FAAS法测定桂郁金中镁的不确定度评定

陈福北，张利敏

( 1. 广西工业职业技术学院石油与化学工程系，广西 南宁 530001；2. 通标标准技术服务 (上海) 有限公司矿产部，上海, 200000）

FAAS法测定桂郁金中镁的不确定度评定

陈福北1，张利敏2

( 1. 广西工业职业技术学院石油与化学工程系，广西 南宁 530001；2. 通标标准技术服务 (上海) 有限公司矿产部，上海, 200000）

桂郁金（Guiyujin）为姜黄属植物广西莪术（Curcuma kwangsiensis S．G．Lee et C．F．Liang）的块根，据火焰原子吸收光度法（FAAS）测定结果，桂郁金中富含Ca、Mg、Fe。本文对FAAS法测定镁的不确定度进行了分析，评估了各参数的标准不确定度，通过评估，得出影响镁含量测定不确定度的主要因素是标准曲线拟合的不确定度，其它部分的不确定度对测量结果的不确定度影响要小些。

郁金；镁；不确定度评定

桂郁金（Guiyujin）为姜科姜黄属植物广西莪术（Curcuma kwangsiensis S．G．Lee et C．F．Liang）的干燥块根，收载于历版《中国药典》[1]。郁金是国内市场上流通量较大的常用药材，而目前药材市场上郁金的主流品种是桂郁金，桂郁金为广西产大宗中药材[2]，本课题组曾采用硝酸-高氯酸法消解桂郁金样品，应用火焰原子吸收法测定其中的金属元素Ca、Mg、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mn等8种金属的含量，结果表明，桂郁金中富含Ca、Mg、Fe，其中Mg含量达800μg·g-1[3]。镁对恶性淋巴病和慢性白血病有拮抗作用，是骨骼中的重要元素，对神经功能、肌内功能，特别是心脏的功能有十分重要的作用，镁还能维持精子的活动能力，提高受孕率，对生殖起到促进作用[4~5]。

不确定度可定义为表征合理地赋予被测量值的分散性，与测量结果相关联的参数[6]。测量不确定度作为与检测结果相联系的参数，作为衡量检测水平高低的统一尺度，已越来越受到世界各国的检测领域的重视[7]。本文对FAAS法测定桂郁金中镁含量的不确定度进行了分析，找出影响不确定度的因素。通过对各个不确定度的计算，最后计算出合成标准不确定度和扩展不确定度。现将方法与结果报道如下。

1 材料与方法

1.1 实验材料、仪器

材料：桂郁金（干品，外购，用时粉碎成0.42mm左右），硝酸（AR），高氯酸（AR），氯化锶（GR）。标准溶液按其相应的配制方法稀释成储备液，实验用水为蒸馏水。

仪器：岛津原子吸收分光光度计（AA-6800）；电子天平（SHZMADZU AUY120）；一些常规的容量测定玻璃仪器（所用玻璃仪器均依次经过HNO3、自来水、蒸馏水清洗, 然后以4% HNO3浸泡过夜备用）。

1.2 测定方法

称取桂郁金（粉末）1.0379g放入150mL的烧杯中，先加少量水润湿，再加6mL硝酸、2mL高氯酸，放置24h，于电热板上加热使试样完全分解，并蒸至近干，取下冷却。加少许蒸馏水，再加5mL（1+1）HCl，于电炉上稍热即取下，冷却，定容到50mL的容量瓶中。测定时准确移取5.00mL定容到50mL，采用Air-C2H2火焰原子吸收光谱法（点灯方式：D2背景）测定样品中镁含量。在工作曲线上查取样品溶液中镁的质量浓度，计算桂郁金中镁的质量分数。

2 测量结果计算公式

测定桂郁金中Mg含量的定量数学模型为：

式中： v—定容体积；

c0—被测溶液中镁的质量浓度，μg·mL-1；

ms—试样称取的质量，g；

k—稀释因子。

3 不确定度分量的识别和评定

由镁含量与输入量的函数关系式知，镁含量的不确定度来源于测量重复性、样品溶液浓度、体积及称量的不确定度，其中样品溶液浓度的不确定度包括工作曲线的变动性、标准溶液及分取的不确定度等。

4 不确定度分量的评定

4.1 测量重复性

镁测量6次重复结果(ω/%)为：0.094，0.094，0.093，0.093，0.094，0.095，其平均值为：0.094，标准偏差 s = 0.00075%，u（s）=0.00075%/6=3.07×10-4%，urel(s)=3.07×10-4/0.094=3.27×10-7。

4.2 样品溶液中镁质量浓度的不确定度

样品溶液质量浓度ρMg的不确定度由工作曲线的变动性、标准溶液及其分取的不确定度等分量构成。

4.2.1 工作曲线变动性的不确定度

标准溶液吸光度见表1。

表1 标准溶液吸光度Table 1 Absorbance of the standard solution

残余标准偏差为：

由工作曲线变动性引起被测量溶液中镁质量浓度ρMg的标准不确定度u(ρMg)为：

式中：S(y)－标准溶液吸光度的残余标准偏差；

n－标准溶液测定次数每个测2次，n=2×5=10；

p－ρ0测定次数，p=6；

ρ0：试样吸光度通过查标准工作曲线方程得的浓度，μg·mL-1

ρi：第i次测定时标准点的浓度，μg·mL-1。

4.2.2 标准溶液的不确定度

已知镁标准溶液浓度1.000g·L-1，其相对扩展不确定度为0.6%（k=2）。则其相对标准不确定度为：urel(ρMg)2=0.6%/2=0.3%=0.003。

