考虑数字修约来源的甘露醇熔点测定不确定度评定

赵荣梅，蔡 阳，李海芳

(新疆维吾尔自治区药品检验研究院，中药(维药)质量控制重点实验室，新疆 乌鲁木齐 830054)

熔点是物质的一种物理性质，是固体将其物态由固态转变(熔化)为液态的温度。在一定压力下，物质的初熔至全熔的温度不超过0.5～1 ℃(即熔距)。但如混有杂质则其熔点下降，且熔距也较长。因此，熔点是纯度测定的重要方法之一[1]。

按《中国药品检验标准操作规程》(2010年版)“熔点测定法7结果与判定”的规定，测定结果的数据应按修约间隔为0.5进行修约，当标准规定的熔点范围，其有效数字的定为为个位数时，则其测定结果的数据应按修约间隔为1进行修约，即一次修约到标准规定的个位数[2]。在实验操作过程中，通过肉眼观察，物质初溶和终熔状态不容易判断，当测定结果在标准规定边缘时就很难准确判定其是否符合药典要求。本次评定中，作者参考JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》、CNAS-CL07:2011《测量不确定度的要求》及有关文献[3-5]，对甘露醇熔点测定的不确定度分量进行了量化分析，考虑到测定结果数字修约带来的不确定度贡献，建立了熔点测定的不确定评定方法，以提高测定结果的准确性和可靠性。

1 实 验

1.1 仪器与试药

熔点测定用毛细管(一端封熔，内径0.9～1.1 mm，壁厚0.10～0.15 mm，长度120 mm)，华西医科大学仪器厂；全自动熔点仪(测量范围0～300 ℃)，济南海能仪器股份有限公司；电热鼓风干燥箱，上海一恒科技有限公司；电子天平(d=0.01 mg)，梅特勒-托利多公司。

甘露醇(熔点用标准物质：磺胺 GBW(E)130137a，批号：F142D)。

1.2 方法依据

依据《中国药典》2020年版二部甘露醇性状项下熔点，及四部通则0612熔点测定法“第一法测定易粉碎的固体药品”B.电热块空气加热法进行测定。标准规定甘露醇熔点限度为166～170 ℃。

1.3 实验步骤

熔点测定流程图见图1。

实际操作各步骤如下：

(1)取少量供试品，置于玛瑙研钵中，充分研细；

(2)将研细的供试品置于称量瓶中，按照干燥失重的条件(105 ℃)干燥至恒重；

(3)取干燥后的供试品适量，置熔点测量用毛细管中，借助长度为50 cm的洁净玻璃管，垂直放在表面皿上，将毛细管自上口放入使自由落下，反复数次，使粉末紧密集结在毛细管的熔封端。装入供试品的高度为3 mm。

图1 熔点测定流程图Fig.1 Flow chart of melting point determination

(4)取熔点标准物质-磺胺(165.30 ℃,1.0 ℃/min)，按照步骤(2)、(3)方法装入熔点测定用毛细管中。

(5)将仪器加热块温度调至150 ℃，将装有熔点标准物质的毛细管插入加热块中，继续加热，调节升温速率为每分钟上升1.0～1.5 ℃，记录熔点标准物质在初熔至全熔时的温度,重复测定3次，取其平均值，即得校正数据。

(6)将装有供试品的毛细管插入加热块中，按照步骤(5)中方法进行测定，记录供试品在初熔至全熔时的温度，取其平均值。正常测定时重复测定3次，分别代入校正数据后求平均值。

1.4 测定结果

本次检测结果见表1、表2。

表1 校正测定结果数据Table 1 Calibration results (℃)

表2 甘露醇熔点测定结果数据Table 2 Results of melting point (℃)

