HPLC测定复混肥料中缩二脲含量的不确定度

郭 霞，张 凯，胡梦坤

（沈阳产品质量监督检验院，沈阳 110022）

测量不确定度是指与测量结果相关系的参数，用以表征合理地赋予被测量值的分散性。本研究根据JJF 1059—1999《测量不确定度评定与表示》，并参考相关文献，对高效液相色谱法测定复混肥料中缩二脲含量进行不确定度评价，通过对检测过程中各个影响因素的分析，确定不确定度来源，量化不确定度分量，计算合成标准不确定度和扩展不确定度，找出主要影响因素，以便在工作中引起重视并予以纠正，为进一步简化评定提供依据。

1 材料与方法

1.1 测量试剂与仪器设备

安捷伦液相色谱：带紫外检测器；缩二脲：色谱纯；甲醇：色谱纯；磷酸二氢钾；试验用水：GB／T6682规定的三级水；电子天平：分辨力为0.1 mg，最大允许差为±0.1 mg；A级25 mL容量瓶：允许误差为±0.1 mL。

1.2 测量方法

1.2.1 色谱条件 色谱柱：C18；流动相：甲醇∶磷酸二氢钾＝5∶95；流速：1.2 mL／min；进样量：5 μL；柱温：室温；检测波长：200 nm。

1.2.2 测量过程

1）缩二脲标准溶液（0.5 mg／mL）配制。 称取约15 g缩二脲于烧杯中，加入500 mL体积分数为95%乙醇中，加热溶解，趁热过滤，浓缩至250 mL，冷却至5℃，使结晶析出，过滤，在105℃下烘干备用，在最佳色谱条件下无杂峰。称取0.5 g（精确至0.000 2 g）以上缩二脲，溶解于不含二氧化碳的水中，转移至1 L容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

2）缩二脲系列标准溶液制备。分别移取0，0.50，1.00，3.00，5.00，10.00 mL 缩二脲标准溶液置于6个25 mL容量瓶中，用流动相稀释至刻度，摇匀。用0.45 μm水洗相微孔滤膜过滤，备用。

3）样品溶液制备。称取制备好的试样0.1～0.5 g（准确至0.000 2 g）于25 mL容量瓶中，加入10 mL流动相，置于超声波清洗器中超声10 min，用流动相稀释至刻度，摇匀，静置，用针头过滤器过滤，得样品溶液。

4）在相同条件下，测定标准溶液及样品溶液峰面积，绘制标准曲线，由标准曲线得样品溶液中缩二脲含量，mg。

1.3 计算公式与数学模型

液相色谱法测定缩二脲质量分数w可表示为：

式中：w为复混肥料中缩二脲质量分数，%；ms为与试样峰面积相对应的由标准曲线得出的缩二脲质量数值，mg；m为试样的质量数值，g。

不确定度数学模型为：

式中，frep为测量重复性影响因素的修正因子，其数值为1；fv为定容体积的修正因子，其数值为1。

输入量ms，m，frep和fv互不相关，采用方和根方法合成标准不确定度：

1.4 测量不确定度来源

HPLC标准曲线外标法测定复混肥料中缩二脲质量分数w的不确定度主要来源包括：1）样品溶液中缩二脲含量ms引入的标准不确定度u（ms），其主要来源为标准曲线拟合。2）样品质量m称量引入的标准不确定度u（m），质量由差量法两次称量所得，每次测量都包括校准、重复性和分辨力3个来源，重复性归入到缩二脲含量的重复性frep中，只评定电子天平校准引入的标准不确定度u1（m）和电子天平分辨力引入的标准不确定度u2（m）。3）试样体积V定容引入的标准不确定度，主要有校准、重复性和温度影响3个来源。重复性归入到缩二脲含量的重复性frep中，只评定容量瓶校准引入的标准不确定度u1（V）和温度引入的标准不确定度u2（V）。4）缩二脲质量分数w测量重复性引入的标准不确定度u（frep）。

