高效液相色谱法测定480g/L硝磺草酮悬浮剂中有效成分硝磺草酮含量的不确定度分析
时间：2023-03-01 22:00:05 来源：千叶帆 本文已影响人
张 强，王广友，林 波，吴 培
(山东省农药科学研究院，山东 济南 250100)
测量不确定度作为评定实验检测结果质量的指标，代表测量值的分散性，确保被测量的量值更合理表征，在化学分析领域中备受关注。评定不确定度是分析工作最基本的指标，是实验室质量管理和认可评审的重要内容，是反映检测全过程的重要标志。中国实验室国家认可委员会指出实验室应建立测量不确定度的评价程序[1]，并对获得数据进行评估，尽可能保证数据的准确性。
硝磺草酮属于三酮类除草剂，通过叶面及根部吸收，抑制植物体内类胡萝卜素的合成，使叶片变白，分化组织坏死，用于芽前、芽后防除阔叶杂草及禾本科杂草，在玉米、水稻、甘蔗等作物上应用广泛[2]。本文以高效液相色谱法测定硝磺草酮含量为例，对测量过程中产生的不确定度分量进行分析和评估，从而评定其不确定度，如实反映测量的置信度和准确度，具有借鉴及参考意义。
1.1 仪器及试剂 岛津20AT高效液相色谱仪，日本岛津公司；
250mm×4.6mm(i.d.)不锈钢柱，内装Shim-pack GIST-C18，粒径5μm填充物；
电子分析天平(AL204型)；
超声清洗仪(JP-060PLUS)；
密度测定仪(DM-100型)；
乙腈(含量99.9%，色谱纯)；
磷酸(分析纯)；
新制超纯水(18.2MΩ·cm)；
硝磺草酮标样(纯度98.7%)；
480g/L硝磺草酮悬浮剂。
1.2 色谱条件 流动相：ψ(乙腈+0.1%磷酸水溶液)=40+60，流速0.8mL/min；
柱温：室温(温度变化不超过2℃)；
进样体积5μL；
检测波长：270nm。
1.3 实验步骤
1.3.1 标准物质溶液的配制 称取0.05g(精确至0.000 2g)硝磺草酮标样，置于50mL容量瓶中，用流动相溶解，超声，冷却至室温后用流动相稀释至刻度，摇匀，过滤，备用。
1.3.2 样品溶液的配制 称取含硝磺草酮0.05g(精确至0.000 2g)的试样，置于50mL容量瓶中，用流动相溶解，超声，冷却至室温后用流动相稀释至刻度，摇匀，过滤，备用。
1.3.3 测定 在1.2色谱操作条件下，待高效液相色谱仪器基线稳定后，连续进数针标样溶液，直至相邻2针硝磺草酮峰面积相对变化小于1.5%后，按照标样溶液、试样溶液、试样溶液、标样溶液的顺序进行测定。
1.3.4 计算 将测得的2针试样溶液以及试样前后2针标样溶液中硝磺草酮峰面积分别进行平均。试样中硝磺草酮的质量分数ω1(%)，按下式计算：
试样中硝磺草酮的质量浓度ρ1(g/L)，按下式计算：
式中：A1—标样溶液中硝磺草酮峰面积的平均值；
A2—试样溶液中硝磺草酮峰面积的平均值；
m1—标样的质量，g；
m2—试样的质量，g；
ρ—试样溶液密度，g/mL；
ω—标样中硝磺草酮的质量分数，%。
2.1 不确定度的来源 以硝磺草酮质量浓度计算公式为数学模型，可得出不确定度分量来源包括：标准物质纯度、标准物质称量和配制、样品称量和配制、密度测定和标准物质及样品测定的重复性[3-4]。
2.2 标准物质纯度引入的不确定度 本次实验中，标准物质证书提供的信息显示硝磺草酮纯度为98.7%，不确定度为0.5%，k=2，属于B类评定。按正态分布，取置信水准为P=95%，K=2，则标准物质的相对标准不确定度
Urel(1)=0.5/(2×98.7)=2.53×10-3。
2.3 标准物质称量引入的不确定度 称量标准物质的电子分析天平的感量为万分之一，检定证书显示其最大允许误差为±0.1mg，属于B类评定。按正态分布，取置信水准为P=99%，K=3，则标准不确定度为U1=0.1mg/3=0.033 3mg，称样量为0.054 1g，则其相对不确定度为
Urel(2)=0.033 3/54.1=6.16×10-4。
2.4 标准物质溶液配制引入的不确定度
可得标准物质溶液配制引入的相对不确定度为
2.5 样品称量引入的不确定度 参考2.3所述，样品称样量为0.137 9g，则其相对标准不确定度为
Urel(4)=0.033 3/137.9=2.41×10-4
2.6 样品溶液配制引入的不确定度 参考2.4所述，样品溶液配制引入的相对不确定度为
2.7 标准物质及样品测量峰面积的重复性引入的不确定度 标准物质溶液及样品溶液重复进样2次，峰面积(表1)所示。
表1 峰面积测量结果
标准物质峰面积测量重复性引入的相对不确定度为：
样品峰面积测量重复性引入的相对不确定度为：
2.8 密度ρ测量引入的不确定度 测定样品密度使用的仪器为数字式密度计，通过查阅密度计说明书，其最大允许误差为±0.001g/cm3，属于B类评定。按正态分布，取置信水准P=95%，K=2，则标准不确定度为U4=0.001g/cm3/2=0.0.000 5g/cm3，密度测量值为1.179g/cm3，则其相对不确定度为
Urel(8)=0.000 5/1.179=4.24×10-4。
2.9 密度测量的重复性引入的不确定度 密度重复测量5次，测量值(表2)
表2 密度测量结果
密度测量重复性引入的相对不确定度为
综合上述各不确定度分量，得出合成相对不确定度
=[(2.53×10-3)2+(6.16×10-4)2+(3.44×10-3)2+(2.41×10-4)2
+(3.44×10-3)2+(6.38×10-4)2+(5.59×10-4)2+(4.24×10-4)2+02]1/2
=0.005 6
本次实验测得480g/L硝磺草酮悬浮剂中硝磺草酮质量浓度为475g/L，则
U(ρ)=475×0.005 6=2.66g/L。
按95%置信概率，取包含因子K=2，则扩展不确定度U=K×U(ρ)=2×2.67≈5g/L
综上本次采用高效液相色谱法测定480g/L硝磺草酮悬浮剂样品中硝磺草酮质量浓度为475±5g/L。
在本次硝磺草酮含量测定实验不确定度的评估过程中，主要影响因素是标准物质含量、标准物质及样品溶液配制，即标准物质含量的准确性、玻璃量器的校准及实验室操作人员的规范操作对实验结果具有重要的影响。可通过提高标准物质纯度、使用更精密的玻璃仪器及规范实验室操作人员的操作来降低测量结果的不确定度，保证检测结果的准确性。
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