氣相色譜法測定能力驗證樣品果蔬汁中毒死蜱含量的不確定度評估

(大同出入境檢驗檢疫局，大同 037006)

1 前言

測量不確定度是表征合理地賦予被測量量值的分散性與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。一個完整的測量結(jié)果除了應(yīng)給出被測量的最佳估計值之外，還應(yīng)包括測量不確定度。根據(jù)《測試和校準(zhǔn)實驗室能力的通用要求》(ISO/IEC17025),測量不確定度分析成為近年來計量認(rèn)證和國家實驗室認(rèn)可評定的重點內(nèi)容之一。毒死蜱是廣泛使用的有機(jī)磷類農(nóng)藥，氣相色譜法和氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法已廣泛的用于其定量檢測。本文根據(jù)國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的JJF1059-2012計量技術(shù)規(guī)范《測量不確定度評定與表示》，并參照其他文獻(xiàn)，對氣相色譜法測定果蔬汁中低濃度毒死蜱含量的不確定度進(jìn)行分析和評定，考察了其不確定度的主要來源，為實驗過程的控制和檢測結(jié)果的評估提供了科學(xué)依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 材料

2.1.1 主要儀器

GC 2010氣相色譜儀，日本島津公司，配有FPD檢測器；LE244S型電子天平，賽多利斯公司，感量為0.1mg;10mL、20mL移液管；刻度范圍為100～1000μL的移液器；2mL容量瓶；Allegra 64R臺式高速冷凍離心機(jī)，美國貝克曼庫爾特公司。

2.1.2 試劑

毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)品：編號為GBW(E)081337，濃度為(1000±7)mg/L,農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測所；乙腈、丙酮：色譜純，天津科密歐化學(xué)試劑有限公司。

2.1.3 試驗樣品

果蔬汁中毒死蜱含量分析樣品為能力驗證樣品，樣品編號ACAS-PT244-012，果蔬汁中殺蟲劑類農(nóng)藥殘留的檢測能力驗證，組織單位為中國檢驗檢疫科學(xué)研究院測試評價中心。

2.2 方法

2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

(1)將1000mg/L的毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)溶液用丙酮逐級稀釋為1.0mg/L和0.1mg/L的毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)溶液；

(2)移取1.0mg/L毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)溶液125 μL，用丙酮定容至1000μL，稀釋成濃度為0.125mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液；

(3)移取0.1mg/L毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)溶液0μL、125μL、250μL、500 μL，用丙酮定容至1000μL，稀釋成濃度分別為0、0.0125、0.025、0.05 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液。

最終形成0、0.0125、0.025、0.05、0.125mg/L的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。

2.2.2 樣品處理

試驗前將樣品取出解凍，振搖混勻。稱取10g樣品于離心管中，加入5g氯化鈉，用移液管加入20mL乙腈，渦旋5分鐘，超聲提取30分鐘(超聲過程保持冰浴)。10000r/min離心3分鐘，靜置2分鐘，從離心管中用移液管吸取10mL上層乙腈溶液，放入雞形瓶中，置旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上40℃蒸發(fā)近干。冷卻后加入1mL丙酮，渦旋混合器上混勻，用0.5mL丙酮洗雞形瓶兩次，渦旋混合器上混勻，轉(zhuǎn)移至2mL容量瓶中，定容至2mL，混勻。過0.22μm有機(jī)濾膜，待測[1]。

2.2.3 色譜條件

色譜柱rxt-5型毛細(xì)管柱；進(jìn)樣口溫度220℃，進(jìn)樣量1μL；柱溫程序：50℃(保持2分鐘)→150℃(升溫速率30℃/分鐘，保持2分鐘)→210℃(升溫速率20℃/分鐘，保持7分鐘)→260℃(升溫速率5℃/分鐘，保持15分鐘)；FPD檢測器溫度280℃。

3 數(shù)學(xué)模型和不確定度來源分析

3.1 根據(jù)樣品前處理過程，果蔬汁中毒死蜱含量按式(1)計算：

(1)

式中：X—樣品中毒死蜱的含量，mg/kg；

c—上機(jī)試液中毒死蜱的含量，mg/L；

V—上機(jī)溶液定容體積,mL；

20—加入提取液乙腈的體積，mL；

m—樣品稱樣量,g；

10—從提取液中分取進(jìn)行濃縮的溶液體積，mL。

3.2 不確定度來源分析

從測量過程和數(shù)學(xué)模型分析，果蔬汁中毒死蜱含量不確定度主要來源于標(biāo)準(zhǔn)溶液、儀器的響應(yīng)值、測量和樣品處理操作過程的差異[2]，每一種來源又分別受不同因素的影響。其不確定度來源可歸納為A類和B類不確定度。

(1)A類不確定度是由測量重復(fù)性引入的不確定度。

(2)B類不確定度主要包括以下幾個方面：①標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度；②儀器測定引入的不確定度；③樣品稱量引入的不確定度；④待測樣品溶液定容引入的不確定度；⑤前處理液體移取過程引入的不確定度；⑥回收率引入的不確定度[3]。

3.3 不確定度的評定

3.3.1 測量重復(fù)性引入的不確定度

在重復(fù)性條件下，對本實驗所用果蔬汁樣品重復(fù)測定12次，測定結(jié)果見表1。

表1 樣品重復(fù)測定結(jié)果

測量重復(fù)性的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

測量重復(fù)性引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.3.2 毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度

