摘要：目的评定GC测定八角茴香中反式茴香脑含量的测量不确定度。方法建立GC测定八角茴香中反式茴香脑含量的数学模型，分析测量不确定度的来源并对各分量进行量化分析和评估，合成标准测量不确定度，给出扩展测量不确定度报告。结果 GC测定八角茴香中反式茴香脑含量的扩展测量不确定度为0.4%，测量结果表示为(4.5±0.4)%，k=2。结论分析产生不确定度的主要来源，为有效地控制该含量测定方法的准确性提供可靠的理论依据。

关键词：气相色谱；八角茴香；测量不确定度；反式茴香脑

Evaluation and expression of measurement uncertainty in determination of trans-anethole in Illicium verum Hookf by gas chromatograph

ABSTRACT: Objective To evaluate the measurement uncertainty for the determination of trans-anethole in Illicium verum Hookf by GC. Methods The mathematical model of determination by GC was established. The uncertainty sources had been analyzed. Each active component of uncertainty was calculated, and the expanded uncertainty was obtained. Results The expanded uncertainty for the GC determination of trans-anethole in Illicium verum Hookf was 0.4%, and the result of determination was(4.5±0.4)%, k=2. Conclusion The main sources of uncertainty are analyzed, which provide the reliable theoretical basis for effectively controlling of this method.

KEY WORDS: gas chromatograph; Illicium verum Hookf ; measurement uncertainty; trans-anethole;

八角茴香（Illicium verum Hookf），属木兰科植物^[1]，广泛分布于我国云南、四川和贵州等省，其果实在产地多年来被做食用香科，也有用来做配方颗粒剂进行使用。其中主要成分为反式茴香脑、茴香醛、草蒿脑和茴香醚等^[2-5]。动物实验表明，茴香提取物有升高白细胞和祛痰作用。醇提物对离体气管有抗组织胺作用；体外试验对枯草杆菌、大肠杆菌等多种细菌有抑制作用，同时对长角扁谷盗有触杀和驱避活性^[6-13]。目前，测定八角茴香中反式茴香脑主要有气相色谱法，气相色谱质谱联用方法。气相色谱法具有灵敏度高、检出限低、线性范围宽、精密度和准确度高检测等优点，被广泛用于易挥发性物质分析。测量不确定度是表征合理的赋予被测量之值的分散性与测量结果相联系的参数，早在20世纪70年代初，国际上已有越来越多的学者认为使用“不确定度”代替“误差”更为科学，测量的不确定度是测量可靠性的重要标志，也是国际通用的最基本、最重要的特性指标之一，通过对测量不确定度的合理评定可以定量评价测量结果的质量，并表示出测量的可信程度。本研究根据《测量不确定度评定与表示》及有关规定^[13-16]，对GC测定八角茴香中反式茴香脑含量的测量不确定度进行评定，分析影响不确定度的因素，为客观评价八角茴香中反式茴香脑的含量测定结果提供科学依据。

1 仪器与试药

1.1 仪器

GC-2010plus气相色谱仪配制自动进样器，FID检测器（日本岛津）；HP-FFAP毛细管色谱柱（30 m×0.32 mm×0.25 μm，Angilent）；超声波提取仪KQ-500E（昆山）；ME204电子天平（万分之一，梅特勒）；AUW220D电子天平（十万分之一，日本岛津）。

1.2 试药

八角茴香药材分别购自不同地区，经鉴定为木兰科植物八角茴香Illicium verum Hookf.的干燥成熟果实；反式茴香脑（批号11835-201503，含量≧98.7%）、无水乙醇，分析纯（北京北化精细化学品有限责任公司）。

2 方法

2.1 色谱分析条件

检测器：FID检测器；色谱柱：HP-FFAP毛细管色谱柱（30 m×0.32 mm×0.25 μm，Angilent）；程序升温：初始温度80 ℃，保持1 min，以2 ℃/min升温至100 ℃，保持1 min，然后以5 ℃/min升温至200 ℃，保持15 min；分流比：5:1；进样口温度：200 ℃；检测器温度：230 ℃；进样量：1.0 μl；尾吹气流量：30 mL/min，空气流量：400 mL/min，氢气流量：40 mL/min。。

