HPLC测定化妆品中邻伞花烃-5-醇的不确定度评定

符秋美，石兴红，杨淡梅，刘兆宾，邱颖姮，王晓炜

(深圳市药品检验研究院国家药品监督管理局化妆品监测评价重点实验室，广东 深圳 518057)

邻伞花烃-5-醇(IPMP)具有抗真菌防腐，延长产品保质期的效果，被广泛应用于化妆品、药品、牙膏等领域。在《已使用化妆品原料目录》(2021年版)、《牙膏用原料规范》(GB 22115-2008)、《欧盟化妆品法规(EC)No 1223/2009》等国内外相关法规中均对邻伞花烃-5-醇作为防腐剂在化妆品、牙膏等产品中使用时的用量进行了规定，其在产品中的最大允许使用浓度均为0.1%。本文采用《化妆品安全技术规范》(2015年版)第四章 理化检验方法 4.2吡硫鎓锌等19种组分[1]对化妆品中邻伞花烃-5-醇的含量进行测定，并分析评定测量不确定度。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相关联系的参数，是被测量客观值在某一量值范围内的一个评定，其大小决定了测量结果的实用价值。

1 仪器与实验材料

1.1 仪器设备

LC-20A高新液相色谱仪，日本岛津公司；XS105DU电子天平(十万分之一)，瑞士梅特勒；Synergy R System纯水器，默克密理博公司。

1.2 试剂与耗材

20 mL、10 mL、5 mL容量瓶，1 mL、5mL移液管，1 mL刻度移液管依据JJG 196-2006常用玻璃量器检定规程检定为A级[2]；邻伞花烃-5-醇标准品，含量99.92 %，美国IL；甲醇，色谱纯，美国Fisher公司；磷酸二氢钠，广州化学试剂厂，分析纯；乙二胺四乙酸二钠，北京百灵威科技有限公司，分析纯；三乙胺，麦克林，色谱纯。

2 试验方法

2.1 溶液配制

磷酸二氢钠溶液(pH=3.80)：称取磷酸二氢钠3.9 g，乙二胺四乙酸二钠0.186 g，于500 mL烧杯中，加水溶解，移至1000 mL容量瓶，准确量取三乙胺2 mL，至同一1000 mL容量瓶中，用水定容至刻度，混匀，即得磷酸二氢钠溶液。用磷酸调节pH=3.80。

2.2 邻伞花烃-5-醇系列标准溶液的制备

称取邻伞花烃-5-醇标准品约10 mg，精密称定于25 mL容量瓶中，加甲醇溶解并用甲醇定容至刻度，摇匀；得标准储备溶液。分别精密量取标准储备溶液0.25 mL、0.25 mL、0.5 mL、1 mL、1 mL、分别于不同20 mL、10 mL、10 mL、10 mL、5 mL容量瓶中，用甲醇稀释并定容至刻度，得标准系列溶液S1～S5。即配制成5.3557 mg/L、10.7114 mg/L、21.4228 mg/L、42.8457 mg/L、85.6914 mg/L、标准系列溶液。

2.3 样品溶液的制备

准确称取样品1.0 g，精确至0.001 g，置于具塞比色管中，加入甲醇8 mL，涡旋振荡30 s，使试样与甲醇充分混匀，超声提取20 min，用甲醇定容至10 mL，摇匀，以10000 r/min离心5 min。取上清液经0.22 μm滤膜过滤，取续滤液1 mL，用甲醇稀释至5 mL，即得供试品溶液。

2.4 测 定

分别吸取邻伞花烃-5-醇标准系列溶液、样品溶液，注入高效液相色谱仪，记录色谱图。以标准系列溶液浓度为横坐标，邻伞花烃-5-醇峰面积为纵坐标，再计算试样溶液中邻伞花烃-5-醇的质量浓度。

2.5 数学模型

样品中邻伞花烃-5-醇的含量计算公式为：

(1)

其中：

ρ样=(A样-B0标)/B1标

式中：ω为样品中邻伞花烃-5-醇的质量分数，%；P样为样品溶液中邻伞花烃-5-醇的质量浓度，mg/L；V样为样品稀释体积，mL；m样为样品取样量，g；A样为测定样品溶液的色谱峰面积；B0标为标准曲线线性方程的截距；B1标为标准曲线线性方程的斜率，L/mg。

