喉咽清口服液 pH 值测定的不确定度分析

聂平 1，肖炳燚 1，罗晖明 1，刘丽 2，李玲 2，李文莉 1* （1. 湖南省食品药品检验研究院，长沙 410001 ；2. 中南大学药学院，长沙 410013）

摘要：目的 建立喉咽清口服液 pH 值测定的不确定度的分析方法。方法 依据化学分析中不确定度的评估指南和 JJFl059-2012《测量不确定度评定与表示》，通过建立数学模型，分析不确定度来源、计算不确定度分量、合成标准不确定度和扩展不确定度等步骤，对测定过程中不确定度的引入进行了系统分析。 结果 当取置信概率 P 为 95% 时，喉咽清口服液 pH 值的扩展不确定度为 0.015（k ＝ 2）。结论 本试验建立的不确定度评定方法适用于喉咽清口服液 pH 值测定的不确定度分析。

关键词：喉咽清口服液；pH 值；不确定度

中图分类号：O657.92 ，R123.1 文献标识码：A 文章编号：1672-2981(2015)12-1304-03

doi:10.7539/j.issn.1672-2981.2015.12.019

Evaluation on the uncertainty of pH of Houyanqing liquid

NIE Ping1, XIAO Bing-yi1, LUO Hui-ming1, LIU Li2, LI Ling2, LI Wen-li1* (1. Hunan Institute for Food and Drug Control, Changsha 410001; 2.School of Pharmaceutical Sciences, Central South University, Changsha 410013)

Abstract: Objective To establish a method for the uncertainty evaluation of pH of Houyanqing liquid. Methods According to guide for evaluation of uncertainty in chemical analysis and JJF1059-2012 evaluation and expression of uncertainty determination, uncertainty was systematically evaluated by establishing a mathematical model of mea- surement, analyzing uncertainty sources, calculating its uncertainty, and combining standard uncertainty and expanded uncertainty. Results When the confidence probability was 95%, the expanded uncertainty of Houyanqing liquid was 0.015 (k ＝ 2). Conclusion The method is suitable for the uncertainty evaluation of pH of Houyanqing liquid.

Key words: Houyanqing liquid; pH; uncertainty

喉咽清组方民间习用已久，其喉咽清口服液被已被中国药典 2010 年版一部收载，具有清热解毒、利咽止痛的功效，主要用于肺胃实热所导致的咽部肿痛、发热、口渴、便秘，以及扁桃体炎、咽炎等证 [1] 。不确定度评定相比于经典的误差理论更为科学和实用，更符合国际医药发展要求，有助于提高中药质量控制水平，促进中药的国际化、标准化发展。同时，中药及中成药的研究中，使用不确定度分析可以更好地对其进行质量控制，在 HPLC 、HPLC-MS 、ICP-MS 、IR、相对密度 [2-6] 等领域均有涉及，但是在 pH 值测定方面鲜有涉及，pH 值不确定度的测量常见于水、乙醇等常见溶液 [7-8] ，pH 值作为口服合剂的检查通则项对于合剂质量可以间接的反应微生物、防腐剂、有效成分等对其的影响，有一定的实际意义。本试验根据化学分析中不确定度的评估指南 [9]和 JJFl059-2012 《测量不确定度评定与表示》[9- 11] ，采用不确定度的 A 类评定和 B 类评定，对喉咽清口服液 pH值测定的不确定度进行分析。该评定方法可为 pH 法测定不确定度评定提供参考。

1 仪器与试药

pH 计（梅特勒 - 托利多，FE20K） ，喉咽清口服液（批号：20140805 ，规格： 10 mL，由 A 厂家提供） ， 250 mL 量瓶，烧杯，蒸馏水，邻苯二甲酸氢钾、无水磷酸氢二钠、磷酸二氢钾均为分析纯（中国计量科学研究院）。

2 方法与结果

2.1 试验条件

环境条件：（20±5） ℃,相对湿度≤ 80%。

2.2 操作方法

配制标准缓冲溶液：精密称取在（115±5） ℃干燥3 h 的邻苯二甲酸氢钾 10.21 g，加水溶解并稀释至 1000 mL。精密称取在（115±5） ℃ 干燥 3 h 的无水磷酸氢二钠 3.55 g 与磷酸二氢钾 3.40 g，加水使溶解并稀释至1000 mL。

插上 pH 计电源变压器，接通电源。用蒸馏水冲洗电极，并用滤纸吸干，将其浸入到缓冲溶液中，搅拌溶液，直至达到稳定的测量值，用来校正，结果为邻苯二甲酸氢钾溶液（25 ℃时，pH ＝ 4.01），混合磷酸盐溶液（25 ℃时，pH ＝ 6.86）。

