碘类消毒剂是以碘为主要杀菌成分的消毒剂，在消毒市场中被广泛应用。但碘类消毒剂也存在着诸如合格率低、稳定性差、成分复杂及监管困难等问题。有效碘作为碘类消毒剂的有效成分，其标准物质的研制对改善消毒产品质量，保证有效碘测定结果的准确性，加强监督监管提供了一定的保障。

通过对市售碘类消毒剂现状调查^[1]，选择以聚醇醚碘为基体，研制出有效碘标准物质，并完成均匀性分析^[2]。采用7家实验室协作定值的方式进行有效碘标准物质的测定，确定标准值，并通过计算均匀性、稳定性及定值引入的不确定度分量，评定有效碘标准物质的合成标准不确定度与扩展不确定度。

1 方法

依据《含碘消毒剂卫生标准》(GB 26368-2010)^[3]规定，有效碘测定按照《消毒技术规范》(2002年版)^[4]进行，以手动滴定碘量法检测含量^[3-4]。根据日本药典第15版与美国药典第35修订版，有效碘的测定方法均与我国规定相同^[5-6]，说明手动滴定碘量法测定含量切实可行。

电位滴定法是通过滴定过程中检测电位突变判定滴定终点，相比于传统手动滴定法依靠目测确定滴定终点，操作更加简便，重复性更好。有效碘标准物质测定采用电位滴定法，可以提高准确性，避免传统手动滴定对定值结果带来的误差，是更好的选择。经过t检验比对两种方法无显著性差异^[2]，允许参与定值的实验室，根据实际情况选择具体的测定方法。

2 结果 2.1 均匀性结果

均匀性检验结果表明，有效碘标准物质具有良好的均匀性^[2]。

2.2 稳定性结果

2.2.1 长期稳定性

在规定保存条件(20 ℃~25 ℃)下，长期稳定性的考察以1、2、3、6、9和12个月为时间间隔，并进行趋势分析。每次实验随机抽取3个样品包装，每个包装测量3次，测定方法为电位滴定法。

选用拟合线性模型Y_i=β₀-β₁X_i，经计算Y_i=5.07×10^-3~4.58×10^-7X_i，特性量值Y为0.507%，时间X为6，直线上每点的标准偏差s为5.25×10^-6，斜率的标准偏差s(β₁)为4.59×10^-7。查t分布双侧临界值表，当检验水准α为0.05且自由度ν=n-2=5时，查得t_{(0.05, 5)}为2.571，结果满足|β₁|＜t·s(β₁)。因此有效碘标准物质在有效期12个月内具有良好的长期稳定性。

2.2.2 短期稳定性

针对运输过程中可能出现的极端温度，分别考察低温(-40℃)及高温(40℃)条件下，保存0、3、7和14 d时标准物质的短期稳定性。每次实验随机抽取3个样品包装，每个包装测量3次, 测定方法为电位滴定法。

经计算，两种条件下拟合线性斜率均为0，不存在趋势性变化。因此，有效碘标准物质在40℃、-40℃环境下14 d内，可判定具有良好的短期稳定性。

2.3 标准值确定

2.3.1 定值结果及数据处理

选择7家具有专业资质的实验室开展合作定值，其中3家实验室同时使用手动滴定法和电位滴定法，剩余实验室只用手动滴定法，共10组数据。每家实验室随机抽取3个样品包装，每个包装测量3次(表 1)。

首先，检验各组独立测定结果内是否存在离群值。依据格拉布斯准则，当检验水准α=0.05时，λ_{(0.05, 9)}为2.215，各测定值x_i均满足残差|νi|＜λ_{(α, n)}·s，因此所有x_i无离群现象，均应被保留。

其次，检验各组数据之间是否具有等精度。应用科克伦等精度检验准则，当显著性水平α=0.05时，C_{(0.05, 10, 9)}为0.243 9。s_max为第H组的方差38.4×10^-4，经计算，统计值$C = {s_{\max }}^2/\sum\limits_{i = 1}^m {s_i^2} = 0.583$，结果C>C_{(0.05, 10, 9)}。因此该组数据精度较差，存在偶然误差偏大的情况，所以舍掉第H组数据。

