气相色谱法测定化妆品中苯酚的不确定度分析

成 斌，乔亚楠，白云飞（山西省产品质量监督检验研究院，山西 太原， 030012）

气相色谱法测定化妆品中苯酚的不确定度分析

成 斌，乔亚楠，白云飞
（山西省产品质量监督检验研究院，山西 太原， 030012）

采用气相色谱法对化妆品中苯酚含量进行了测定，并对测定过程中可能引入的不确定度进行了分析和评定。通过实验数据计算得出化妆品中苯酚含量的不确定度，当置信水平为95%，包含因子k=2时，其相对扩展不确定度为4.04%。测量结果表明，不确定度主要来源于样品处理过程，其次是来源于标准溶液和样品。

化妆品；气相色谱法；苯酚；不确定度

添加于美白祛斑类化妆品中的苯酚因其具有一定的腐蚀性，故我国将苯酚列为化妆品禁用组分[1]。本研究依据2007版《化妆品卫生规范》的方法，采用气相色谱法（Gas Chromatography, GC）测定化妆品中苯酚的含量，并对其不确定度进行分析和评定。确定了影响不确定度的主要因素，为提高采用GC法测定苯酚含量的准确度提供了依据，同时对运用GC法测定其它物质含量结果的可靠性评价、选择合适的样品处理方法、得出符合要求的分析结果具有理论指导意义。

1 . 实验

1.1 试剂和仪器

苯酚，色标，天津市光复精细化工研究所。

乙醇，分析纯，天津市天新精细化工开发中心。

岛津GCMS-QP2010 Ultra气相色谱仪，具氢火焰离子化检测器，色谱工作站。

1.2 色谱条件

色谱柱：RESTEK Rxi-5 ms毛细管柱（30m× 0.25mm×0.25μm）。氦气流速：30mL/min；空气流速：400mL/min；氢气流速：40mL/min；分流比：10∶1。色谱柱温：50℃，保持3 min，以6℃/min的速率升温至190℃，保持3min。进样口温度250℃。检测器温度280℃。

1.3 苯酚标准溶液 [ ρ（苯酚）=2 g/L]

准确称取苯酚0.2000g于烧杯中, 用少量乙醇溶解后移至100mL容量瓶中，用乙醇定容至刻度。

标准曲线的制备：用5mL移液管分别准确移取苯酚标准溶液0、0.50、1.00、2.50mL于100mL容量瓶中，分别准确移取苯酚标准溶液0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL于10mL容量瓶中，均使用乙醇定容至刻度，配制成分别为0、0.01、0.02、0.05、0.10、0.20、0.40、0.60、0.80和1.00g/L的苯酚标曲系列。

1.4 样品预处理

称取样品1.00g于10mL比色管中，用乙醇溶解，超声振荡1min，用乙醇定容至刻度并混匀，静止分层或离心后取上清液作为待测样品。

1.5 样品测定取2μL标准溶液及样品溶液注入气相色谱仪，以保留时间定性，峰面积定量，用外标法计算样品中苯酚含量。

1.6 数学模型

式中：ω（苯酚）—样品中苯酚的质量分数，μg/g；

ρ—从校准曲线上查出的待测液中苯酚的质量浓度，g/L；

V—样品定容体积，mL；

m—样品取样量，g。

2 . 测量不确定度来源[2-4]

(1) 标准溶液引入的不确定度：包括标准物质引入的不确定度，标准工作液配制过程玻璃仪器校准引入的不确定度，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。

(2) 样品引入的不确定度：包括样品称量引入的不确定度，样品定容体积引入的不确定度，样品定容温度变化引入的不确定度。

(3) 样品处理过程中引入的不确定度。

3 . 不确定度评定

3.1 标准溶液引入的不确定度

3.1.1 标准物质引入的不确定度

苯酚纯度为（99.5±0.5）%，按均匀分布转换成标准偏差为

3.1.2 标准工作溶液配制过程玻璃仪器校准引入的不确定度

按照《JJG196-2006常用玻璃仪器检定规程》[4]的要求，10mL容量瓶的容量最大允许误差为±0.020mL按三角分布，由此估算标准不确定度为，相对标准不确定度为；100mL容量瓶的容量最大允许误差为±0.100 mL，同样按三角分布，由此估算标准不确定度为= 4.09×10-2mL，相对标准不确定度为u2=

= 4 . 0 9 × 1 0-4。由以上数据合成的相对不确定度为：u2rel== 9.14×10-4

3.1.3 标准工作液配制过程温度变化引入的不确定度

假设温度波动为±5℃，为矩形分布，水20℃的

膨胀系数为2.1×10-4，计算标准不确定度时，假设温度变化呈均匀分布，k =，由此估算10mL容量瓶温度变化引入的不确定度为×10-4= 6.07 ×10-3mL，相对标准不确定度为u4=×10-3= 6.07 ×10-4；100 mL容量瓶温度变化引入的不确定度为×10-4= 6.07×10-2mL，相对标准不确定度为 u3=

× 1 0-2= 6 . 0 7 × 1 0-4。

由以上数据合成的相对不确定度为：

3.1.4 校准曲线拟合引入的不确定度

制作校准曲线时，标准溶液的浓度是作为自变量输入的，不考虑其不确定度。

标准溶液引入的相对不确定度合成为：

3.2 样品引入的不确定度

3.2.1 样品称量引入的不确定度

用精度为0.1mg天平准确称取样品1g，依据鉴定证书，天平在（0～50）g称量范围的最大误差为± 0.5mg。样品质量是由一次回零（空瓶）称量所得，由天平的最大允许误差导致的样品质量的不确定度按均匀分布考虑，k =，其标准不确定度为：

相对标准不确定度为：

3.2.2 样品定容体积引入的不确定度

样品定容过程中使用的玻璃器具的不确定度同

3.1.2 。由此得出数据合成的相对不确定度为：

u5rel= 8.17×10-4

3.2.3 样品定容温度变化引入的不确定度

玻璃器具温度变化引入的不确定度评定同3.1.3。由此得出数据合成的相对不确定度为：u6rel= 6.07×10-4

样品引入的相对不确定度合成为：

相对标准不确定度为：

3.4 合成标准不确定度与扩展标准不确定度[2-3]

气相色谱法测定化妆品中苯酚的合成标准不确定度为：

在95% 置信水平下，取扩展因子k=2，则相对扩展不确定度为：Urel= kurel= 4.04×10-2

4 . 结论

测量结果的不确定度主要是由样品处理过程引入的，其次是由标准溶液和样品引入的。通过在样品处理过程中更加规范实验操作，同时增加测定次数和选用更加精密的量具，可以将结果的不确定度进一步减小。

[1] 中华人民共和国卫生部. 化妆品卫生规范[M]. 北京：中国卫生出版社，2007:215-218.

[2] 国家质量监督检验检疫总局. 测量不确定度评定与表示[S]. JJG 1059.1-2012. 北京：中国计量出版社，2012.

[3] 中国实验室认可委员会. 化学分析中不确定度的评估指南[M]. 北京：中国计量出版社，2002.

[4] 国家质量监督检验检疫总局. 常用玻璃量器检定规程[S]. JJG 196-2006. 北京：中国计量出版社，2006.