气相色谱法测定评定甲基苯丙胺含量的不确定度分析

气相色谱法测定评定甲基苯丙胺含量的不确定度分析

吴凤麟

长沙市公安局毒品检测鉴定中心湖南长沙410000

【摘要】目的：采用气相色谱法测定和分析甲基苯丙胺含量的不确定度。方法：采用气相色谱法评定甲基苯丙胺含量，并对可能引起不确定度的相关因素进行量化和分析，计算出该测量方法合成的不确定度，并得出所得结果扩展的不确定度。结果：测定样品中的甲基苯丙胺含量的结果是（0.2±6.8）%，其中k=2。结论：采用气相色谱法可有效评定及分析甲基苯丙胺的含量不确定度，并可得出扩展不确定度。

【关键词】气相色谱法；不确定度；甲基苯丙胺

[Abstract]objective：todeterminationbygaschromatographyandtheanalysisoftheuncertaintyofmethamphetaminecontent.Evaluationcontentofmethamphetaminemethods：gaschromatography，andmaycausetheuncertaintyoftherelatedfactorsforquantificationandanalysis，calculatetheuncertaintyofthemeasurementmethodofsynthesis，anditisconcludedthattheuncertaintyoftheresultsobtainedextend.Results：theresultsofthedeterminationofthemethamphetaminecontentinthesampleswas（0.2+6.8）%，whichk=2.Conclusion：usingthegaschromatographymethodcaneffectiveevaluationandanalysisofthecontentofmethamphetamine，uncertaintyandtheexpandeduncertaintycanbeobtained.

[Keywords]gaschromatography；Uncertainty；methamphetamine

随着司法鉴定管理机制的完善，我国法庭的科学实验室正逐步开展被认可工作，严格要求测试分析人员将结果质量得以证明，尤其是由度量结果可信度证实的实验结果适宜性，由此得出了不确定度的测量的概念[1]。不确定度的测量是指将结果测量相关参数赋予被测量值分散性，是一个衡量测量结果可靠性及准确性的重要参数。若客户提出要求，或者检测方法上要求，或判定是否符合规范上误差限宽窄时，应将不确定度信息加入到测量报告中。司法判案或者行政执法的依据往往来源于对毒品的结果分析，因此毒物分析工作人员也越来越重视毒品含量的不确定度测定[2]。由于实际的工作中，有较多的测定甲基苯丙胺毒品的案件，在分析毒品定量中已广泛应用了气相色谱法，而对于分析及评定甲基苯丙胺含量的不确定度的实验却很少[3]。本文主要通过气相色谱法评定甲基苯丙胺含量，并对可能引起不确定度的相关因素进行量化和分析，计算出不确定度。

2测量方法

将甲基苯丙胺片采用玛瑙研钵均匀研磨成细粉，采用高精度的天平称取合适的甲基苯丙胺粉末，一次性将其倒入至试管中，采用移液管移取甲醇，含量为10毫升，将其密封，并震荡10分钟左右，离心5分钟。从中取出1.5毫升的甲醇溶液，并将其装入到自动进样瓶中，采用GC/FID进行分析。

3评定测定结果不确定度

3.1建立数学模型

采用气相色谱法测量毒品中的甲基苯丙胺的含量，建立的定量数学模型是：

W=C×A1×V1×100/A/M1

表达式中：

W-样本中的甲基苯丙胺质量的百分含量，单位为%；

C-甲基苯丙胺标准的使用液的浓度，单位为mg/ml；

A1-甲基苯丙胺的样本溶液的色谱峰面积的平均值；

V1-甲基苯丙胺的样本溶液最终的定容体积，单位为ml；

A-甲基苯丙胺的标准溶液的色谱峰面积平均值；

M1-需测定毒品的样本质量，单位为mg。

3.2分析不确定度的来源[4]

从数学模型及测定过程中可得出，影响测定甲基苯丙胺含量的不确定度分量，如下所示：①测量重复引入的U不确定度；②甲基苯丙胺标准的使用液C引入u（C）；③测定样品质量M而引入不确定度u（M）；④甲基苯丙胺的样本溶液最终的定容体积V1而引入的u（V1）不确定度；⑤甲基苯丙胺的样本溶液的色谱峰面积的平均值A而引入的不确定度；⑥甲基苯丙胺的标准溶液的色谱峰面积平均值A1而引入的不确定度。

3.3量化不确定度分量

3.3.1测量重复引入的U不确定度

在重复性的条件下，从同一个样本中进行重复取样，测量6次，每次含量分别是6.68%、6.78%、6.85%、6.82%、6.66%、6.78%，定量测定结果是6次测量的平均值，因此测量重复引入的U不确定度为

U=S/6^（1/2）=0.0739/6^（1/2）=0.0302

U/W=0.0302/6.76=0.0045

3.3.2甲基苯丙胺标准的使用液C引入u（C）

精确称取62.5mg的甲基苯丙胺盐酸盐，将其置于50毫升的容量瓶中，并采用甲醇将甲基苯丙胺制成1.0mg/ml的标准储备液。使用移液管移取甲基苯丙胺的标准储备液，约为2.5毫升，将其置于25毫升的容量瓶中，采用甲醇进行定容刻度，再配置成0.1mg/ml的标准储备液。其数学模型如下所示：