将剩余各组数据平均值视为一组新的测量数据，再次采用格拉布斯准则和狄克勋准则检验离群值，两种检验方法均表明第D组数据为离群值，因此予以剔除。

2.3.2 正态性检验及标准值确定

完成组内数据可疑值判定、组间数据等精度检验和组间数据可疑值判定后，将剩余数据合并，检验正态分布。根据测定次数，选用达戈斯提诺法检验数据正态分布。统计量

经查达戈斯提诺法检验临界区间表，当检验水准α=0.05时，a-a’为-2.64~1.19，有效碘标准物质的Y值介于a-a’之间，汇总数据(n=72)符合正态分布^[7-8]。

合并剩余数据(A，B，C，E，F，G，I，J)，有效碘标准值为0.508%，标准偏差为0.000 926%。

3 不确定度评定 3.1 均匀性引入不确定度

经计算, 瓶间标准偏差的估计值S_bb为0.000 8%^[2]。

重复性标准偏差${s_r} = \sqrt {s_2^2} = 0.001\;7\% $

计算重复性标准偏差对瓶间标准偏差的影响s′_bb：

s_bb>s′ _bb，故s′ _bb不能作为瓶间标准偏差的上限，瓶间均匀性导致的不确定分量为u_bb=s_bb=0.000 8%。

3.2 稳定性引入不确定度

因为直线拟合线性模型斜率β₁的标准偏差s(β₁)为4.59×10^-7，在12个月有效期内，由长期稳定性引起的不确定度us=s(β)₁·X=0.000 6%。

经计算，两种条件下的短期稳定性检验中，直线上每点的标准偏差与斜率的标准偏差均为0，因此由短期稳定性引起的不确定度u_s为0。

合成由长期稳定性与短期稳定性引入的不确定度分量，则稳定性引入的不确定度分量为0.000 6%。

3.3 定值不确定度评定

依据有效碘标准物质定值不确定来源，依次量化各不确定度分量，再顺序合成各分量，完成由定值过程引入的合成不确定度，具体来源如图 1所示。

3.3.1 重复测量引入不确定度

当由多家实验室协作定值时，不确定度A类分量u_A=$\sqrt {\sum\limits_{i = 1}^m {{{(\overline {{X_i}} - \overline{\overline X} )}^2}} /m(m - 1)} $=0.000 378%，因总平均值$\overline{\overline X} $为0.508%，则由重复测量引入的相对标准不确定度u_Arel为0.074 4%。

3.3.2 标定标准溶液引入不确定度

标定硫代硫酸钠标准溶液时，各不确定度分量分别由重复标定、基准重络酸钾标准物质摩尔质量和纯度、称量基准重铬酸钾和标定时实际消耗滴定液体积组成。

在二人八次标定中，标准溶液浓度平均值为0.105 0 mol/L，标准偏差为3.54×10^-4 mol/L，则因重复标定标准溶液引入的相对标准不确定度${u_{rel}}\left( {ST{D_1}} \right) = \frac{{3.54 \times {{10}^{ - 4}}/\sqrt 8 }}{{0.105}} = 0.119\% $

由基准重铬酸钾标准物质证书提供，其纯度标准值为99.995%，扩展不确定度为0.008%，包含因子k=2，包含由其摩尔质量和纯度引入的不确定度分量。因此，由基准重铬酸钾标准物质引入的相对标准不确定度u_rel(STD₂)=0.004%。

称量基准重铬酸钾时，天平的称量值服从矩形分布，包含因子k为$\sqrt 3 $。所用天平的线性误差为0.1 mg。在本次测定中，平均称量值为0.150 1 g。由于采用减量法称量，包含两次独立的测量结果，因此由称量基准重铬酸钾引入的相对标准不确定度${u_{rel}}\left( {ST{D_3}} \right) = \frac{{\sqrt {2 \times {{(0.000\;1/\sqrt 3 )}^2}} }}{{0.150\;1}} = 0.054\;4\% $

