电感耦合等离子体原子发射光谱法测定药用缓释材料中锡含量的不确定度评定

肖云娜，王磊，江雪欣，李颖颖

（烟台市食品药品检验检测中心，山东烟台 264000）

测量不确定度是一种定量评价测定结果的数据质量的重要参数，越来越受到国际社会的普遍接受和推荐使用，在各行各业中都受到越来越高的重视。《测量不确定度评定和表示指南》给出的测量不确定度的定义是：与测量结果相关联的参数，其表征了可以合理地赋予被测量的量值分散程度[1]。由于受到人机料法环等诸多因素的影响，任何测定结果都与其真值存在或大或小的偏离，而测量结果的不确定度评定就是一种有效的考察结果偏离程度的手段，反映了测量结果的可靠性，测量结果的不确定度越小则结果的可靠性越高，反之测量结果的可靠性越低。

近十几年来，为了合理地控制药物在人体内的释放，药用缓释材料越来越受到制药行业的高度关注，新的检测方法和检测技术在药物分析领域也得到了广泛的应用。电感耦合等离子体原子发射光谱法适用于各类药品从痕量到常量的元素分析，尤其适用于药物及辅料中金属元素的定性和定量测定[2-8]。该方法自2010年起收录入《中华人民共和国药典》（以下简称中国药典），适用范围越来越广，但其在药物分析领域的不确定度分析却鲜有报道[9-14]。笔者根据JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》，参考CNAS-GL006《化学分析中不确定度的评估指南》和其它国际上关于不确定度的指导原则[15-20]，对测定药用辅料中锡含量过程中产生的不确定度因素进行了分析和计算，找出了影响其数据可靠性的主要因素，并为后续提高测定结果的可靠性给出了指导性建议。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

电子天平：XPE205DR 型，瑞士梅特勒-托利多仪器公司；

电感耦合等离子体发射光谱仪：Avio200 型，美国铂金埃尔默公司。

微波消解仪：MARS6CLASSⅠC 型，美国CEM公司。

单标线移液管：5、10、15、20 mL，A级，德国普兰德公司。

单标线容量瓶：100、50 mL，A 级，德国普兰德公司。

丙交酯乙交酯共聚物(8515)(供注射用)：药用辅料，赢创特种化学（上海）有限公司。

锡标准溶液：1 000 μg/mL，相对扩展不确定度为0.7%（k=2），国家有色金属及电子材料分析测试中心。

65%硝酸：分析纯，德国默克试剂公司。

浓过氧化氢溶液：30%，分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

实验用水为超纯水。

1.2 实验方法

根据《中国药典》2020 版四部中收载的方法对丙交酯乙交酯共聚物(8515)中的锡含量进行测定。取丙交酯乙交酯共聚物0.25 g，精密称定，置于聚四氟乙烯消解罐中，加硝酸6.0 mL和浓过氧化氢溶液2.0 mL，盖上内盖，旋紧外套，置于微波消解仪中消解。消解完全后取消解内罐置于电热板上缓缓加热至红棕色气体挥尽，用超纯水将罐内消解溶液小心转移至100 mL 容量瓶中稀释至标线，摇匀，作为样品溶液。同法制备试剂空白溶液。利用电感耦合等离子体发射光谱仪进行测量。

2 测量模型

根据《中国药典》的规定，标准曲线法测定样品中锡含量的计算公式为：

式中：w——样品中锡的质量分数，%；

ρ——试溶液中锡的质量浓度，μg/mL；

V——样品溶液的稀释体积，mL；

m——样品质量，g；

1 000 000——换算系数。

2.1 测量不确定度来源

根据建立的数学模型和测量过程，实验测量结果的不确定度来源主要有：（1）样品称量引入的不确定度；（2）样品稀释引入的不确定度，主要来自于玻璃容器的容量允许误差和温度差异导致的液体体积膨胀；（3）样品溶液测定引入的不确定度，包括标准物质溶液稀释引入的不确定度和标准曲线拟合引入的不确定度；（4）重复性引入的不确定度，称量重复性和样品溶液测定重复性的相对标准不确定度均包含在总的测定结果重复性引入的不确定度分析中，过程中不再重复计算；（5）数值修约引入的不确定度。

