透皮吸收测试数据报告中不确定度评估的计算方法与应用实例

透皮吸收测试是经皮给药系统（如贴剂、凝胶、软膏）研发与质量控制的核心环节，其数据可靠性直接影响药物有效性与安全性评价。而不确定度评估作为衡量测试结果可信度的关键工具，能系统识别误差来源、量化误差大小，为数据解读提供科学依据。本文结合透皮吸收测试的实际流程，详细阐述不确定度评估的计算方法，并通过具体应用实例说明其在数据报告中的实践操作，助力从业者规范开展不确定度分析。

透皮吸收测试中不确定度的核心概念

不确定度是表征测试结果分散性的参数，反映“真值”所在的区间范围。在透皮吸收测试中，结果通常以“累积透皮渗透量（μg/cm²）”或“透皮速率（μg/cm²·h）”表示，不确定度则回答“这个结果有多可靠”——比如渗透量100μg/cm²，不确定度10μg/cm²，意味着真值有95%概率落在90-110μg/cm²之间。

不确定度分为两类：A类是通过重复测量的统计分析得到的变异（如6次平行实验的标准偏差）；B类是利用现有信息（如仪器校准证书、试剂说明书）估算的误差（如HPLC进样量的最大允许误差）。两者的区别在于数据来源，而非重要性——有时B类分量（如皮肤厚度差异）对结果的影响远大于A类。

需要注意的是，不确定度≠误差：误差是“测量值与真值的差值”，是客观存在但无法完全知晓的；不确定度是“对误差的估计”，是基于现有信息的主观判断，但需遵循科学方法量化。

透皮吸收测试中常见的不确定度来源

透皮吸收测试的流程可分为“样品制备→扩散实验→样品采集→浓度测定→数据计算”五大环节，每个环节都可能引入不确定度：

第一，仪器与设备因素。Franz扩散池的体积准确性（如接收室体积标注10mL，实际可能偏差±0.2mL）、搅拌器转速稳定性（转速波动会导致接收液中药物扩散不均，浓度测量偏差）、HPLC的波长准确性（波长偏移1nm可能使药物响应值下降5%）均会影响结果。例如，某品牌扩散池的接收室体积误差±0.1mL（k=2），对应的不确定度为0.05mL，若接收液体积10mL，相对不确定度0.5%。

第二，样品与试剂因素。皮肤样品的制备是关键变量——鼠皮剥离时厚度不均（如0.8-1.2mm）、人体皮肤反复冻融导致角质层破坏，都会改变透皮速率；接收液的pH值波动（如pH5.0±0.2）会影响弱酸性药物的解离度，进而改变透皮量；药物标准品的纯度（如99.5%±0.2%）则直接影响浓度计算的准确性。

第三，方法学与操作因素。取样时间的偏差（如24小时取样延迟10分钟）、进样顺序的残留（HPLC进样时前一样品残留0.1%）、实验员的手法差异（剥离皮肤时用力不均导致厚度差异），这些看似微小的操作波动，累积后可能导致结果偏差5%-10%。

不确定度评估的计算步骤详解

不确定度评估需遵循“识别来源→量化分量→合成不确定度→计算扩展不确定度”的逻辑流程，以下结合透皮测试场景具体说明：

第一步，识别不确定度来源。用“因果图”梳理流程：以“累积渗透量的不确定度”为结果，分支涵盖“扩散池体积”“皮肤厚度”“HPLC进样量”“接收液pH”“取样时间”等10-15个因素，确保无遗漏。

第二步，量化各分量。A类分量用贝塞尔公式计算：对n次重复测量的结果xi，平均值x̄=Σxi/n，标准偏差s=√[Σ(xi-x̄)²/(n-1)]，相对标准偏差RSD=s/x̄×100%（如6次平行实验的RSD=3%，对应A类相对不确定度3%）。B类分量用“最大允许误差/包含因子”估算：若仪器校准证书显示进样量误差±0.5μL（k=2），则不确定度u=0.5/2=0.25μL，相对不确定度=0.25μL/10μL×100%=2.5%（假设进样量10μL）。

