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甲醇水中咖啡因溶液标准物质的研制及不确定度评定

刘淑华 张宜文 吴红 赵海波

刘淑华,张宜文,吴红,等. 甲醇水中咖啡因溶液标准物质的研制及不确定度评定[J]. 计量科学与技术,2021, 65(7): 28-33 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0027
引用本文: 刘淑华,张宜文,吴红,等. 甲醇水中咖啡因溶液标准物质的研制及不确定度评定[J]. 计量科学与技术,2021, 65(7): 28-33 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0027
LIU Shuhua, ZHANG Yiwen, WU Hong, ZHAO Haibo. Development and Uncertainty Evaluation of Reference Material of Caffeine Solution in Methanol-Water[J]. Metrology Science and Technology, 2021, 65(7): 28-33. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0027
Citation: LIU Shuhua, ZHANG Yiwen, WU Hong, ZHAO Haibo. Development and Uncertainty Evaluation of Reference Material of Caffeine Solution in Methanol-Water[J]. Metrology Science and Technology, 2021, 65(7): 28-33. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0027

甲醇水中咖啡因溶液标准物质的研制及不确定度评定

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0027
基金项目: 国家重点研发计划(2019YFF0216703);北京市计量检测科学研究院院自主项目(KJ2019-21)
详细信息
    作者简介:

    刘淑华(1986-),北京市计量检测科学研究院工程师,研究方向:计量检测,邮箱:870544199@qq.com

    通讯作者:

    赵海波(1974-),北京市计量检测科学研究院高级工程师,研究方向:计量检测,邮箱:zhaohb@bjjl.cn

Development and Uncertainty Evaluation of Reference Material of Caffeine Solution in Methanol-Water

  • 摘要: 研制了液相色谱-质谱联用仪(LC-MS) 校准用甲醇水中咖啡因溶液标准物质并进行不确定度评定。以咖啡因纯品、色谱级甲醇和实验室一级用水为原材料,利用质量平衡法对咖啡因纯品进行纯度核验,利用基准方法重量—容量法配制浓度9.94 mg/L甲醇水中咖啡因溶液标准物质。采用液相色谱法对9.94 mg/L甲醇水中咖啡因标准溶液和国家二级标准物质GBW(E)130453进行量值比对,并对溶液标准物质的均匀性、短期稳定性和长期稳定性进行考察。结果表明研制的9.94 mg/L的甲醇水中咖啡因溶液标准物质的均匀性和稳定性良好,相对扩展不确定度为2% (k=2),有效期为12个月。
  • 图  1  以1.0 mL/min的甲醇-纯水(V/V)等度洗脱

    Figure  1.  Elute isocratically with 1.0 mL/min methanol-pure water (V/V)

    图  2  以1.0 mL/min的甲醇-纯水(V/V)不同配比梯度洗脱

    Figure  2.  Gradient elution with different proportions with 1.0 mL/min methanol-pure water (V/V)

    图  3  不确定度分量图

    Figure  3.  Component diagram of uncertainty

    表  1  以1.0 mL/min的甲醇-纯水(V/V)不同配比梯度洗脱

    Table  1.   Gradient elution with different proportions with 1.0 mL/min methanol-pure water (V/V)

    时间(min)流速(mL/min)甲醇(%)
    (%)
    01.0955
    0.51.0955
    2.01.09010
    5.01.07030
    8.01.05050
    10.01.03070
    12.01.03070
    15.01.02080
    20.01.02080
    28.01.09010
    30.01.0955
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    表  2  液相色谱法峰面积归一化法的测定数据

    Table  2.   Measurement data of the area normalization method of liquid chromatography

    测量次数测量结果(%)
    199.92
    299.89
    399.91
    499.90
    599.87
    699.91
    平均值99.88%
    标准偏差0.032%
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    表  3  咖啡因/甲醇水溶液标准物质均匀性检验测量结果

    Table  3.   Homogeneity results of reference materials of caffeine in methanol-water

    瓶号测量值(mg/L)均值(mg/L)
    19.9729.9689.9779.972
    29.9579.9699.9429.956
    39.9679.9449.9499.953
    49.9769.9429.9689.962
    59.9859.9649.9829.977
    69.9549.9409.9649.953
    79.9649.9489.9459.952
    89.9649.9489.9519.954
    910.0019.9519.9829.978
    109.9619.9409.9579.953
    119.9739.9469.9479.955
    129.9609.9569.9689.961
    139.9719.9789.9459.965
    149.9809.9569.9799.972
    159.9679.9569.9779.967
    整体平均值9.962 mg/L
    组间平方和Q10.0036组内平方和Q20.0055
    组间自由度V114组内自由度V230
    ${s}_{1}^{2}=\dfrac{ {Q}_{1} }{ {V}_{1} }$0.0003${s}_{2}^{2}=\dfrac{ {Q}_{2} }{ {V}_{2} }$0.0002
    $F=\dfrac{ {s}_{1}^{2} }{ {s}_{2}^{2} }$1.4$ {F}_{0.05}\left(\mathrm{14,30}\right) $2.04
    结论$ F<{F}_{0.05}\left(14.30\right) $,则该样品均匀性良好
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    表  4  咖啡因甲醇水溶液标准物质稳定性检验测量结果

    Table  4.   Stability results of reference materials of caffeine in methanol-water

    时间(月)测得值(mg/L)
    09.946
    19.953
    39.955
    59.949
    89.956
    129.961
    稳定性检验线性拟合斜率b10.0009;截距b0:9.949
    斜率标准偏差${s}_{ {b}_{1} } $=0.0004
    $ {t}_{0.95,4} $=2.78,$ {t}_{0.95,4}\cdot {s}_{{b}_{1}} $=0.0010
    $ \left\lceil { {b}_{1} } \right\rceil $<$ {t}_{0.95,4}\cdot {s}_{{b}_{1}} $
    结论$ \left\lceil { {b}_{1} } \right\rceil $<$ {t}_{0.95,4}\cdot {s}_{{b}_{1}} $则稳定性没有显著变化,在12个月
    内,该样品具有良好的稳定性
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    表  5  样品称量过程中产生的标准不确定度

    Table  5.   Uncertainty from sample weighing

    检定结果(mg)
    偏载误差0.023
    重复性0.005
    示值误差(0≤m≤50)−0.014
    分辨率0.001
    标准不确定度0.03
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    表  6  1000 mL容量瓶定容重复性数据

    Table  6.   1000 mL volumetric flask constant volume repeatability data

    实验次数称重(g)
    11266.00
    21265.75
    31266.03
    41266.15
    51265.89
    61265.73
    71266.25
    81266.17
    91266.21
    101265.82
    平均值(g)1266.00
    RSD0.015%
    标准偏差(mL)0.015%×1000=0.15
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    表  7  甲醇水中咖啡因溶液标准物质的量值比对结果

    Table  7.   Verification results of reference materials of caffeine in methanol-water

    编号123
    X标准值(mg/L)10
    U标准值(mg/L)0.2
    X测量值(mg/L)9.9469.9539.955
    U测量值(mg/L)0.199
    $ \left|{E}_{n}\right| $0.190.170.16
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  • 网络出版日期:  2021-06-09
  • 刊出日期:  2021-07-16

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