牛血清白蛋白溶液标准物质定值结果的不确定度评定

牛血清白蛋白溶液标准物质定值结果的不确定度评定

杨彬  武利庆  毕佳明  徐蓓  王晶

一、概述

    牛血清白蛋白第V组分(BSA)是牛血清中的一种球蛋白，包含583个氨基酸残基，分子量约为66430，等电点为4.7。牛血清白蛋白广泛应用于生化实验中，也是最常用的蛋白质定量的标准。为了保证我国蛋白质含量测定结果的准确、可比与可溯源，中国计量科学研究院率先采用同位素稀释质谱法和纯度扣除法研制了牛血清白蛋白固体国家一级标准物质，定值结果为(0.963±0.038)g/g。但是，牛血清白蛋白固体标准物质每次使用时均需用户自行称量配制成溶液后使用，天平、人员操作等因素都有可能影响到最终配制结果的准确性和不确定度。为方便使用，减少用户自行配制溶液过程中引入的不确定性因素，中国计量科学研究院通过重量-容量法制备了牛血清白蛋白溶液标准物质，以重量法配制值作为定值结果，本文主要对配制结果的不确定度评定进行了讨论。
   

二、数学模型

    牛血清白蛋白溶液标准物质采用重量-容量法定值，可用如下公式表示:
   
    式中:c——浓度；m——称量牛血清白蛋白标准物质固体的质量；P——标准物质的纯度；V——容量瓶的容积。
   

三、标准不确定度分量的评定

    牛血清白蛋白溶液标准物质一共配制了低、中、高3个浓度，均采用重量-容量法称量牛血清白蛋白固体标准物质后定容于2L的容量瓶中得到。因此，其不确定度主要来源于牛血清白蛋白固体标准物质的不确定度、容量瓶的不确定度、天平的不确定度，以及均匀性和稳定性引入的不确定度。容量瓶容积测定中采用天平称量纯水的质量，采用铂电阻温度计测定纯水的温度，因此同时考虑由天平、铂电阻温度计引入的B类不确定度分量以及由于插值、定容视线误差等引入的不确定度分量，这些不确定度分量示意图如图1所示。
   

<CTSM>    表1  容量瓶容积测定结果</CTSM>
    1.容量瓶不确定度分量的评定
    2L容量瓶容积通过称量定容好的纯水在室温下的质量确定，测定结果如表1所示。
   

<CTSM>    图1  牛血清白蛋白溶液标准物质不确定度分量与合成标准不确定度示意图</CTSM>
    其中水的密度按照表2的数据通过拟合得到。拟合方程采用多项式拟合:
   

<CTSM>    表2  不同温度下水的密度</CTSM>
    ρ=A+B·T+C·T2+D·T3+E·T4+F·T5
    其中各参数的值如表3所示。
   

<CTSM>    表3  不同温度纯水密度拟合方程中各参数的值</CTSM>
    容量瓶体积测定结果的不确定度来源包括纯水的天平称量、水温测定、定容视线误差、插值、材料膨胀、空气浮力等。其中，使用的天平的不确定度以天平感量0.01g按矩形分布计算:
    u1=0.01/1.732=5.774×10-3g
    因此，纯水称量的不确定度分量引起的体积不确定度按下式计算:
   
    铂电阻温度计的不确定度由检定证书得到，大小为0.01℃，因包含因子k=2，所以标准不确定度为
    u1=0.01/2=0.005℃
    由此引起的水的密度的不确定度为
   
    由插值引起的密度的不确定度:
   
    合成后的密度的不确定度为
   
    由此引起的容积的不确定度为
   
    根据P59.1的比对结果，由定容视线误差引起的不确定度按0.01%估计:
    uV3=2×0.01%=0.0002L
    由材料线膨胀引起的不确定度(线膨胀系数按照5×10-6/℃估计，容器按照球形估计，2L则半径为7.816cm)
   
    忽略不确定度来源之间的相关性，得到容量瓶的合成标准不确定度为
   
    2.定值结果的不确定度评定
    以低浓度牛血清白蛋白标准物质为例，使用感量为0.01g的天平称量牛血清白蛋白固体标准物质35.10g，按均匀分布计算，由称量引入的不确定度分量为
   
    由容量瓶体积引入的不确定度分量为
   
    由牛血清白蛋白固体标准物质纯度引入的不确定度分量为
   
    按照ISO导则35《标准物质定值的一般原则和统计学原理》对标准物质均匀性和稳定性引入的不确定度分量(uH、uS)进行计算，结果分别为0.11g/L和0.35g/L，所以，标准物质不确定度为上述不确定度分量的合成，结果如下:
   
    取k=2，则扩展不确定度为
    U=kuc=2×0.50=1.0g/L
    因此，标准物质的定值结果为(16.9±1.0)g/L。
    作者单位【中国计量科学研究院】