第三步，合成标准不确定度。当各分量独立时，合成相对标准不确定度ucr=√(u1r²+u2r²+…+unr²)（u1r为第一个分量的相对不确定度）。例如，A类相对不确定度3%、HPLC进样量2.5%、皮肤厚度5%，合成ucr=√(3²+2.5²+5²)=√(9+6.25+25)=√40.25≈6.34%。

第四步，计算扩展不确定度。扩展不确定度U=ucr×k（k为包含因子，通常取2，对应95%置信概率）。若平均值x̄=150μg/cm²，U=6.34%×2=12.68%，则扩展不确定度绝对值=150×12.68%≈19μg/cm²。

尼古丁透皮贴透皮吸收测试的不确定度实例

以某尼古丁透皮贴的24小时透皮吸收测试为例，采用Franz扩散池（接收室体积10mL）、大鼠腹部皮肤（厚度1.0±0.1mm）、HPLC法（检测波长260nm）测定接收液中尼古丁浓度，具体步骤如下：

1、重复测量（A类分量）：取6个平行扩散池，测得24小时累积渗透量分别为145、152、148、155、147、153μg/cm²，计算平均值x̄=150μg/cm²，标准偏差s=3.74μg/cm²，相对标准偏差RSD_A=3.74/150×100%≈2.5%。

2、仪器不确定度（B类分量）：HPLC进样量为10μL，校准证书显示误差±0.5μL（k=2），故进样量相对不确定度u1r=0.5/(2×10)×100%=2.5%；检测器响应因子的校准不确定度为±1.2%（k=2），相对不确定度u2r=1.2%/2=0.6%。

3、样品与试剂（B类分量）：大鼠皮肤厚度误差±0.1mm（k=2），相对不确定度u3r=0.1/(2×1.0)×100%=5%；接收液体积用10mL移液管，校准误差±0.1mL（k=2），相对不确定度u4r=0.1/(2×10)×100%=0.5%；尼古丁标准品纯度99.5%，不确定度±0.2%（k=2），相对不确定度u5r=0.2%/2=0.1%。

4、合成与扩展不确定度：合成相对标准不确定度ucr=√(2.5%²+2.5%²+0.6%²+5%²+0.5%²+0.1%²)=√(6.25+6.25+0.36+25+0.25+0.01)=√38.12≈6.17%；扩展不确定度U=6.17%×2=12.34%，绝对值=150×12.34%≈18.5μg/cm²。

最终结果表示为：“24小时累积透皮渗透量：(150±19)μg/cm²（k=2，置信水平95%）”。

数据报告中不确定度的规范呈现

不确定度评估的结果需清晰体现在数据报告中，关键内容包括：

1、评估范围：明确“本不确定度涵盖24小时累积透皮渗透量的测量结果”，避免歧义。

2、分量明细：列出各不确定度分量的来源、量化方法与数值，例如“重复测量变异（A类，2.5%）、HPLC进样量误差（B类，2.5%）、皮肤厚度差异（B类，5%）”。

3、计算过程：简要说明合成与扩展不确定度的计算逻辑，如“各分量独立，合成相对不确定度为6.17%；取k=2，扩展不确定度12.34%”。

4、结果表示：用“平均值±扩展不确定度”格式，注明k值与置信概率，例如“(150±19)μg/cm²，k=2，置信水平95%”。

不确定度评估的注意事项与常见误区

1、分量的相关性：若两个分量存在关联（如HPLC进样量与检测器响应），需计算协方差，但透皮测试中大部分分量独立，可忽略协方差。

2、重复次数的影响：A类分量的可靠性依赖重复次数，n≥6才能保证标准偏差的稳定性；若n=3，需用t分布调整k值（如n=3时k=4.303）。

3、忽略小分量：若某分量的相对不确定度小于合成不确定度的10%（如0.5% vs 6%），可忽略以简化计算，不影响结果准确性。

4、方法学验证的支撑：不确定度评估需基于方法学验证数据——精密度对应A类分量，准确性对应方法偏差的B类分量，线性范围对应检测器响应的不确定度，避免“凭空估算”。