紫外分光光度法测定心脑健胶囊含量的不确定度评价

桑旭峰, 朱蓉

浙江省宁波市药品检验所,宁波 315040

作者简介桑旭峰(1976-),男,浙江余姚人,副主任中药师,研究方向:中药质量分析与控制。电话:0574-89075703,E-mail:474651700@qq.com。

中图分类号: R286 文献标识码: B 文章编号: 1004-0781(2016)08增-0109-02

摘要:

目的建立心脑健胶囊的含量测定不确定度评价方法,找出影响测定结果主要因素。方法根据《中华人民共和国药品标准中药成方制剂》第十八册的测定方法,建立不确定度的数学模型,统计分析各不确定度分量。结果当心脑健胶囊的茶多酚含量为标示量的116.3%时,其扩展不确定度为1.6%(k=2)。其中加入显色剂后放置时间对测定不确定度的影响最大。结论该方法适用于评估心脑健胶囊含量的不确定度。

关键词: 心脑健胶囊 ; 不确定度 ; 分光光度法 ; 紫外

Abstract:

在实验过程中,由于步骤繁多,往往引起分析结果与真值有一定误差,为评定测定结果的质量,需进行不确定度的评价,不确定度越小,测定结果与真值越近。笔者根据《中华人民共和国药品标准中药成方制剂》第十八册^[1]的标准,对心脑健胶囊中茶多酚含量测定建立了一套不确定度的合理、完整的评定方法,以用于该方法的不确定度分析评定。

1 测量原理及程序

心脑健胶囊中的多酚类物质与亚铁离子形成蓝紫色络合物,用分光光度计法测定其含量。取装量差异项下内容物,混匀,精确称取0.253 0 g,置100 mL量瓶中,加水溶解并稀释至刻度,摇匀,精密量取上述溶液1 mL,置25 mL量瓶中,加水4 mL,酒石酸亚铁溶液(取硫酸亚铁1 g、酒石酸钾钠5 g加水溶解并稀释至1 000 mL)5 mL,充分摇匀,用pH值7.5磷酸盐缓冲液定容至刻度。同时称取等量的水于25 mL量瓶中,加水4 mL,用pH值7.5磷酸盐缓冲液定容至刻度,以作参比。用石英比色皿,在波长540 nm处测定其吸光度(A)。

2 不确定度来源和数学模型

2.1 测量方法

中华人民共和国药品标准中药成方制剂第十八册——心脑健胶囊[含量测定]。

2.2 计算公式

茶多酚(%)= $\begin{matrix} \frac{3.15 \times A \times 供试液总量 (mL) \times 平均装量 (g)}{1 000 \times 吸取液量 (mL) \times 样品量 (g) \times 标示量 (g)} \end{matrix}$ ×100%

式中:A为供试品溶液显色后的吸光度;3.15与1 000为用吸收系数法转换的常数。

考虑到加入显色剂后所放置时间的影响,数学模型为:

X= $\begin{matrix} \frac{3.15 \times A \times 供试液总量 (mL) \times 平均装量 (g)}{1 000 \times 吸取液量 (mL) \times 样品量 (g) \times 标示量 (g)} \end{matrix}$ ×f_time

式中:A为试样实际吸光度;f_time—由于加入显色剂后放置时间的影响引入的修正因子;该修正因子的数学期望值=1。

3 测量不确定度分量及评定

3.1 称量对测量结果引入的不确定度u(m)

电子分析天平,分度值为0.000 1 g,由于电子分析天平给出的是准确度级别,最大允许差为±0.001 0 g。假设线性分量为矩形分布,则标准不确定度为:u(m)=A/ $\begin{matrix} \sqrt[]{3} \end{matrix}$ =0.001 0/1.732=0.000 6 g。称量质量约0.25 g,转化为相对不确定度:u_rel(m)=0.000 6/0.25=0.002 4 g。

3.2 样品定容体积引入的不确定度u(V)

主要有以下不确定度来源:

3.2.1 25 mL量瓶体积校准引入的不确定度 25 mL A级量瓶最大允差为±0.03 mL,假定其为三角形分布,25 mL量瓶引入的标准不确定度u_25a (V)=0.03/ $\begin{matrix} \sqrt[]{6} \end{matrix}$ =0.012 mL。

3.2.2 100 mL量瓶体积校准引入的不确定度 100 mL A级量瓶最大允差为±0.10 mL,假定其为三角形分布,100 mL量瓶引入的标准不确定度u_100a(V)=0.01/ $\begin{matrix} \sqrt[]{6} \end{matrix}$ = 0.040 mL。

3.2.3 量瓶和溶液温度引入的不确定度观察定容与测定房间实验室温差7 ℃,水的体积膨胀系数2.1×10^-4 ℃,假设温度变化是矩形分布,k= $\begin{matrix} \sqrt[]{3} \end{matrix}$ ,则25,100 mL量瓶和水溶液温度变化引入的标准不确定度:

25 mL:u₂₅(V)=25×2.1×10^-4×7/ $\begin{matrix} \sqrt[]{3} \end{matrix}$ =0.021 mL

100 mL:u_100b(V)=100×2.1×10^-4×7/ $\begin{matrix} \sqrt[]{3} \end{matrix}$ =0.085 mL

3.2.4 定容引入的不确定度将溶液稀释定容到所需体积的重复性,通过对100,25 mL量瓶在20 ℃各10个充满纯化水进行称量得到,称量数据如下:

A:24.850 0,24.845 7,24.896 4,24.797 1,24.880 1,24.819 2,24.954 5,24.876 9,24.849 7,24.868 5

B:99.503,99.399 2,99.453 1,99.436 9,99.476 9,99.353 9,99.565 2,99.564 9,99.518 3,99.486 8

其实验标准差为:25 mL量瓶0.04 mL、100 mL量瓶0.067 mL,由此引入的标准不确定度分量为:u_25c(V)=0.04 mL,u_100c(V)=0.067 mL

将3个分量合成,则标准不确定度为:

u₂₅(V1)= $\begin{matrix} \sqrt[]{u 25 a^{2} (V) + u 25 b^{2} (V) + u 25 c^{2} (V)} \end{matrix}$ =0.047 mL

u₁₀₀(V1)= $\begin{matrix} \sqrt[]{u 100 a^{2} (V) + u 100 b^{2} (V) + u 100 c^{2} (V)} \end{matrix}$ =0.12 mL

转化为相对不确定度

u_25mlrel(V)=0.047/25=0.001 9

u_100mlrel(V)=0.12/100=0.001 2

3.3 加入显色剂后放置时间的影响对测量结果引入的不确定度u(f_time)

对于比色分析实验,加入显色剂后放置的时间比较关键,设置时间5~20 min测定吸光度,通过实验表明,0 min测得0.373 7到30 min测得0.364 6,吸光度的最大差值为0.009 1,假定满足均匀形分布,其相对不确定度为:

u_rel(f_time)=u(f_time)/f_time=u(f_time)=0.009 1/ $\begin{matrix} \sqrt[]{3} \end{matrix}$ =0.005 2

3.4 仪器对测量结果引入的不确定度u(λ)

UV2550 紫外分光光度计,编号323#,由于分光光度计的准确度可对比色所得的吸光度值产生不确定度影响,在波长:190~900 nm;透射比:(0~100)%的测量范围内,由计量局测得的扩展不确定度u,假设分量为矩形分布,得出不确定度透光率u_tou(λ)=0.1/ $\begin{matrix} \sqrt[]{3} \end{matrix}$ =0.000 57。

3.5 吸光度测定时读数引入的不确定度u(N)

将处理后的空白试液使用相同的1 cm比色皿反复比色测定10次,得吸光度数值如下:0.333 9,0.333 7,0.333 9,0.334 1,0.333 6,0.333 7,0.333 9,0.333 8,0.333 8,0.333 8。

结果其实验标准差为0.000 141,由此引入的标准不确定度分量为:u(N)= 0.000 141。平均吸光度A=0.333 8,其相对不确定度为u_rel(N)=0.000 141/0.333 8=0.000 42。

4 移液管引入的不确定度

1 mL A级移液管最大允差为±0.007 mL,假定其为三角形分布,1 mL移液管引入的标准不确定度u (y)=0.007/ $\begin{matrix} \sqrt[]{6} \end{matrix}$ =0.002 8 mL。转化为相对不确定度u_rel(y)=0.002 8/1=0.002 8。

5 合成标准不确定度

c(rel)=

$\begin{matrix} \sqrt[]{{u_{rel}}^{2} (m) + {u_{25 rel}}^{2} (V 1) + {u_{100 rel}}^{2} (V 1) + {u_{rel}}^{2} (f_{time}) + {u_{tou}}^{2} (λ) + {u_{rel}}^{2} (N) + {u_{rel}}^{2} (y)} \end{matrix}$ =

$\begin{matrix} \sqrt[]{0 . 0024^{2} + 0 . 0019^{2} + 0 . 0012^{2} + 0 . 0052^{2} + 0 . 00057^{2} + 0 . 00042^{2} + 0 . 0028^{2}} \end{matrix}$ =0.006 8

样品中茶多酚含量X:

X茶多酚%= $\begin{matrix} \frac{3.15 \times A \times 供试液总量 (ml) \times 平均装量 (g)}{1000 \times 吸取液量 (ml) \times 样品量 (g) \times 标示量 (g)} \end{matrix}$ ×100%= $\begin{matrix} \frac{3.15 \times 0.373 7 \times 100 \times 0.249 86}{1 000 \times 1 \times 0.253 0 \times 0.1} \end{matrix}$ ×100%=116.3%

测定样品中茶多酚的质量浓度百分比的标准不确定度为:

uc(x)=ucrel(x) ×X=0.006 8×116.3%=0.79%

6 扩展不确定度

按正态分布,以95%的置信概率为最佳区间,包含因子取k=2,则扩展不确定度为:

U(x)=k×uc(x)=2×0.790 84%=1.6%

7 结果

照此次检测能力验证的要求,被测样品中茶多酚的质量浓度百分比为116.3%,其扩展不确定度U(x)=1.6%,即X=(116.3±1.6)%,其中包含因子k=2。

8 讨论

从上述的评定结果来看,样品的称量、定容、稀释、显色时间及比色读数对测量结果均会产生一定的影响,其中以加入显色剂后放置时间对测定不确定度的影响最大^[2-3]。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

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[1]	国家卫生部药典委员会.中华人民共和国药品标准中药成方制剂第十八册[M].1992:65 . [本文引用:1]
[2]	李正东. 测量不确定度评定和表示简明教材[M]. 2014. [本文引用:1]
[3]	谭德讲,马双成.药品监督与检定中的统计学应用[M].北京:中国科学技术出版社. [本文引用:1]