牛血清白蛋白溶液標準物質定值結果的不確定度評定

牛血清白蛋白溶液標準物質定值結果的不確定度評定

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個氨基酸殘基，分子量約為66430，等電點為4.7。牛血清白蛋白廣泛應用于生化實驗中，也是最常用的蛋白質定量的標準。為了保證我國蛋白質含量測定結果的準確、可比與可溯源，中國計量科學研究院率先采用同位素稀釋質譜法和純度扣除法研制了牛血清白蛋白固體國家一級標準物質，定值結果為(0.963±0.038)g/g。但是，牛血清白蛋白固體標準物質每次使用時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果的準確性和不確定度。為方便使用，減少用戶自行配制溶液過程中引入的不確定性因素，中國計量科學研究院通過重量-容量法制備了牛血清白蛋白溶液標準物質，以重量法配制值作為定值結果，本文主要對配制結果的不確定度評定進行了討論。
   

二、數學模型

    牛血清白蛋白溶液標準物質采用重量-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準物質固體的質量；P——標準物質的純度；V——容量瓶的容積。
   

三、標準不確定度分量的評定

    牛血清白蛋白溶液標準物質一共配制了低、中、高3個濃度，均采用重量-容量法稱量牛血清白蛋白固體標準物質后定容于2L的容量瓶中得到。因此，其不確定度主要來源于牛血清白蛋白固體標準物質的不確定度、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。容量瓶容積測定中采用天平稱量純水的質量，采用鉑電阻溫度計測定純水的溫度，因此同時考慮由天平、鉑電阻溫度計引入的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  容量瓶容積測定結果</CTSM>
    1.容量瓶不確定度分量的評定
    2L容量瓶容積通過稱量定容好的純水在室溫下的質量確定，測定結果如表1所示。
   

<CTSM>    圖1  牛血清白蛋白溶液標準物質不確定度分量與合成標準不確定度示意圖</CTSM>
    其中水的密度按照表2的數據通過擬合得到。擬合方程采用多項式擬合:
   

<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的值</CTSM>
    容量瓶體積測定結果的不確定度來源包括純水的天平稱量、水溫測定、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算:
   
    鉑電阻溫度計的不確定度由檢定證書得到，大小為0.01℃，因包含因子k=2，所以標準不確定度為
    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P59.1的比對結果，由定容視線誤差引起的不確定度按0.01%估計:
    uV3=2×0.01%=0.0002L
    由材料線膨脹引起的不確定度(線膨脹系數按照5×10-6/℃估計，容器按照球形估計，2L則半徑為7.816cm)
   
    忽略不確定度來源之間的相關性，得到容量瓶的合成標準不確定度為
   
    2.定值結果的不確定度評定
    以低濃度牛血清白蛋白標準物質為例，使用感量為0.01g的天平稱量牛血清白蛋白固體標準物質35.10g，按均勻分布計算，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準物質純度引入的不確定度分量為
   
    按照ISO導則35《標準物質定值的一般原則和統(tǒng)計學原理》對標準物質均勻性和穩(wěn)定性引入的不確定度分量(uH、uS)進行計算，結果分別為0.11g/L和0.35g/L，所以，標準物質不確定度為上述不確定度分量的合成，結果如下:
   
    取k=2，則擴展不確定度為
    U=kuc=2×0.50=1.0g/L
    因此，標準物質的定值結果為(16.9±1.0)g/L。
    作者單位【中國計量科學研究院】