3 不确定度来源分析与计算

3.1 不确定度的来源

由上述数学模型式(1)可知，不确定度的来源主要有：供试品溶液中邻伞花烃-5-醇浓度的不确定度、供试品稀释体积的不确定度及供试品称样量的不确定度[3]。不确定度来源因果分析见图1、图2。

图1 ω′的不确定度来源因果图

图2 ω的不确定度来源因果图

测量模型表示为：ω′+ω+Rω

式中，ω′为考虑重复性影响后样品中邻伞花烃-5-醇的质量分数，%；ω为样品中邻伞花烃-5-醇的质量分数，%；Rω为ω的测量重复性修正量，其值为零，不确定度非零，%。

由不确定度传播律及JJF1059.1—2012公式(29)[4]，得：

(2)

(3)

u(ω)=ur(ω)×ω

(4)

式中，uc(ω′)为ω′合成标准不确定度，%；u(ω)为ω的标准不确定度，%；u(Rω)为ω的测量重复性的标准不确定度，%；ur(ω)为样品中邻伞花烃-5-醇的质量分数的相对标准不确定度；ur(m样)为样品取样量的相对标准不确定度；ur(V样)为样品稀释体积的相对标准不确定度；ur(ρ样)为样品溶液中邻伞花烃-5-醇的质量浓度的相对标准不确定度；ω为样品中邻伞花烃-5-醇的质量分数，%。

3.2 不确定度分量评定

3.2.1 样品取样量的相对标准不确定度ur(m样)的评定

3.2.2 样品稀释体积的相对标准不确定度ur(V样)的评定

由2.3样品溶液的制备过程可得：

(5)

式中：V样为样品稀释倍数，mL；V1为样品第一次稀释的定容体积，mL，本评定为10 mL；V2为样品第二次稀释的定容体积，mL，本评定为5 mL；V01为样品第一次稀释的移取体积，mL，本评定为1 mL。

由于上式属于各输入量相乘的函数关系，认为各输入量近似无关，V样的相对标准不确定度为：

(6)

综上，10 mL具塞比色管：

(8)

5 mL容量瓶：

(10)

1 mL单标移液管：

(12)

将式(8)、(10)、(12)带入式(6)，得：

=0.008791

(13)

3.2.3 样品溶液中邻伞花烃-5-醇的质量浓度的相对标准不确定度ur(ρ样)的评定

样品溶液中邻伞花烃-5-醇的质量浓度的不确定度主要由标准曲线拟合引入[6]，本评定假定制备校准标准溶液的不确定度可以忽略，由ρ=(A-B0)/B1及JJF1135-2005公式(14)[7-8]，得：

=0.3577 mg/L

(14)

ur(ρ样)=[u(ρ样)/ρ样]=0.01505

(15)

其中：

(16)

表1 系列标准溶液峰面积值

3.2.4 样品中邻伞花烃-5-醇的质量分数的不确定度u(ω)的合成

表2 样品溶液中邻伞花烃-5-醇的质量分数重复测量数据

u(ω)=ur(ω)×ω=0.01743×0.1127%=0.001964%

标准差：

(17)

3.3 评定测量重复性的标准不确定度[10]

化妆品中邻伞花烃-5-醇的含量测定时，取前两个平行样的测量平均值，为本次检验的测得值。为提高自由度，平行操作10份，以贝塞尔公式计算标准差，按照A类不确定度评定，数据见表2。

日常检验取两次测样的平均值报告检测结果，故：

(18)

3.4 合成标准不确定度uc(ω′)

由样品中邻伞花烃-5-醇的含量的标准不确定度及测量重复性的标准不确定度计算：

(19)

3.5 评定扩展标准不确定度U及结果

取置信区间为95 %，包含因子k=2，则扩展不确定度U=uc(ω′)×2=0.0061 %，邻伞花烃-5-醇含量的测量结果为0.11% ± 0.006%。

4 结 论

采用高效液相色谱法测定化妆品中邻伞花烃-5-醇的含量，由实际计算得知，其测量不确定度主要来源于标准曲线拟合及重复性测量，而样品取样量及稀释引入的不确定度可忽略不计。因此，需定期对仪器进行检测，以保证仪器处于稳定良好的状态。