2 结果与分析

2.1 标准不确定度评定

1）样品溶液中缩二脲含量ms引入的标准不确定度u（ms），即最小二乘法拟合校准曲线引入的溶液缩二脲含量ms的标准不确定度评定。

校准曲线采用5个浓度的标准溶液拟合，包括1个空白溶液，每个浓度进行1次试验，共5个校准点（见表 1）。

以峰面积为纵坐标，缩二脲含量（mg）为横坐标，绘制校准曲线。校准曲线为：

表1 校准曲线数据Table 1 Calibration curve data

式中：Ai为校准用标准溶液的峰面积；mi为校准用标准溶液的缩二脲含量，mg；a为截距；b为斜率。

由液相色谱操作软件，得校准曲线截距、斜率为：b＝1×106，a＝0；相关系数 r＝0.998 649。

对复混肥料样品进行2次平行测量，得样品中缩二脲峰面积质量分数为0.565%，0.567%，平均值ms＝0.566%。

标准曲线残余偏差：

样品标准不确定度：

相对标准不确定度：

2）样品质量m称量引入的标准不确定度u（m），评定电子天平校准引入的标准不确定度u1（m）和电子天平分辨力引入的标准不确定度u2（m）。

①电子天平经检定合格，由天平说明书可知其最大允许误差为±0.1 mg，服从均匀分布，区间半宽度为0.1 mg，包含因子为由此引起的标准不确定度 u1（m）为：

② 天平分辨力为0.1 mg，服从均匀分布，区间半宽度为0.05 mg，包含因子为由此引起的标准不确定度 u2（m）为：

③样品质量m称量的相对标准不确定度分量：

样品质量m＝0.464 4 g是由差量法通过两次测量相减得出，所以m称量的相对标准不确定度分量为：

3）试样体积V定容引入的标准不确定度，评定容量瓶校准引入的标准不确定度u1（V）和温度引入的标准不确定度 u2（V）。

①A级容量瓶在20℃时的体积为25 mL±0.03 mL，假设为三角形分布，区间半宽度为0.03 mL，包含因子为由此引起的标准不确定度u1（V）为：

②容量瓶在20℃校准，实验室温度变化引起液体的体积膨胀明显大于容量瓶的体积膨胀，因此只需考虑液体体积膨胀。水的体积膨胀系数为 2.1×10－4℃－1，由温度效应产生的体积变化为±（100×5×2.1×10－4）＝±0.105 mL。假设服从均匀分布，区间半宽度为0.105 mL，包含因子为由此引起的标准不确定度u2（V）为：

③试样体积V定容引入的合成标准不确定度：

V＝25 mL试样定容的相对合成标准不确定度：

4）缩二脲质量分数w测量重复性引入的标准不确定度 u（frep）。

对7份样品中的缩二脲含量进行独立重复测量，由贝塞尔公式计算单次测量的实验标准差为：

2.2 相对合成标准不确定度评定

相对合成标准不确定度

2.3 扩展标准不确定度评定

取包含因子k＝2、包含概率p＝95%，则复混肥料中缩二脲含量的相对扩展不确定度为：

2.4 复混肥料中缩二脲含量测量结果及其不确定度报告

复混肥料中缩二脲含量结果由2份试样平均值给出为0.566%，测量结果的相对扩展不确定度Urel＝1.400%（或扩展不确定度U＝0.008%），由合成标准不确定度乘以包含因子k＝2给出，提供p≈95%包含概率。

测定结果完整表达：缩二脲含量为 （0.566±0.008）%，k＝2。

3 结论

综上所述，从不确定度来源可以看出，影响结果的主要不确定分量为拟合校准曲线引入的不确定度，在测定时应对其加以控制。

［1］倪育才.实用测量不确定评定［M］.北京：中国计量出版社，2012.

［2］王娅芳，刘利亚，黄培林.HPLC 测定饮料中安赛蜜、糖精钠和咖啡因含量的不确定度［J］.预防医学情报杂志，2012，28（1）：38－41.

［3］刘志强，张敬志，张丽，等.尿素中缩二脲质量分数测量结果的不确定度评定［J］.中氮肥，2007（5）：61－63.