植物油中鄰苯二甲酸酯含量測定結(jié)果的不確定度評定＊

李建兵，張輝珍，李惠穎，王曉濱，李昭勇

（1.青島市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，山東青島 266061； 2.青島市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)技術(shù)研究所，山東青島 266061）

植物油中鄰苯二甲酸酯含量測定結(jié)果的不確定度評定＊

李建兵1，張輝珍1，李惠穎2，王曉濱2，李昭勇1

（1.青島市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，山東青島 266061； 2.青島市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)技術(shù)研究所，山東青島 266061）

依據(jù)GB／T 21911–2008 《食品中鄰苯二甲酸酯的測定》，采用GPC凈化在線濃縮、氣相色譜–質(zhì)譜法測定植物油中的鄰苯二甲酸酯類增塑劑。參照J(rèn)JF1059–1999 《測量不確定度的評定與表示》，以測定花生油中鄰苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)為例，對整個(gè)測量過程中不確定度的來源進(jìn)行了分析，并對不確定度各個(gè)分量進(jìn)行了評定和合成，取包含因子k=2（約95%置信概率），花生油中DEHP含量為11.8 mg／kg時(shí)，擴(kuò)展不確定度U=1.2 mg／kg。結(jié)果表明，隨機(jī)效應(yīng)和曲線擬合是影響鄰苯二甲酸酯檢測過程中的主要因素。

植物油；不確定度；鄰苯二甲酸酯；鄰苯二甲酸二(2-乙基)己酯

鄰苯二甲酸酯(Phthalic Acid Esters，PAEs)是塑料中應(yīng)用最多的一類增塑劑，可使硬塑膠變?yōu)橛袕椥缘乃苣z。PAEs與塑料間沒有嚴(yán)密的化學(xué)結(jié)合鍵，而是以氫鍵和范德華力連接，彼此保留著各自獨(dú)立的化學(xué)性質(zhì)。隨著塑料工業(yè)的發(fā)展和塑料制品的大量生產(chǎn)使用，PAEs類物質(zhì)已經(jīng)普遍存在于大氣、水體、土壤［1–2］、玩具、化妝品和食物中［3］，并可通過飲水、進(jìn)食、皮膚接觸和呼吸等途徑進(jìn)入人體和生物體中［4–5］。

近年的研究表明：PAEs中部分物質(zhì)在人體和動(dòng)物體內(nèi)發(fā)揮著類似雌激素的作用，干擾內(nèi)分泌和造成生殖功能異常［6–7］，在生物體內(nèi)長期積累會(huì)導(dǎo)致畸形，癌變和致突變［8］。國外在食品、塑料醫(yī)療制品、化妝品、玩具等中對鄰苯二甲酸酯做了限量規(guī)定［9–13］，我國也在食品及其添加劑［14–16］、化妝品［17］、食品包裝材料［18］、玩具用涂料［19］、水環(huán)境［20］中作了限量規(guī)定。

目前，PAEs的檢測技術(shù)主要采用薄層層析法、氣相色譜法、液相色譜法、氣–質(zhì)聯(lián)用法、液–質(zhì)聯(lián)用法等。筆者依據(jù)GB／T 21911–2008［21］，參考JJF 1059–1999［22］，就花生油中鄰苯二甲酸二(2–乙基)己酯(DEHP)的檢測結(jié)果進(jìn)行不確定度分析，找出影響不確定度的主要因素，為實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制，判定測試結(jié)果，使測量結(jié)果更為科學(xué)、準(zhǔn)確、有效提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)為測定其它物質(zhì)含量的不確定度評定提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

氣相色譜–質(zhì)譜聯(lián)用儀：6890N+5975B型，美國安捷倫科技有限公司；

全自動(dòng)凝膠凈化濃縮儀：AccuPrepMPS+AccuVap ，美國J2 Scientifc公司；

電子天平：0.01 mg，0.1 mg，賽多利斯（中國）有限公司；

移液器：0.5～10 μL，10～100 μL，芬蘭百得公司；

玻璃儀器：A級；

空白花生油：市售；

正己烷、乙酸乙酯、環(huán)己烷：HPLC級；

16種鄰苯二甲酸酯標(biāo)準(zhǔn)品：美國O2Si Smart公司；

鄰苯二甲酸二(2–乙基)己酯(DEHP)標(biāo)準(zhǔn)品：純度大于98.5%，不確定度為±0.5%，德國Dr.Ehrenstorfer公司；

花生油盲樣：認(rèn)證機(jī)構(gòu)提供。

1.2 測定方法

稱取樣品約0.50 g（準(zhǔn)確至0.1 mg），用乙酸乙酯–環(huán)己烷（體積比為1∶1）定容至10 mL容量瓶，渦旋混合2 min，濾液經(jīng)凝膠色譜裝置凈化濃縮系統(tǒng)濃縮至2.0 mL，進(jìn)行GC–MS分析，外標(biāo)法定量。