标定时实际消耗滴定液体积引入的不确定度u(STD₄)分别由所用滴定管校准、终点判定、温度变化引入组成。

滴定管为50 mL(A级)，其最大允许容量误差±0.05 mL，则滴定管校准引入的不确定度u(STD_4a)=$\frac{{0.05}}{{\sqrt 6 }}$=0.020 4 mL

通过肉眼判定滴定终点时的误差为0.025 mL(0.5滴)，则终点判定引入的不确定度u(STD_4b)=$\frac{{0.025}}{{\sqrt 3 }}$=0.014 4 mL^[9]

实验室温度变化对液体体积的影响大于对滴定管体积的影响，因此仅考虑温度对滴定液的影响。因为室温20 ℃时，水的体积膨胀系数为2.08×10^-4(1/℃)，实验室温度在±2℃之间变化，将平均消耗滴定液体积29.16 mL代入计算，因此由温度变化造成的滴定液体积的变化为±1.21×10^-2mL。所以由温度变化引入的不确定度u(STD_4c)=$\frac{{1.21 \times {{10}^{ - 2}}}}{{\sqrt 3 }}$=0.007 mL

将标定硫代硫酸钠溶液时实际消耗滴定液体积引入的各不确定度分量合成，所以此合成标准不确定度u(STD₄)为0.025 9 mL，相对不确定度u_rel(STD₄)为0.088 8%。

将由标定标准溶液的各分量合成，则标定标准溶液时，引入的合成相对标准不确定度u_rel(STD)为0.158%^[10]。

3.3.3 标准溶液稀释时引入不确定度

在硫代硫酸钠标准溶液稀释过程中，分别通过大肚移液管和容量瓶引入了不确定度。

所用大肚移液管分别由校准与温度变化引入的不确定度分量构成。

稀释硫代硫酸钠滴定液时，所用A级10 mL大肚移液管的最大允差为±0.020 mL，所以此不确定度分量u(D_1a)=$\frac{{0.020}}{{\sqrt 6 }}$=0.008 16 mL。

在使用大肚移液管吸取标准溶液时，由温度变化产生的液体体积变化为±4.16×10^-3 mL，从而引入的不确定度u(D_1b)=$\frac{{4.16 \times {{10}^{ - 3}}}}{{\sqrt 3 }}$=0.002 4mL

合成大肚移液管由校准与温度变化引入的不确定度分量，则其合成不确定度u(D₁)为0.008 51 mL，相对标准不确定度为u_rel(D₁)为0.085 1%。

所用容量瓶分别由校准与温度变化引入的不确定度分量构成。

A级100 mL容量瓶的最大允差为±0.10 mL，稀释硫代硫酸钠标准溶液时，容量瓶校准引入的不确定度u(D_2a)=$\frac{{0.10}}{{\sqrt 6 }}$=0.040 8 mL

用100 mL容量瓶定容时由温度变化产生的液体产生的体积变化为±4.16×10^-2 mL，从而引入的不确定度u(D_2b)=$\frac{{4.16 \times {{10}^{ - 2}}}}{{\sqrt 3 }}$=0.024 mL

合成容量瓶由校准与温度变化引入的不确定度分量，标准溶液稀释时，则其合成不确定度u(D₂)为0.047 3 mL，相对标准不确定度为u_rel(D₂)为0.047 3%。

将硫代硫酸钠滴定液稀释时大肚移液管与容量瓶引入的相对不确定分量合成，则稀释时产生的合成相对标准不确定度u_rel(D)为0.097 4%。

3.3.4 实际消耗滴定液体积引入不确定度

滴定样品含量时消耗滴定液体积引入的不确定度分别由滴定管校准、温度变化、自动电位滴定仪、终点判定四个分量构成。

A级50 mL的滴定管，其最大允许容量误差为0.05 mL，则滴定有效碘含量时，所用滴定管校准引入的不确定度u(V₁)=$\frac{{0.05}}{{\sqrt 6 }}$=0.020 4 mL

