牛血清白蛋白溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值結(jié)果的不確定度評(píng)定

牛血清白蛋白溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值結(jié)果的不確定度評(píng)定

楊彬  武利慶  畢佳明  徐蓓  王晶

一、概述

    牛血清白蛋白第V組分(BSA)是牛血清中的一種球蛋白，包含583個(gè)氨基酸殘基，分子量約為66430，等電點(diǎn)為4.7。牛血清白蛋白廣泛應(yīng)用于生化實(shí)驗(yàn)中，也是最常用的蛋白質(zhì)定量的標(biāo)準(zhǔn)。為了保證我國(guó)蛋白質(zhì)含量測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確、可比與可溯源，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院率先采用同位素稀釋質(zhì)譜法和純度扣除法研制了牛血清白蛋白固體國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，定值結(jié)果為(0.963±0.038)g/g。但是，牛血清白蛋白固體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)每次使用時(shí)均需用戶自行稱量配制成溶液后使用，天平、人員操作等因素都有可能影響到最終配制結(jié)果的準(zhǔn)確性和不確定度。為方便使用，減少用戶自行配制溶液過(guò)程中引入的不確定性因素，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院通過(guò)重量-容量法制備了牛血清白蛋白溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，以重量法配制值作為定值結(jié)果，本文主要對(duì)配制結(jié)果的不確定度評(píng)定進(jìn)行了討論。
   

二、數(shù)學(xué)模型

    牛血清白蛋白溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)采用重量-容量法定值，可用如下公式表示:
   
    式中:c——濃度；m——稱量牛血清白蛋白標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)固體的質(zhì)量；P——標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的純度；V——容量瓶的容積。
   

三、標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評(píng)定

    牛血清白蛋白溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)一共配制了低、中、高3個(gè)濃度，均采用重量-容量法稱量牛血清白蛋白固體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)后定容于2L的容量瓶中得到。因此，其不確定度主要來(lái)源于牛血清白蛋白固體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不確定度、容量瓶的不確定度、天平的不確定度，以及均勻性和穩(wěn)定性引入的不確定度。容量瓶容積測(cè)定中采用天平稱量純水的質(zhì)量，采用鉑電阻溫度計(jì)測(cè)定純水的溫度，因此同時(shí)考慮由天平、鉑電阻溫度計(jì)引入的B類不確定度分量以及由于插值、定容視線誤差等引入的不確定度分量，這些不確定度分量示意圖如圖1所示。
   

<CTSM>    表1  容量瓶容積測(cè)定結(jié)果</CTSM>
    1.容量瓶不確定度分量的評(píng)定
    2L容量瓶容積通過(guò)稱量定容好的純水在室溫下的質(zhì)量確定，測(cè)定結(jié)果如表1所示。
   

<CTSM>    圖1  牛血清白蛋白溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不確定度分量與合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度示意圖</CTSM>
    其中水的密度按照表2的數(shù)據(jù)通過(guò)擬合得到。擬合方程采用多項(xiàng)式擬合:
   

<CTSM>    表2  不同溫度下水的密度</CTSM>
    ρ=A+B·T+C·T2+D·T3+E·T4+F·T5
    其中各參數(shù)的值如表3所示。
   

<CTSM>    表3  不同溫度純水密度擬合方程中各參數(shù)的值</CTSM>
    容量瓶體積測(cè)定結(jié)果的不確定度來(lái)源包括純水的天平稱量、水溫測(cè)定、定容視線誤差、插值、材料膨脹、空氣浮力等。其中，使用的天平的不確定度以天平感量0.01g按矩形分布計(jì)算:
    u1=0.01/1.732=5.774×10-3g
    因此，純水稱量的不確定度分量引起的體積不確定度按下式計(jì)算:
   
    鉑電阻溫度計(jì)的不確定度由檢定證書得到，大小為0.01℃，因包含因子k=2，所以標(biāo)準(zhǔn)不確定度為
    u1=0.01/2=0.005℃
    由此引起的水的密度的不確定度為
   
    由插值引起的密度的不確定度:
   
    合成后的密度的不確定度為
   
    由此引起的容積的不確定度為
   
    根據(jù)P59.1的比對(duì)結(jié)果，由定容視線誤差引起的不確定度按0.01%估計(jì):
    uV3=2×0.01%=0.0002L
    由材料線膨脹引起的不確定度(線膨脹系數(shù)按照5×10-6/℃估計(jì)，容器按照球形估計(jì)，2L則半徑為7.816cm)
   
    忽略不確定度來(lái)源之間的相關(guān)性，得到容量瓶的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為
   
    2.定值結(jié)果的不確定度評(píng)定
    以低濃度牛血清白蛋白標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為例，使用感量為0.01g的天平稱量牛血清白蛋白固體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)35.10g，按均勻分布計(jì)算，由稱量引入的不確定度分量為
   
    由容量瓶體積引入的不確定度分量為
   
    由牛血清白蛋白固體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)純度引入的不確定度分量為
   
    按照ISO導(dǎo)則35《標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值的一般原則和統(tǒng)計(jì)學(xué)原理》對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均勻性和穩(wěn)定性引入的不確定度分量(uH、uS)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果分別為0.11g/L和0.35g/L，所以，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不確定度為上述不確定度分量的合成，結(jié)果如下:
   
    取k=2，則擴(kuò)展不確定度為
    U=kuc=2×0.50=1.0g/L
    因此，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定值結(jié)果為(16.9±1.0)g/L。
    作者單位【中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院】