2.2 溶液制备

2.2.1 对照品溶液的制备

取反式茴香脑对照品适量，精密称定，加无水乙醇制成每1mL含0.40mg的溶液，即得。

2.2.2 溶液制备

分别取不同地区样品粉末（过三号筛）约0.5 g，精密称定，置具塞三角瓶中，加入无水乙醇25 ml，称定重量，超声处理（功率600 W，频率40 kHz）30 min，放冷，再称定重量，用乙醇补足失重，摇匀，滤过，取续滤液，过0.45 μm滤膜即得。

2.2.3 含量测定

分别取对照品溶液和供试品溶液各1μL，注入液相色谱仪，测定，按单点法以峰面积计算，即得。

2.3 建立数学模型

根据测定原理和过程，样品的标示百分含量计算公式为：

含量

式中：w---样品中被测成分的含量（%）；C₁---标准溶液浓度(μg/mL)；A₁---标准溶液峰面积；A_2---样品溶液峰面积；V₁---样品溶液定容体积(mL)；m---样品的质量（g）；f---稀释倍数。

3. 识别不确定度来源

根据分析过程的描述及对计算模型分析，测量不确定度来源主要有：（1）测量重复性引入的不确定度 u₁，（2）样品溶液配制引入的不确定度u₂，包括天平的计量性能引入的不确定度u₂_.1、单标线移液管引入的不确定度u_2.2，（3）标准品溶液配制引入的不确定度u₃，包括称量标准品带来的不确定度u_3.1、标准品定容带来的不确定度u_3.2。

4. 各标准不确定度分量的评定

4.1测量重复性引入的不确定度 u₁

检测方法重复性误差的不确定度属于A类不确定度评定，可用多次独立重复测量来进行评定。考虑到人员的操作，安排4个人平均每个人测定4次，按照上述分析过程同时进行处理，制备好待测溶液，在相同的气相色谱仪的条件下，测定已制备好的16份待测溶液中反式茴香脑的浓度，实验数据和分析结果见表1。

表1实验重复性八角茴香样品检测结果

序号	测定值w/%
序号	人员A	人员B	人员C	人员D
1	4.1	4.0	4.0	4.1
2	4.2	4.1	4.2	4.2
3	4.0	4.1	4.1	4.1
4	4.1	4.1	4.0	4.1
平均值	4.10	4.08	4.08	4.13
标准偏差	0.08	0.05	0.10	0.05
合并样本标准偏差	0.0722

本次共测量 2个样品，样品含量平均值为4.5%，利用预评估的标准偏差，按照下式计算本次测量平均值的标准偏差带来的不确定度：

u₁ =S/ =0.0722%/=0.0510%

本次重复性实验引入的相对标准不确定度为：

u_rel₁=0.0510%/4.5%=0.0113

4.2样品溶液配制引入的不确定度u₂

4.2.1 天平计量性能引入的不确定度u₂_.1

4.2.1.1天平检定时产生的偏载误差引入的标准不确定度

根据天平检定证书，天平偏载误差为0.3 mg，按均匀分布B类评定，k=

则天平偏载误差引入的不确定度为：

u(m1)=0.3mg/=0.1732 mg

4.2.1.2天平重复性误差产生的误差引人的标准不确定度u(m2)

根据天平检定证书，天平重复性误差为0.1 mg，按均匀分布B类评定，k=

，则天平重复性误差引入的不确定度为：

u(m2)=0.1mg/=0.0577 mg

4.1.2.3 天平示值误差产生的误差引人的标准不确定度u(m3)