滴定有效碘含量平均消耗的滴定液体积为19.05 mL，由温度变化产生的液体体积变化为±7.92×10^-3 mL，则引入的不确定度u(V₂)=$\frac{{7.92 \times {{10}^{ - 3}}}}{{\sqrt 3 }}$=0.004 57 mL

由校准证书可知，所用自动电位滴定仪的相对扩展不确定度为0.03%，包含因子k为2。因此其引入的相对标准不确定度u(V₃)=0.000 15 mL。

滴定有效碘含量时，由终点判定引入不确定度u(V₄)=$\frac{{0.025}}{{\sqrt 3 }}$=0.014 4 mL

各不确定度分量相互独立，合成各分量引入的标准不确定，则滴定有效碘含量时，实际消耗滴定液体积引入的合成标准不确定度u(V)为0.025 4 mL，合成相对标准不确定度u_rel(V)为0.133%。

3.3.5 摩尔质量引入不确定度

碘的分子量126.904，查2005版IUPAC相对原子质量表可知，其不确定度为0.000 3。按均匀分布，则其相对标准不确定度u_rel(mol)=$\frac{{0.000\;3/\sqrt 3 }}{{126.904}}$=0.000 136%

3.3.6 称取样品引入不确定度

有效碘样品称取质量为0.5 g，因此由称量有效碘样品时引入的相对标准不确定度为u_rel(m)=$\frac{{\sqrt {2 \times {{(0.000\;1/\sqrt 3 )}^2}} }}{{0.5}}$=0.016 3%

3.3.7 由定值过程引入合成相对标准不确定度

将有效碘标准物质定值过程引入的各相对标准不确定度分量列于表 2。

合成有效碘B类合成相对标准不确定度：${u_{Brel}} = \sqrt {{u_{rel}}{{(STD)}^2} + {u_{rel}}{{(D)}^2} + {u_{rel}}{{(V)}^2} + {u_{rel}}{{(mol)}^2} + {u_{rel}}{{(m)}^2}} $=0.229%，有效碘B类标准不确定度：u_B=0.229%×0.508%=0.001 16%

标准物质定值过程引入的不确定度：

3.4 合成标准不确定度

标准物质特性量值的合成标准不确定度u_CRM包括不均匀性引入的不确定度u_bb、不稳定性引入的不确定度u_s及标准物质定值过程带来的不确定度u_char^[11]。

经合成各不确定度分量，有效碘标准物质特性量值的合成标准不确定度为

3.5 扩展不确定度

所有检测数据符合正态分布，置信区间95%时，则扩展因子k为2，有效碘标准物质特性量值的扩展不确定度U_CRM=k·u_CRM=0.004%。

4 结论

碘类消毒剂使用量大，种类众多，其有效成分含量容易受多种因素的影响，搜索COMAR信息库和国家标准物质资源共享平台，有效碘标准物质均未被收录，因此针对目前现状，研制有效碘标准物质势在必行^[12-13]。

本文联合多家实验室以合作定值方式进行有效碘标准物质研究。由单因素方差分析求得，有效碘标准物质由不均匀性引入的不确定度为0.000 8%。经直线拟合检验得出，由有效碘标准物质不稳定性引入的不确定度为0.000 6%。识别定值不确定度的主要来源并量化，再依次合成各分量，则由有效碘标准物质定值过程带来的不确定度为0.001 2%。根据《标准物质定值通用原则及统计学原理》(JJF 1343-2012)^[6]规定，标准物质的特性值以标准值与总不确定度给出，其中标准值为多家实验室合作定值的平均值^[6]。当置信区间为95%时，扩展因子k为2，将u_CRM乘以k即得到扩展不确定度U_CRM为0.004%，则消毒剂中有效碘标准物质的特性量值应表达为(0.508±0.004)%(k=2)。