(1)標(biāo)準(zhǔn)品引入的不確定度

編號為GBW(E)081337毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)品濃度為(1000±7)mg/L,相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為urel(P)=7/1000=7×10-3。

(2)標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過程中移液器引入的不確定度。

配制過程中的不確定度主要由移液器的校準(zhǔn)、量取的變動性、環(huán)境因素產(chǎn)生。試驗過程控制在20℃的環(huán)境溫度下進(jìn)行，溫度的影響可以忽略；量取的變動性在方法的重復(fù)性中已做評定，不再重復(fù)；故移液器的校準(zhǔn)為主要的不確定度來源?？潭确秶鸀?00～1000μL的移液器的最大允許誤差為：±10μL，按均勻分布處理[4]，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度及相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為：

(3)毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度

由標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)本身、校準(zhǔn)溶液配制過程中移液器校準(zhǔn)的不確定度分量合成標(biāo)準(zhǔn)溶液的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

3.3.3 儀器測定引入的不確定度

(1)儀器數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)引入的不確定度

根據(jù)儀器說明書和積分儀的一般性能指標(biāo)分析，目前用于氣相色譜儀峰面積積分處理的最大誤差為0.2%～1%，取1%，按均勻性分布考慮，則相對不確定度為：

(2)峰面積重復(fù)測量產(chǎn)生的不確定度

通過重復(fù)進(jìn)樣進(jìn)行評定，它包含試樣進(jìn)樣量的不確定度，該不確定度屬A類，數(shù)據(jù)見表2。

表2 重復(fù)進(jìn)樣峰面積測試結(jié)果

當(dāng)n=3,極差系數(shù)C=1.69，標(biāo)準(zhǔn)不確定度：u(A)=R/C=1.2×103

相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度：urel(A)=u(A)/A=0.0063

(3)儀器測定引入的不確定度的合成

合成毒死蜱試樣處理液峰面積測量的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.3.4 待測樣品稱量引入的不確定度

用萬分之一天平稱取樣品10.0000g，天平的最大允許誤差為±0.0010g，按均勻分布處理，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度及相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分布為：

urel(m)=0.000365/10.0000=3.6×10-5

3.3.5 待測樣品溶液定容引入的不確定度

A級2mL容量瓶最大允許誤差為±0.015mL，按均勻分布處理，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度及相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為：

urel(V1)=0.0087/2=4.3×10-3

3.3.6 前處理液體移取過程引入的不確定度

A級10mL單標(biāo)線移液管、20mL單標(biāo)線移液管的最大允許誤差為±0.020mL、±0.030mL，按均勻分布處理[5]，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度及相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為：

urel(V2)=0.0115/10=1.2×10-3

urel(V3)=0.0174/20=8.7×10-4

3.4 回收率引入的不確定度

由于樣品前處理不完全或處理過程中導(dǎo)致毒死蜱的損失或污染等，使用同一方法做加標(biāo)回收試驗，回收率結(jié)果見表3。

表3 毒死蜱加標(biāo)回收率

當(dāng)n=3,極差系數(shù)C=1.69，標(biāo)準(zhǔn)不確定度：u(Rec)=R/C=2.006%

相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度：urel(Rec)=u(Rec)/Rec=0.0193

3.5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

由于上述數(shù)學(xué)模型僅涉及積和商的數(shù)學(xué)關(guān)系，其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度可簡化計算如下：

=0.025X

表1中CX=0.0172mg/kg，則其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

ucrel(X) =0.025×0.0172 mg/kg

=0.0004mg/kg

3.6 擴(kuò)展不確定度

擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)不確定度可由合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度乘以包含因子，取k=2(置信區(qū)間95%)，得擴(kuò)展不確定：U=ucrel(X)×k=0.0008mg/kg

3.7 測定不確定度的報告

樣品中毒死蜱含量為:(0.0172±0.0008)mg/kg,k=2。

4 結(jié)論

對果蔬汁中毒死蜱含量測量過程引入的不確定度分量進(jìn)行評估，最后計算相對合成不確定度，求出毒死蜱含量的擴(kuò)展不確定度。對各分量的不確定度比較發(fā)現(xiàn)，樣品處理回收率、儀器、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、重復(fù)性實驗對測定結(jié)果不確定度的影響大。因此在試驗中，可以從提高儀器的精密性、操作過程的一致性等方面提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確性[6]。

[1] NY/T 761-2008 蔬菜和水果中有機(jī)磷、有機(jī)氯、擬除蟲菊酯和氨基甲酸酯類農(nóng)藥多殘留的測定.

[2] 王秋艷.高效液相色譜法測定果汁飲料中苯甲酸含量的不確定度評定[J],檢驗檢疫學(xué)刊，2015，25(2)，33-35.

[3] 顧宗理，分光光度法測定水質(zhì)總氰化物含量的不確定度評定[J],化學(xué)世界，2011，04(7)，397-400.

[4] JJG 646-2006移液器檢定規(guī)程[S].北京：中國計量出版社，2006.

[5] JJG 196-2006 常用玻璃儀器檢定規(guī)程[S].北京：中國計量出版社，2006.

[6] 吳俐，氣相色譜法測定稻米中毒死蜱的不確定度[J]，中國稻米，2017，23(1)，54-56.