1.3 數(shù)學(xué)模型

花生油中DEHP含量的定量數(shù)學(xué)模型：

式中：w——樣品中DEHP的含量，mg／kg；

c——由標(biāo)準(zhǔn)曲線獲得的樣品最終提取凈化

濃縮液的濃度，mg／L；

V——試樣定容體積，mL；

K——稀釋倍數(shù)；

m——樣品的質(zhì)量，g；

R——樣品回收率。

2 測量不確定度的來源

氣相色譜–質(zhì)譜法測定花生油中DEHP含量的測量不確定度的主要來源包括：

（1）測量重復(fù)性引人的不確定度；

（2）樣品最終提取凈化濃縮液濃度測定引入的不確定度；

（3）樣品定容體積引入的不確定度；

（4）稀釋倍數(shù)引入的不確定度；

（5）稱量樣品引入的不確定度；

（6）回收率引入的不確定度。

潘國文曾說“中國人善形象思維，西方人善邏輯思維”，其中，形象思維就是我們常說的具體思維，而邏輯思維即抽象思維。由此看來，漢民族更注重具體思維，而西方民族更傾向于抽象思維。

3 測量不確定度的評定

3.1 測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

對一個(gè)花生油樣品及空白花生油（未檢測到DEHP）添加10 mg／kg標(biāo)準(zhǔn)品后分別進(jìn)行10次平行測定，結(jié)果見表1。

表1 花生油DEHP含量的測定結(jié)果

在日常分析中，通常將平行測定2次樣品的平均值作為測定結(jié)果。因此重復(fù)性測量引入的不確定度和相對不確定度分別為：

回收率測定包含了整個(gè)測量過程及操作帶來的不確定度，是隨機(jī)重復(fù)測量，也按A類評定，回收率引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度如下：

由于回收率的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度小于盲樣測量重復(fù)性相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度，這里同時(shí)考慮了測量儀器、定容體積、質(zhì)量測量等各方面的隨機(jī)影響，因此在該濃度下認(rèn)為重復(fù)性引入的不確定度包含了回收率引入的不確定度，在后面的各分量討論中將不考慮這些隨機(jī)影響。

3.2 樣品最終提取凈化濃縮液濃度測定引入的不確定度u(c)

3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度u1(c)

校準(zhǔn)曲線取5個(gè)濃度點(diǎn)，每個(gè)濃度進(jìn)樣2次，結(jié)果見表2。

表2 擬合曲線方程

擬合直線的標(biāo)準(zhǔn)偏差s(A)：

定容樣品DEHP濃度通過擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線確定，由標(biāo)準(zhǔn)曲線引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度如下：

其中：p——試樣平行測量次數(shù)，10；

n——擬合直線的數(shù)據(jù)對總數(shù)，10；

A0——試樣測量響應(yīng)值的平均值；

c0——樣品溶液濃度測定平均值，1.281 mg／L;

3.2.2 標(biāo)準(zhǔn)儲備液引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2(c)

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)證書，DEHP標(biāo)準(zhǔn)儲備液的濃度為996.3 mg／L，不確定度為2.03 mg／L，因此標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定：

3.2.3 標(biāo)準(zhǔn)工作溶液配制過程引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3(c)

配制標(biāo)準(zhǔn)工作溶液是用移液器分別取DEHP儲備液5，10，20，40，80 μL儲備液定容于10 mL容量瓶中，因此標(biāo)準(zhǔn)工作溶液配制過程引入的不確定度主要由移液器引入的不確定度和定容標(biāo)樣引入的不確定度構(gòu)成。

根據(jù)移液器說明書和校準(zhǔn)結(jié)果可知，移液器移取體積V1＝5 μL的最大允差為±1.5%，考慮其為正態(tài)分布，k＝3，因此移液器校正引入的不確定度：

實(shí)驗(yàn)室溫度變化的范圍為(20±5)℃。移取體積V1＝5 μL，20℃時(shí)有機(jī)溶劑的體積膨脹系數(shù)為1×10–3／℃，遠(yuǎn)大于塑料容器容積的變化，假定溫度均勻分布，k=，則溫度變化引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

以上兩不確定度分量和不相關(guān)，將其合成并代入數(shù)據(jù)得移液器引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