2.2 测量数学模型

根据式（1），各输入量属于带指数相乘的不相关量，可知锡含量测定的相对标准不确定度：

式中：urel(w)——样品中锡含量测定的相对标准不确定度；

urel(ρ)——样品溶液浓度测定的相对标准不确定度；

urel(V)——样品稀释体积的相对标准不确定度；

urel(m)——样品称量的相对标准不确定度。

3 测量不确定度的评定

3.1 样品称量引入的相对标准不确定度urel(m)

样品称量引入的标准不确定度来源于天平最大允许误差带来的标准不确定度，查天平检定证书及JJG 1036—2008《电子天平检定规程》可知，该天平检定分度值为1 mg（0～50 g），则量程最大允许误差为0.5 mg，重复性误差为0.0 mg，按矩形分布处理，取包含因子k= 3，则其最大允许误差引入的标准不确定度u(m)=0.5/k=0.288 7 mg，样品称量质量m=0.250 2 g，则相对标准不确定度为：

3.2 样品稀释体积引入的相对标准不确定度urel(V)

3.3 样品溶液浓度测定的相对标准不确定度urel(ρ)

样品溶液测定过程中的不确定度包含标准溶液配制过程引入的不确定度和标准曲线拟合引入的不确定度。

3.3.1 标准溶液配制引入的相对标准不确定度urel(S)

标准溶液配制引入的不确定度包括稀释过程引入的相对标准不确定度urel(D)和标准物质量值引入的相对标准不确定度urel(B)。由标准物质证书中查得锡标准溶液浓度的相对扩展不确定度为0.7%，扩展因子k=2，则由标准物质量值引入的相对标准不确定度urel(B)=0.003 5。

标准溶液的稀释主要由容量瓶和移液管引入不确定度，主要包括校准引入的不确定度和温度效应引入的不确定度。实验中标准溶液稀释的过程中使用到100 mL（A级）容量瓶、50 mL（A级）容量瓶和5 mL、10 mL、15 mL（A 级）单标线移液管，认为是三角分布，k= 6，按照3.2 方法分析，各不确定度分量见表1。

表1 玻璃器皿的不确定度

3.3.2 标准曲线拟合引入的相对标准不确定度urel(N)

采用电感耦合等离子体发射光谱法测定标准系列溶液时，以锡标准工作溶液的质量浓度为横坐标、发射光强度为纵坐标进行拟合。标准曲线设置5个浓度水平，每个浓度水平平行测定3次，以其平均值进行计算，得到标准曲线方程为y=4 384.1x+78.481，相关系数为0.999 9，由标准曲线拟合引入的标准偏差SR和不确定度u(N)可按下式计算：

式中：n——标准曲线溶液的测定总次数，n=5×3=15；

Ai——标准曲线溶液各点的光学强度；

b——标准曲线的斜率；

ρi——标准曲线溶液各点锡的质量分数；

a——标准曲线的截距；

p——样品溶液的测定总次数；

ρ0——标准曲线各点锡质量分数的平均值；

ρ——样品中锡的平均质量分数。

标准曲线实验数据和中间计算结果见表2。

表2 标准曲线实验数据和中间计算结果

将urel(ρ)、urel(V)、urel(m)代入式（2），可得锡含量测定的相对标准不确定度：urel(w)=0.173 3，则锡含量测定的标准不确定度B类评定值为：

3.4 测量重复性引入的标准不确定度

实验共称取两份样品配制溶液进行平行试验，每份样品溶液连续进行5次测量，测量结果见表3。

表3 样品溶液锡质量分数的测定结果

使用A类评定，用贝塞尔公式计算标准差：

4 样品中锡含量测定的合成标准不确定度

锡含量测定结果的合成标准不确定度为：

5 合成标准不确定度的评定及结果报告

按JJF 1059.1—2012 的规定，一般测量，置信概率为95%，可取包含因子k=2，则扩展不确定度：

利用电感耦合等离子体发射光谱法测定丙交酯乙交酯共聚物（8515）中的锡含量，其结果表示为0.010%±0.003%，k=2。

6 结语

由测量不确定度分量评定结果可知，在电感耦合等离子体发射光谱法测定丙交酯乙交酯中低浓度的锡含量的过程中，对测量不确定度影响较大的因素是标准溶液的配制和标准曲线的拟合过程，标准溶液的配制和拟合亦是影响其它ⅠCP-OES 法含量测定结果不确定度的主要因素。在使用ⅠCP-OES法测定时，减少标准曲线系列溶液配制过程中的误差，增加拟合曲线的浓度点，可增强拟合曲线的相关性，减小测量结果的不确定度。