C=0.08×M×V2×V×V3

表达式中：

0.8-甲基苯丙胺盐酸盐和甲基苯丙胺的分子量的换算系数；

C-甲基苯丙胺标准使用液的浓度，单位为mg/ml；

M-甲基苯丙胺盐酸盐质量，单位为mg；

V2-使用移液管所吸出的甲基苯丙胺的标准储备液体积，单位为ml；

V-甲基苯丙胺的标准储备液的定容体积，单位为ml；

V3-甲基苯丙胺的标准使用液的定容体积，单位为ml。

3.3.2.1M所引入的标准不确定度u（M）

精准天平的计量证书上标明，其称量变动性（重复性）是0.04mg，最大的称量允差是0.09mg。假设其呈现矩形分布，则可转换成标准的不确定度是=（0.042+0.092）^（1/2）/3^（1/2）=0.0566mg。进行两次称量操作得到净重，一次为毛重，一次为皮重。每次称量均需对结果进行独立观测，因此需要计算两次。称取甲基苯丙胺盐酸盐62.5mg所引入标准的不确定度是：

u（M）=（0.05662×2）^（1/2）=0.08mg

u（M）/M=0.0013

3.3.2.2V所引入的标准不确定度u（V）

（1）对体积的影响进行校准u1（V）

容量瓶为50毫升，将其扩展至1%的不确定度，即为0.5毫升，并将其假设为矩形分布：

u1（V）=ΔV/3^（1/2）=0.5/3^（1/2）=0.2887ml

（2）探索温度对于体积影响u2（V）

将实验室的温度控制在20℃±3℃之间，1.0×10-3℃-1是有机液体的膨胀系数，体积产生的变化范围为±（3×1.0×V×10-3）=±0.003Vml，假设温度的变化呈现矩形分布：

u2（V）=（V×0.03）/3^（1/2）=（50×0.03）/3^（1/2）=0.0866ml

将以上V的不确定度分量全部合成

u（V）=[u12（V）+u22（V）]^（1/2）=（0.08662+0.28872）^（1/2）=0.3014ml

u（V）/V=0.006

3.3.2.3由V2引入的标准不确定度u（V2）

根据以上的3.3.2.2中V所引入的标准不确定度u（V）的评定方法，其中

u（V2）=0.015ml

u（V2）/V2=0.015/2.5=0.006

3.3.2.4根据甲基苯丙胺的标准使用液的定容体积V3，所引入的相对不确定度为

u（V3）/V3=0.015/2.5=0.006

Urel（C）=u（C）/C={[u（M）/M]2+[u（V）/V]2+[u（V2）/V2]2+[u（V3）/V3]2}^（1/2）=（0.0062×3+0.00132）^（1/2）=0.0105

u（C）=C×Urel（C）=1.0×0.0105=0.0105

3.3.3测定甲基苯丙胺的样本质量M1所引入的不确定度u（M1）

和以上3.3.2中的3.3.2.1中M引入的u（M）不确定度，称取甲基苯丙胺样本并引入不确定度为：

u（M1）=（0.05662×2）^（1/2）=0.08mg

Urel（M1）=u（M1）/M1=0.0024

3.3.4甲基苯丙胺样本的最终定容体积V1所引入的不确定度u（V1）

3.3.4.1对体积的影响进行校准

移液管移10毫升的合格液体，将其扩展至1%的不确定度，即为0.1毫升，并将其假设为矩形分布，则：

u1（V1）=0.1/3^（1/2）=0.0577ml

3.3.4.2探索温度对体积的影响u2（V1）

u2（V1）=V1×0.003/3^（1/2）=10×0.003/3^（1/2）=0.0173ml

将以上的不确定度分量V1合成

u（V1）={[u1（V1）2+u2（V1）2]}^（1/2）=[0.01732+0.05772]^（1/2）=0.0602ml

Urel（V1）=u（V1）/V1=0.006

3.3.5甲基苯丙胺标准溶液的色谱峰面积的平均值A而引入的不确定度

因为在3.3.1中测量重复引入的U不确定度的计算中，在了整个测量过程中包含了所有的微小影响因素，因此甲基苯丙胺的标准溶液的色谱峰面积的平均值A而引入的不确定度可以不予考虑。

3.3.6甲基苯丙胺的测试样品溶液的色谱峰面积的平均值A而引入的不确定度

与3.3.5中所描述的相似。

4确定合成标准的不确定度以及扩展的不确定度

因为不同的不确定度含量之间有着密切关联，因此在甲基苯丙胺测定结果合成的不确定度为：

Ucrel（W1）=[（u/w）2+Urel2（M1）+Urel2（C）+Urel2（V1）]=（0.0062+0.00242+0.01052+0.00452）=0.0131

在毒品样品中测定甲基苯丙胺含量结果为6.8%：

则Uc（W1）=Ucrel（W1）×W1=0.0131×0.068×100%=0.09%

如若未有特殊的要求，根据国际惯例，可将扩展因子取为k=2，则扩展的不确定度为：U=Uc（W1）×k=0.09×2≈0.2

5总结报告

本次试验表明，测定样品中的甲基苯丙胺含量的结果是（0.2±6.8）%，其中k=2。

参考文献：

[1]周明哲，冯超.高效液相色谱法测定毒品缴获物中甲基苯丙胺含量的不确定度评定[J].警察技术，2013（4）：19-22.

[2]黄家莺，商军，华贤辉.气相色谱法测定维生素E注射液含量的不确定度评定[J].上海畜牧兽医通讯，2014（6）：13-15.

[3]高吉.气相色谱法测定车用汽油中苯含量的不确定度评定[J].计量与测试技术，2012，39（6）：45-46.

[4]张盼，苏福海，王海峰，等.甲基苯丙胺标准物质的定值与不确定度分析[J].化学通报，2012，75（4）：372-375.