定容標(biāo)樣引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度與移液器移取體積引入的不確定度類似，定容標(biāo)樣使用V2＝10 mL容量瓶，其最大容量的允許誤差為±0.020 mL，考慮為三角分布，k=，容量瓶校準(zhǔn)引人的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

溫度變化引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

定容標(biāo)樣溶液引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

由標(biāo)準(zhǔn)曲線獲得的樣品最終定容濃縮液的濃度引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

3.3 稱量樣品引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(m)

天平校準(zhǔn)證書說明校準(zhǔn)的允差為±0.000 1 g，按均勻分布考慮，則稱量0.5 g花生油樣品引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

3.4 樣品定容體積引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

3.4.1 注射器校準(zhǔn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

定容濃縮液使用5 mL電磁閥控制注射器注入2 mL正己烷溶劑，根據(jù)生產(chǎn)商提供5 mL電磁閥控制注射器的允差為20 μL，最后定容體積2 mL認(rèn)定其最大允許誤差也為20 μL，考慮為三角分布，k=，則注射器校準(zhǔn)引人的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

3.4.2 溫度變化引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

定容體積V=2 mL，溫度變化引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算同3.2.3，計(jì)算得：

則樣品定容體積引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度：3.5 稀釋倍數(shù)引入的不確定度

稀釋倍數(shù)引入的不確定度是指將樣品定容于10 mL容量瓶后通過5 mL定量環(huán)取樣凈化引入的不確定度。5 mL定量環(huán)通過滿環(huán)轉(zhuǎn)移樣品，因此其引入的不確定度可以忽略不計(jì)，僅考慮10 mL容量瓶定容樣品引入的不確定度。參照3.2.3可知：

4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

上述各相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度相互獨(dú)立，則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(w)＝0.050 6×11.8＝0.597 (mg／kg)

5 擴(kuò)展不確定度及測定結(jié)果的表示

取包含因子k=2，花生油中DEHP含量的擴(kuò)展不確定度U=ku(w)＝0.597×2≈1.2 mg／kg，故GC–MS法測定花生油中DEHP含量的測定結(jié)果可表示為（11.8±1.2） mg／kg，k=2。

6 結(jié)語

從上述不確定分量的評估過程可看出,對合成不確定度貢獻(xiàn)的主要分量有重復(fù)性測量和標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合過程，其貢獻(xiàn)比例達(dá)98.7%，而重復(fù)性測量不確定度主要由操作過程引入，加標(biāo)回收率引入的不確定度小于樣品重復(fù)性測量引入的不確定度就是操作水平提高的一個(gè)證據(jù)，花生油樣品為液體，通過渦旋混合很容易獲得均勻性樣品，所以在液體樣品中樣品均勻性影響可以忽略不計(jì)，但是固體樣品尤其是混合不均勻樣品值得考慮。標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的獲得主要受儀器精密度和曲線擬合過程的影響，可以通過不分流進(jìn)樣提高儀器的靈敏度，選用精度高的移液器和容量瓶，來降低提取液濃度對合成不確定度的貢獻(xiàn)，定容體積和稀釋倍數(shù)的貢獻(xiàn)很小，而稱量樣品和定量環(huán)滿環(huán)轉(zhuǎn)移樣品產(chǎn)生的不確定度可以忽略。

通過對花生油鄰苯二甲酸酯（DEHP）測量不確定的評定可以看出，在日常實(shí)驗(yàn)過程中保持色譜質(zhì)譜儀較高的靈敏度，選擇精度高的移液器、電子天平和玻璃儀器，并定期對其進(jìn)行檢定，提高人員的操作熟練水平對實(shí)驗(yàn)結(jié)果至關(guān)重要。

［1］ Stales C A，Peterson D R，Parkerton T F, et al. The environmental fate of phthalateesters: A literature review［J］. Chemosphere，1997，35(4)：667–749.

［2］ Guo Z，Wang S，Wei D, et al. Development and application of a method for analysis of phthalates in ham sausages by solid-phase extraction and gas chromatography–mass spectrometry ［J］. Meat Science，2010，84: 484–490.

［3］ Cao X L. Phthalate esters in foods：Sources，occurrence，and analytical methods ［J］. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety，2010，9(1): 21–43.

［4］ Adibi J J，Perera F P，Jedrychowski W, et al. Prenatal exposures to phthalates among women in new york city and krakow，poland ［J］. Environmental Health Perspectives，2003，111(14): 1 719–1 722.

［5］ Kavlock R，Boekelheide K，Chapin R, et al. NTP center for the evaluation of risks to human reproduction: Phthalates expert panel report on the reproductive and developmental toxicity of di(2-ethylhexyl)phthalate ［J］. Reproductive Toxicology，2002，16:529–653.