方法中样品称取0.5 g，精确至0.0001 g，根据天平检定证书，当称样量不大于5×10⁴ mg时，天平示值误差为0.6 mg，按均匀分布B类评定，k=

，则天平示值误差引入的不确定度为：

u(m3)=0.6 mg/=0.3464 mg

样品称量时每次都需要清零，实际上是一次称样，因此，试样称量引入的合成标准不确定度u(m)为：

u_2.1=₌0.3916 mg

称取样品16次，其平均质量为0.5025 g，则相对标准不确定度u_rel_2.1：

u_rel_2.1=u_2.1/m=0.3916 mg/502.5 mg=0.000779

4.2.2 .2 单标线移液管引入的不确定度u_2.2。

室温情况下，样品溶液配制，量取25 mL溶剂，检定证书上给出移液管检定级别为A级，容量允差为±0.030 mL，该分布为均匀分布，k=

，

u_2.2=0.030 mL/= 0.0173 mL

单刻度吸量管所引入的相对不确定度：

u_rel_2.2= 0.0173 mL/25 mL=0.000693

样品溶液配制引入的相对不确定度u_rel2：

u_rel₂==0.001

4.3配制标准品溶液引入的不确定度u₃

4.3.1 称量标准品带来的不确定度u_3.1

4.3.1.1天平检定时产生的偏载误差引入的标准不确定度

标准品称量用十万分之一天平，根据天平检定证书，天平偏载误差为0.3 mg，按均匀分布B类评定，k=

则天平偏载误差引入的不确定度为：

u(m1)=0.3mg/=0.1732 mg

4.3.1.2天平重复性误差产生的误差引人的标准不确定度u(m2)

根据天平检定证书，天平重复性误差为0.2 mg，按均匀分布B类评定，k=

，则天平重复性误差引入的不确定度为：

u(m2)=0.2mg/=0.1155 mg

4.3.1.3 天平示值误差产生的误差引人的标准不确定度u(m3)

方法中标准品称取4.0 mg，精确至0.00001 g，根据天平检定证书，当称样量不大于5×10³ mg时，天平示值误差为0.1mg，按均匀分布B类评定，k=

，则天平示值误差引入的不确定度为：

u(m3)=0.1 mg/=0.0577mg

样品称量时每次都需要清零，实际上是一次称样，因此，试样称量引入的合成标准不确定度u(m)为：

u_3.1=₌0.2160 mg

称取标准样品3次，其平均质量为0.00402 g，则相对标准不确定度u_rel_3.1：

u_rel_3.1=u_3.1/m=0.2160 mg/4.02 mg=0.0537

4.3.2标准品定容带来的不确定度u_3.2

标准品溶液配制使用的是10 mL容量瓶，检定证书上给出容量瓶检定级别为A级，容量允差为±0.02 mL，该分布为均匀分布，k=

，则容量瓶误差引入的不确定度为：

u_3.2=0.02 mL/=0.0115 mL

容量瓶所引入的相对不确定度：

u_rel_3.2= 0.0115 mL /10 mL=0.00115

根据上述数据，所以配制标准溶液引入的相对不确定度u_rel₃按照下式计算：

u_rel₃==0.0538

5 合成标准不确定度

通过分析八角茴香中反式茴香脑含量测定结果的相对不确定度分量结果，发现其中标准溶液配制引入的不确定度最大，而影响反式茴香脑含量测定结果的合成相对标准不确定度为：

表2八角茴香中反式茴香脑含量的测定不确定度分量表

分量类别	来源	数值
u_rel1	重复性	0.0113
u_rel2	样品溶液配制	0.0010
u_rel3	标准溶液配制	0.0538

合成相对标准不确定度按照下面公式计算：

u_re_l(w)==0.0550

当采用气相色谱法法测定八角茴香药材及饮片中反式茴香脑含量为4.5%时，合成标准不确定度为：

u(w)= u_re_l(w) ×0.0550=4.5% ×0.0550=0.2%

6 扩展不确定度

当该测量误差的分布类型属于正态分布，置信水平为95%，扩展因子k=2时，则扩展不确定度为：

U=u(w) ×k=0.2%×2=0.4%

7 结论

本文评定了气相色谱法测定八角茴香中反式茴香脑含量的测量不确定度，利用可得到的信息，讨论了测量不确定度的来源，如对样品测量重复性、样品溶液制备及标准溶液配制等产生的不确定度分量进行量化，得到八角茴香中反式茴香脑4.5%的测量扩展不确定度是0.4%，发现当采用多次重复测量数据平均值作为最后结果时，标准溶液配制引人的不确定度最大，但若以单次结果作为测量结果时，方法重复性引人的不确定度更大。因此，在采用气相色谱法测定八角茴香中反式茴香脑含量时，标准溶液配制应给予足够的重视，且建议报出数据时尽量做两个以上的实验重复，以减小八角茴香中反式茴香脑测量结果的分散性，使测量结果的表达更加客观和真实。

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