4.2.3 分取标准溶液体积的不确定度

对1.000g·L-1的镁标准溶液用单标线移液管移取5.00mL，定容到100mL的A级容量瓶中，其体积误差为：0.015mL，0.10mL，按三角分布，相应的标准不确定度分别是：0.0061mL，0.041mL，相对标准不确定度为0.0012mL，4.1×10-4。稀释引起的相对标准不确定度：

从稀释过的容量瓶中用5.00mL刻度移液管分取 1.00mL，2.00mL，3.00mL，4.00mL，5.00mL，其体积误 差 为0.025mL，0.025mL，0.025mL，0.025mL。 按三角分布，相应的标准不确定度分别是0.010mL，0.010mL，0.010mL，0.010mL，0.010mL。相对标准不确定度为0.010mL，0.0050mL，0.0033mL，0.0025mL，0.0020mL。分取标准溶液体积误差引起溶液浓度的相对标准不确定度：

工作曲线中用到的100mL容量瓶，其体积误差和重复性误差已包括在工作曲线的测量误差中，不再计算。

4.2.4 仪器变动性的不确定度

计算了测量重复性，仪器的变动性已包括在其中，不再计算。

4.2.5 样品溶液中镁的质量浓度的合成不确定度

样品溶液中镁的质量浓度的合成不确定度：

4.3 样品称量过程的不确定度

样品称量时不确定度来源于天平可读性和称量重复性。称量是用同一台天平在很窄的范围进行，因此灵敏度可以忽略。

（1）天平可读性引起的不确定度：天平线性为±0.2 mg，其线性分量可按矩形分布来计算：u(m1)=0.2/ =0.115mg。

（2）重复性称量引起的不确定度：仪器鉴定证书给出天平线性重复性 0.1mg，则其重复性称量引起的不确定度为：u(m2)= 0.1/ =0.058mg。

称量时需要称量空杯和杯加样品的质量即需要称量2次。在计算不确定度时需要乘一个系数2。因此得到样品称量引入的标准不确定度为：，相对标准不确定度为

4.4 试液定容体积V及稀释引起的不确定度

依据校准证书，5mL单标移液管（A级）、50mL容量瓶（A级）和50mL容量瓶（A级）的相对标准不确定度分别为urel(v5) =0.0005，urel(v50) =0.0002，urel(v50) =0.0002。则试液定容体积引起的相对标准不确定度为：

4.5 不确定度分量汇总

通过对桂郁金中镁含量测量结果的不确定度分量进行量化，各不确定度分量汇总见表2。

5 合成标准不确定度

则桂郁金中镁含量的合成不确定度为：

表2 不确定度分量汇总量值与不确定度Table 2 Uncertainty collection

6 扩展不确定度

取包含因子k=2，扩展不确定度u(ωMg)=0.001%×2=0.002%，所以郁金中镁的质量分数为0.094%±0.002%。

7 结论

本文探讨了火焰原子吸收光谱法测定郁金中镁含量的不确定度评定方法，包括了测量仪器、环境条件、人员操作等不确定度，定量表征了镁含量测量结果的可疑程度。

通过以上不确定度的分量量化可以看出，火焰原子吸收光谱法测定郁金中镁测量结果不确定度主要来源于标准曲线拟合的不确定度，其它部分的不确定度对测量结果的不确定度影响要小些。在实际工作中对配置镁标准溶液和曲线拟合的各因素进行严格控制，尽量减小分析结果的不确定度，提高分析质量。

[1] 中华人民共和国药典委员会. 中华人民共和国药典（一部）[M].北京：化学工业出版社，2005.144．

[2] 葛跃伟,高慧敏,王维皓,等.桂郁金化学成分研究[J].中国药学杂志，2007，42（11）：822-824．

[3] 陈少东,张利敏,陈福北.桂郁金中无机元素含量测定研究[J].粮油加工， 2010，（12）：173-175.

[4] 于朝云,杨慧.微量元素与人体生理功能的关系[J].山东医药，2009，49（9）：113-114.

[5] 朱海燕,张启明.元素与健康[J].安徽科技，2000，（6）：47-48.

[6] JJF 1059-1999，测量不确定度评定与表示[S].

[7] 国家质量技术监督局计量司.测量不确定度评定与表示指南[M].北京：中国计量出版社，2000.

[8] 杨锡祥.紫外-可见分光光度法测定药物含量不确定度评定[J].安徽医药，2008，（1）：29-30.

Uncertainty Evaluation on Determination of Magnesium in Guiyujin by FAAS

CHEN Fu-bei1，ZHANG Li-min2
（1. Department of Petrochemical and Engineering ，Guangxi Vocational & Technical Institute of Industry， Nanning 530001，China;2. Department of Minerals Services ， SGS-CSTC Standards Technical Services （Shanghai） Co.， Ltd.， Shanghai 200000， China）

The analytical results showed that Guiyujin was rich in Ca，Mg，Fe. In the paper， The uncertainty measurement of the Magnesium in Guiyujin samples by fl ame atomic absorption spectrophotometry was evaluate，the sources of the uncertainty were discussed and calculated. Results confirmed that the factor mostly affecting the determination uncertainty of Magnesium was the uncertainty of standard fi tting curves in this method， and the other uncertainty components were relatively small.

Guiyujin; magnesium；uncertainty evaluation

O 657.31 O 657.63

A

1671-9905(2012)06-0033-03

广西教育厅科研项目(200911LX502)

陈福北(1970-)，男，汉族，广西岑溪市人，理学硕士，副教授，主要从事天然产物的研究与分析工作，通讯地址：广西南宁市秀灵路37号广西工业职业技术学院石油与化学工程系, E-mail:chenfubei@126.com,电话0771-3825378（办）

2012-03-26