［6］ Jobling S，Reynolds T，White R, et al. A variety of environmentally persistent chemicals，including some phthalate plasticizers，are weakly estrogenic ［J］. Environmental Health Perspectives，1995，103(6): 582–587.

［7］ Martino-Andrade A J，Chahoud I. Reproductive toxicity of phthalate esters ［J］. Molecular Nutrition & Food Research，2010，54(1): 148–157.

［8］ Heudorf U，Mersch-Sundermann V，Angerer J.Phthalates：Toxicology and exposure ［J］. International Journal of Hygiene and Environmental Health，2007，210(5): 623–634.

［9］ 李信柱，杜娟.方興未艾的鄰苯二甲酸質(zhì)限用法規(guī)［J］.家電科技，2010(2): 38–39.

［10］ EU. Corrigendum to commission regulation (EU)No 143／2011 of 17 February 2011 amending Annex XIV to Regulation (EC) No1907／2006 of the European Parliament and of the Council on the Registration，Evaluation，Authorization and Restriction of Chemicals (REACH)［J］. Official Journal of the European Union，2011，L49: 52–53.

［11］ CPSIA.美國消費(fèi)品安全改進(jìn)法案［EB］.2008(20110812)［20120428］.http：//www.cpsc.gov/about/cpsia/cpsia.html.

［12］ EU. Directive 2005/84/ec of the european parliament and of the council of 14 december 2005 ［J］. Official Journal of the European Union，2005，L344/340–343.

［13］ EU. Directive of the European Parliament and of the council on the restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment［EB］.2006 ［20120622］. http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=COM：2008：0809：FIN：EN：PDF.

［14］ 質(zhì)檢辦食監(jiān)函［2011］1366號.關(guān)于食品用香精香料有關(guān)問題的復(fù)函［EB］.2011［20120622］.http：//www.njzj.gov.cn/ luentoms/site/njzj/article_a2011122122526.html.

［15］ 衛(wèi)辦監(jiān)督函［2011］773號.衛(wèi)生部辦公廳關(guān)于通報(bào)食品用香精香料適用鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)最大殘留量有關(guān)問題的函［EB］.2011［20120622］.http：//www.xtfda.gov.cn/mm/news_ view.asp?newsid=2179.

［16］ 衛(wèi)辦監(jiān)督函［2011］551號.衛(wèi)生部辦公廳關(guān)于通報(bào)食品及食品添加劑鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)最大殘留量的函［EB］.2011［20120622］.http：//www.sc.gov.cn/10462/10464/10727/10735/2 011/6/24/10166814.shtml.

［17］ 趙同剛.化妝品衛(wèi)生規(guī)范［M］.北京：軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)出版社，2007.

［18］ GB 9685–2008 食品容器、包裝材料用添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［19］ GB 24613–2009 玩具用涂料中有害物質(zhì)限量［S］.

［20］ GB 3838–2002 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［21］ GB／T 21911–2008 食品中鄰苯二甲酸酯的測定［S］.

［22］ JJF 1059–1999 測量不確定度評定與表示指南［S］.

Uncertainty Evaluation of the Determination of Phthalic Acid Esters in Vegetable Oil

Li Jianbing1，Zhang Huizhen1，Li Huiying2，Wang Xiaobing2，Li Zhaoyong1
（1.Qingdao Supervision and Testing Center of Product Quality，Qingdao 266061，China； 2.Qingdao Institute of Product Quality and Technical Research，Qingdao 266061，China）

Phthalate esters in vegetable oil were determined by GC–MS through GPC clean up and on-line preconcentration according to GB／T 21911–2008 “Determination of Phthalate Esters in Foods”. According to JJF 1059–1999 “Evaluation and Expression of Uncertainty in Measurement”，bis(2-ethylhexyl)phthalate (DEHP) in peanut oil was taken for instance，the sources of uncertainty in the whole process of measurement were analyzed，each component of uncertainty was estimated and combined. The results showed that the expanded uncertainty U=1.2 mg／kg，as the concentration of DEHP was 11.8 mg／kg with the coverage factor k=2 (the confdence probability was 95%). The random effect and curve ftting were the mainly infuenced factors in PAEs determining process.

vegetable oil; uncertainty; phthalic acid esters(PAEs); bis(2-ethylhexyl)phthalate(DEHP)

O657.7+1

：A

：1008–6145(2012)06–0009–05

10.3969／j.issn.1008–6145.2012.06.002

*山東省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（2011GFS12005）

聯(lián)系人：張輝珍；E-mail:zhanghuizhen1966@163.com

2012–07–08