奶茶中三氯蔗糖测量不确定度评定报告

余志清

摘 要：测量不确定度是指表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数[1]，它可以是标准偏差，也可以是一个置信区间。测量不确定度一般由多个分量组成，分量的一部分可根据一系列测量结果的统计分布来估计，而所有测量结果的不确定度分量（包括系统误差）造成测量结果的分散性。测量结果的不确定度评估，是国际标准ISO/IEC 17025，也是CNAS-CL01对认可实验室的要求[2]，不论是食品检验机构，司法鉴定，还是医学实验室，通过不确定度的引入，能有效识别检验检测数据的风险。本文通过高效液相色谱-示差折光法分析奶茶中三氯蔗糖含量的测定过程，从而对该测定方法建立一套完整的不确定度评估的方法。

关键词：三氯蔗糖；不确定度；奶茶

中图分类号：TS264 文献标识碼：A 文章编号：1671-2064（2018）14-0253-02

测量不确定度是指表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数[1]。测量结果的不确定度评估，是国际标准ISO/IEC17025，也是CNAS-CL01对认可实验室的要求[2]，不论是食品检验机构，司法鉴定，还是医学实验室，通过不确定度的引入，能有效识别检验检测数据的风险。本文通过高效液相色谱-示差折光法分析奶茶中三氯蔗糖含量的测定过程，从而对该测定方法建立一套完整的不确定度评估的方法。

1 材料与方法

1.1 主要仪器和试剂

（1）试验仪器。Waterse2695（配示差折光检测器）；梅特勒电子天平AE204，精确度0.0001g。（2）试验试剂。甲醇、已经、正己烷、乙酸锌、亚铁氰化钾、中性氧化铝。（3）仪器条件。色谱柱C18（4.6mm*150mm，5μm），柱温35℃，检测池温度35℃，灵敏度64，流速：1.0mL/min，流动相：甲醇+水=20+80。

1.2 试验方法及数学模型

（1）试验原理：奶茶中三氯蔗糖用甲醇水溶液提取，除蛋白、脂肪，经固相萃取柱净化、富集后用高效液相色谱仪、反相C18色谱柱分离，示差检测器检测，根据保留时间定性，以峰面积定量。（2）测量过程（图1）。（3）评定结果的使用。符合上述条件下的测定结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。

2 数学模型

式中：X——试样中三氯蔗糖的含量，mg/kg；

C——由标准曲线得到的样品净化溶液浓度，mg/L；

L——标准溶液浓度的校正因子，%；

V——试样溶液定容体积，mL；

m——试样质量，g；

Rec——回收率，%。

3 输入量的标准不确定度评定

影响此方法的不确定度来源有样品称量过程中引入的不确定度、定容体积引入的不确定度、标准溶液浓度、标准工作曲线的校准引入的不确定度、回收率引入的不确定度以及测量结果的重复性Rep。

实验用试剂都为分析纯以上，空白试剂中三氯蔗糖含量极小，可忽略不计。

3.1 测量重复性Rep引入的相对标准不确定度

进行6次重复测定的结果，覆盖检验的全过程，从称样、定容及测定。结果数据见表1。

实际测量以2次测量结果的平均值作为检测结果，测量重复性Rep引起的标准不确定度：

u（Rep）==0.00082/=5.77×10-3

测量重复性Rep引起的相对标准不确定度为：

urel（Rep）==5.77×10-3/0.0171=3.37×10-2

3.2 样品称量引入的相对标准不确定度

根据仪器检定证书，METTLERTOLEDOAE204型电子天平其线性为±0.5mg（0-50000mg的匀差），标准不确定度设定为矩形分布，天平线性分量标准不确定度如下[3]：

u（m）=0.0005/=2.89×10-4g

线性分量应重复计算两次，一次为清零，另一次为称重，故样品称量引入的相对标准不确定度如下：

urel（m）==8.11×10-5

3.3 最终定容体积引入的相对标准不确定度

最终定容时使用的是100-1000μL移液枪，合格，其允差为±1%，服从均匀分布。

urel（V2）==5.77×10-3

3.4 标准储备溶液浓度引入的不确定度

称取0.10mL三氯蔗糖标准物质，用乙腈定容至100mL，配制成浓度为1.0mg/L三氯蔗糖标准中间液。

3.4.1 三氯蔗糖标准物质的浓度

三氯蔗糖标准物质供应商证书上给出的浓度为±1%，服从矩形分布，标准物质浓度引入的相对标准不确定度为：

urel（P）==5.83×10-3

3.4.2 三氯蔗糖标准物质的称取量

称量时使用的是AE204电子天平，合格，其最大允许误差为±0.0005g，服从矩形分布。

urel（m2）==3.10×10-3

3.4.3 三氯蔗糖标准物质的定容体积

定容时使用的是100mL容量瓶，A级合格，其允差为±0.020mL，服从矩形分布。[4]

urel（V4）==1.15×10-3

合成上述三项得出标准储备溶液浓度引入的相对不确定度：

urel（L）=

==6.71×10-3

3.5 标准工作曲线的校准引入的标准不确定度

再吸取适量的储备液用水配制五个标准溶液系列，其浓度分别为0.02，0.05，0.10，0.20和0.40mg/mL，分别用液相色谱仪测其峰面积6次，取平均值用线性最小二乘法拟合曲线[5]。测定结果见表2。

线性最小二乘拟合结果：y=0.8556x，相关系数R2为0.9998，拟合曲线见图2。

故标准工作曲线的标准不确定度为：

计算得：

SR=77631，u（c）=2.75×10-3，则urel（C）==2.95×10-2。

3.6 回收率Rec引入的标准不确定度

在重复性条件下测定n=6次结果得到，三氯蔗糖的平均回收率为92%，标准偏差s为0.00815。

标准不确定度采用平均值的标准偏差：

u（Rec）==3.33×10-3

用t值检验，确定平均回收率是否与1.0有显著差异：

t==4.12

这个数据与95%置信度，双边临界值tcrit的比较：

自由度=n-1=5查t分布表得tcrit=2.6。

t>tcrit，说明Rec与1有显著差异，平均回收率需要包括在结果的计算中。

回收率的相对标准不确定度：

urel（Rec）=3.33×10-3/0.093=3.58×10-2。

4 合成标准不确定度评定

不同分量的大小见表3。

根据不确定度的传播定律，合成相对标准不确定度为：

urel（X）=

=0.0580

5 扩展不确定度评定

取包含因子k=2，相对标准扩展不确定度为：Urel=2×urel（X）≈0.116。

测得样品中三氯蔗糖含量平均值为0.0171mg/kg，则标准扩展不确定度为：

U=0.0171×Urel=0.00198（g/kg）

6 测量结果的报告与表示

三氯蔗糖含量的测量结果为0.0171±0.002（g/kg）（k=2）。

参考文献

[1]中国合格评定国家认可委员会.《化学分析中不确定度的评估指南》[S].北京，2006.

[2]中国合格评定国家认可委员会.《测和校准实验室能力认可准则》[S].北京，2006.

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

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

[5]罗毅.化学統计学[M].北京：中国科学出版社，2001.