再用蒸馏水冲洗电极，并用滤纸吸干，取喉咽清口服液至干净的烧杯中，混合均匀，将电极浸入到样品溶液中，搅拌溶液，直至达到稳定的测量值，并进行记录。

3 数学模型

pH ＝－ log10C（H）。

式中，C（H）为代表氢离子 H 的物质的量浓度。

4 测量结果不确定度的来源分析

4.1 样品的均匀性

因为样品是中成药口服液，属于合剂，均匀性较好，测定时充分摇动后才测，该影响因素可忽略不计。

4.2 样品的存放时间

该样品的生产为 2014 年 8 月 10 日，有效期至 2016年 7 月，该样品在有效期范围内，该影响因素可忽略不计。

4.3 测试设备精密度

样品测试主要受所用的酸度计的精密度影响，可以由酸度计的检定证书得到其标准不确定度。

4.4 仪器校准所用缓冲溶液的准确度

由于测试前必须用缓冲溶液校准酸度计，缓冲溶液对 pH 测量的影响可根据缓冲溶液的准确度计算。

4.5 配制缓冲溶液所用的玻璃器皿的影响

可根据计量检定证书中出现的允差来确定不确定度。

4.6 样品重复性测量引入的不确定度

重复性测量属于试验过程中最重要的环节，注意严格控制，避免误差。

5 不确定度分量评定计算

5.1 重复测量的标准不确定度

为获得测定重复性引起的不确定度，本试验溶液 X平行测量 10 次，测量结果见表 1。

输入量的试验标准不确定度的评定：A 类不确定度的评定

5.2 B 类不确定度的评定

5.2.1 由 pH 计检定证书，仪器示值误差为 0.01 pH，取K ＝ 2，则：

5.2.2 玻璃器皿（250 mL 量瓶）的不确定度评定：

① 重复性引起的不确定度评定 uA（V1）： 用 A 类方法评定，即通过对量瓶的重复试验可以估算定容变动产生的不确定度。液体的体积与其密度的乘积等于其质量，同一液体（水）的密度为常数，因此可以对典型的 250 mL 量瓶定容 10 次，并称量求取其重复性引起的不确定度评定 uA（V1 ）。室温时（25 ℃)水的密度为 0.997 05 g ·mL－1。

经 10 次测量，250 mL 量瓶的体积平均值为 250.0825mL，由贝塞尔公式求得 uA（V1）＝ 0.040 09。

② 量瓶允差引起的不确定度评定 ub1（V1）：250 mL A级量瓶的允差为 ±0.15 mL。则区间半宽度 a1（V1）＝ 0.15，在没有给出置信水平或分布的情况下，假设其服从三角分布。包含因子。其标准不确定度 ub1（V1） 为：

③ 温度系数引起的不确定度评定 uB2（V1 ）：根据量瓶检定规程 JJG196-2006 规定，检定或校准是在室温 20 ℃环境条件下进行的，假设试验在（20±5） ℃条件下进行。因为液体的体积膨胀系数远大于玻璃，因此只需考虑前者即可。水的体积膨胀系数为 2.1 × 10 － 4 · ℃- 1，产生的体积变化为： ±（100×5×2.1×10－ 4） = ±0.105。

则区间半宽度 a2（V1） ＝ 0.105，设为均匀分布，包含因子k,=5。其标准不确定度为：

④ 体积 V1 的合成不确定度评定 uC（V1 ）：因为体积 V测量的 3 个不确定度分量 uA（V1）、 uB1（V1）和 uB2（V1）互不相关，其合成标准不确定度采用方和根方法合成：

其相对标准不确定度为：

5.2.3 缓冲标准溶液带来的不确定度 （B 类评定）

① 邻苯二甲酸氢钾标准缓冲溶液引入相对标准不确定度扩展不确定度为 0.01 pH（ k ＝ 3），25 ℃时 pH ＝4. 00（由证书提供）

u 标 1 ＝ 0.01（k ＝ 3），k 标 1 ＝ u 标 1/k ＝ 0.0033 u 标 1' ＝ u 标 1/pH 标 1 ＝ 0.0008

② 混合磷酸盐标准缓冲溶液引入相对标准不确定度扩展不确定度为 0.01 pH（k ＝ 3），25 ℃时 pH ＝ 6.86（由证书提供）

u 标 2 ＝ 0.01（k ＝ 3），k 标 2 ＝ u 标 2/k ＝ 0.0033 u 标 2' ＝ u 标 2/pH 标 2 ＝ 0.0005

③ 标准缓冲溶液的合成不确定度评定 uC（标）： 

5.3 相对合成标准不确定度。

5.4 扩展不确定度

取置信概率 95%，包含因子 K ＝ 2，则相对扩展不确定度为：

u 扩展 ＝ 2×0.001451 ＝ 0.002901；

则其扩展不确定度为：

u95（扩展） ＝X ×u 扩展 ＝ 5.284×0.002901 ＝ 0.01533。

5.5 扩展不确定度报告

用酸度计测量喉咽清口服液中的 pH 值，该样品中的pH 为：5.284±0.015，扩展不确定度 u ＝ 0.015 pH，包含因子 K ＝ 2，置信概率 P ＝ 95%。

6 讨论

喉咽清口服液是由土牛膝、马兰草、车前草和天名精 4 味药加水煎煮混合后过滤而成，在剂型上属于合剂剂型，故其均匀性的不确定度可包含在重复性测定产生的不确定度分量中。

通过比较本次试验各个环节的不确定度分量的结果分析中可以看出，样品的缓冲标准溶液和 pH 计仪器误差带来的误差对试验整体结果的不确定度影响较大，因缓冲溶液的配制和 pH 仪器误差都是通过相关鉴定证书计算而得，该不确定度在程序上是处于不可避免的项目，故要注意缓冲溶液的选取和 pH 仪的维护。其次在试验中样品重复性误差重复测量时应操作过程一致、筛选重复测量数据并剔除坏点，配制缓冲溶液应合理取样，样品制备均匀、溶解充分均可进一步缩小测量结果的不确定度。因此在实际检测工作中应严格控制上述因素相关操作，以减少测量结果的不确定度，提高测定的可靠性。

参考文献

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