按《中国药品检验标准操作规程》(2010年版)“熔点测定法 7结果与判定”的规定：测定结果的数据应按修约间隔为0.5进行修约，即0.1～0.2 ℃舍去，0.3～0.7 ℃修约为0.5 ℃，0.8～0.9 ℃进为1 ℃；并以修约后的数据报告。但当标准规定的熔点范围，其有效数字的定位为个位数时，则其测定结果的数据应按修约间隔为 1 进行修约，即一次修约到标准规定的个位数。则168.83 ℃修约为169 ℃。

2 不确定度分量来源分析

不确定度来源中，各分量间没有明确的函数关系，近似当作线性叠加处理，测量模型如下：

T’=T+T修约+TR

(1)

其中：

T=T测量-T校正

(2)

式(1)、式(2)中：

T’——考虑重复性影响后甘露醇的熔点，℃；

T——甘露醇的熔点，℃；

T修约——甘露醇熔点测量修约引入的修正值(其值为零，不确定度非零)，℃；

TR——甘露醇熔点测量重复性影响的修正值(其值为零，不确定度非零)，℃；

T测量——甘露醇熔点测量值，℃；

T校正——标准物质校正值，℃。

依据检验方法和数学模型，分析甘露醇熔点测定过程中引入不确定度的来源，结果详见图2。

图2 不确定度来源因果图Fig.2 Causal map of uncertainty source

3 不确定度各分量的量化分析

3.1 全自动熔点仪测量引入的不确定度 u(T测量)

全自动熔点仪的测量值引入的不确定度由全自动熔点仪示值误差和分辨率引入，二者不相关，则：

(3)

3.1.1 全自动熔点仪示值误差引入的u(T示值)

查看全自动熔点仪的检定证书，测量范围为(0～300)℃，标准扩展不确度为0.20 ℃，k=2，则：

(4)

3.1.2 全自动熔点仪分辨率引入的u(T分辨率)

全自动熔点仪最小读数可读至0.01 ℃，则最小分辨率为0.01 ℃/2=0.005 ℃，认为分辨率引入的不确定度为矩形分布，则：

(5)

将式(4)、式(5)代入式(3)得：

(6)

3.2 熔点校准引入的u(T校正)

查看熔点标准物质认定证书，磺胺的标准扩展不确定度为U=0.15 ℃，k=2，认为服从矩形分布，则：

(7)

3.3 数字修约引入的u(T修约)

按《中国药品检验标准操作规程》(2010年版)“熔点测定法 7结果与判定”的规定：测定结果的数据应按修约间隔为0.5进行修约，当标准规定的熔点范围，其有效数字的定位为个位数时，则其测定结果的数据应按修约间隔为 1 进行修约，即一次修约到标准规定的个位数。本文标准规定甘露醇熔点限度为166～170 ℃。则修约的半宽a=0.5，按照均匀分布，则：

(8)

3.4 考虑重复测量引入的u(TR)

按照实验步骤测定甘露醇熔点，重复性数据见表3。

表3 重复性实验数据Table 3 Results of repetitive experiment(℃)

用贝塞尔公式计算标准差为：

(9)

正常测定三份平行样品，故：

(10)

4 合成标准不确定度的评定

将式(6)和式(7)代入得：

=0.125 ℃

(11)

因此，标准不确定度为：

=0.315 ℃

(12)

5 扩展不确定度的评定

取包含因子k=2，扩展不确定度为：

U=uc(T’)×k=0.315×2=0.63 ℃≈1 ℃

(13)

6 测量报告结果

甘露醇熔点测定的结果为：(169±1)℃，k=2。

7 结 论

本实验室在长期的检验检测过程中发现熔点测定时，按《中国药品检验标准操作规程》的要求，其数字修约对测定结果的影响较大。但查阅相关文献，未发现考虑数字修约引入的误差。因此，本次对甘露醇熔点测定的不确定度评价分析，将实验过程各个环节引入的不确定度来源，包括最终数字修约引入不确定度来源均考虑在内。为质量检验过程中的限度边缘值提供有效的参考范围，可有效控制样品分析的准确性，保证检验结论的正确。