=u（m）m=0.000058/0.5000=0.00012]

2.2.2 样品中加标回收率引起的不确定度

测试样品的制备过程非常复杂，需经过均质、溶液转移、萃取、过滤等步骤，每一步骤都会引入不确定度，逐步确定每一步骤对测量结果不确定度的贡献是相对困难的，将使化妆品中BBP不能100%进入到测试液中，本文选择通过加标回收率的不确定度来表征[5]。准确称取6份空白样品，按1.3.1方法对样品进行处理及1.2测定，此方法BBP的回收率为（%）91.90、92.73、92.50、91.17、89.88、89.65。BBP加标回收率平均值[x]=91.30%。回收率的标准偏差为[Srecl]=1.31%、加标回收率不确定度[ufrec=Srec6=0.0053]，加标回收率相对不确定度[urelfrec=u（frec）x=0.0059]。

2.2.3 样品定容体积引入的不确定度

根据JJG 196-2006《常用玻璃量器》规定[6]，取均匀分布，k=[3]，其引入的不确定度见表1。该方法是用水定容，根据JJG 196-2006《常用玻璃量器》规定[6]，实验室温度（20±5） ℃，水的膨胀系数为2.1×10-4 ℃，设温度变化为均匀分布，则温度引起的不确定度见表1。样品定容体积引入的不确定度见表1。

样品定容引入的相对不确定度合成为：

[urel（样）=u12+u22+u32=0.00437]

2.2.4 标准物质引入的相对不确定度

2.2.4.1 标准物质浓度的相对标准不确定度

根据标準物质证书提供的信息，BBP的不确定度为2.2%，按正态分布考虑，k=2，其相对不确定度为：

[urel（s1）=2.2%/2=0.011]

2.2.4.2 标准溶液定容过程引入的合成相对标准不确定度

同理按照2.2.2方法计算。各量具校准不确定度见表2，各标准溶液配制引入的不确定度见表3。

所以，标准溶液配制引入的相对标准不确定度为：

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

标准物质引入的相对不确定度为：

[urelstd=0.0112 + 0.03122=0.0331]

2.2.5 校准曲线引入的不确定度

对标准溶液系列中的每一个浓度测定3次，得到相应的响应值，用最小二乘法拟合得到数据列于表4。

剩余标准偏差为：

[sy=i=1nyi-（a+bci）2n-2]

式中：[sy]——峰面积的剩余标准偏差，[sy=96124.76];

[yi]——各个标准溶液浓度对应的仪器响应值;

a——校准曲线的截距;

b——校准曲线的斜率;

n——曲线点数，每个点测量3遍，n=3×6=18;

[ci]——校准曲线系列标准工作溶液的浓度。

将样品重复测定6次，得到相应的峰面积及浓度值，数据见表5。

校准曲线拟合的相对标准不确定度为：

[ux=syb1p+1m+（x-c0）2i=1n（c0i-c0）2]

其中，m=n×重复次数（n为标准系列点数6，重复次数3次）;p为待测样品的重复测定次数，p=6;[x]为待测样品浓度的平均值15.98mg·L-1;[c0]为标准系列各点浓度的平均值（10.24 mg·L-1）;[c0i]为各标准液浓度测定值，mg·L-1;根据以上数据，由式（1）计算得[sy=96124.76]，由式（2）计算得标准曲线拟合引入的标准不确定度为[u（x）=0.109]。

由标准曲线拟合引入的相对标准不确定度为：

[urel（x）=0.109/15.98=0.00684]

2.2.6 测量重复性引入的不确定度

影响测定结果的随机因素包括样品的均匀性、称样、萃取、转移定容和仪器进样量等，由于整个过程较为复杂，单个因素进行不确定度评定较为困难。在选定条件下，样品同时测量6次，通过计算标准偏差，作为各种随机影响的合成重复性结果见表6。

不确定度分量为：

[u（p）=s0n=0.0510/6=0.0208]

样品重复性引入的相对不确定度为：

[urelp=u（p）x=0.0208/10.05=0.0021]

2.2.7 不确定度的合成

将各项不确定度的分量进行合成，结果计算公式为：

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

合成标准不确定度为：

[u（x）=urel（x）×x=0.035×10.05=0.35]

2.3 扩展不确定度

该测量误差分布属正态分布，在95%置信水平，包含因子k=2，则BBP的扩展不确定度[U=k×u（x）=2×0.35=0.70]

3 结论

气相色谱-质谱联用法测定化妆品中BBP进行了不确定度评定，其测定结果为（10.05±0.70） mg/kg（k=2）。实验过程中分析了各个分量对实验结果的影响，通过数据可以分析出标准物质、校准曲线、加标回收和样品重复性对结果影响比较大，其次是样品称量和定容体积。因此在实验过程中要充分考虑对实验结果的影响因素，采用检定过的量具、容量瓶和有证书标准溶液配制标准溶液，定期维护仪器，对仪器条件进行优化等方式，以确保实验结果的准确性。

【参考文献】

[1] 徐宁，朱虹.气相色谱-质谱联用法测定化妆品中邻苯二甲酸酯类化合物的不确定度评定[J].化学分析计量，2010（5）：10-13.

[2] 陈正夫，朱坚，周亚康，等.环境激素的分析与评价[M].北京：化学工业出版社，2004.

[3] 化妆品安全技术规范[S].

[4] 测量不确定度评定与表示：JJF 1059-1999[S].

[5] 占永革，龚剑，黄湘燕.关于化学分析回收率不确定度评估公式的思考[J].广州大学学报（自然科学版），2014（3）：40-46.

[6] 常用玻璃量器检定规程：JJG 196-2006[S].

【作者简介】

袁月（1987-），女，主管药师，硕士，研究方向为药品化妆品理化分析。

李莹（1984-），女，主管药师，硕士，研究方向为化妆品禁限用物质检测。

汪晴（1965-），男，博士生导师，教授，研究方向为经皮给药系统研究与评价。

程红新（1966-），女，高级工程师，学士，研究方向为食品化妆品检测。