甲基對(duì)硫磷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制

王以堃，陳敏，孟珂，蔡冶強(qiáng)，陳揚(yáng)

(江蘇省計(jì)量科學(xué)研究院，南京 210023)

火焰光度–氣相色譜法是檢測各類農(nóng)產(chǎn)品、環(huán)境水體中有機(jī)磷類農(nóng)藥殘留的主要分析方法［1–5］，對(duì)于配置火焰光度檢測器的氣相色譜儀，GB／T 30431–2013 《實(shí)驗(yàn)室氣相色譜儀》、JJG 700–2016 《氣相色譜儀》中均采用甲基對(duì)硫磷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)檢測器進(jìn)行性能評(píng)價(jià)。目前國內(nèi)尚無甲基對(duì)硫磷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的生產(chǎn)銷售，檢測人員如需進(jìn)行火焰光度檢測器線性范圍的評(píng)價(jià)工作［6］，需要使用純度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行溶液配制，純度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)采購不便、操作繁瑣、檢測耗時(shí)長，溶液配制過程容易產(chǎn)生誤差［7–8］。筆者以甲基對(duì)硫磷純度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為原料［9］，采用重量–容量法制備了無水乙醇中甲基對(duì)硫磷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)［10–13］，以配制值作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)值，采用高效液相色譜法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的均勻性、穩(wěn)定性進(jìn)行檢驗(yàn)［14–16］。所研制的甲基對(duì)硫磷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)值分別為1.00，10.0，20.0，50.0，100，500，1 000 μg／mL，有效期為12 個(gè)月，滿足火焰光度檢測器線性范圍項(xiàng)目的檢測要求，已被批準(zhǔn)為國家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，編號(hào)為GBW(E) 083635。該標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)可用于有機(jī)磷農(nóng)藥殘留檢測及分析方法的確認(rèn)與評(píng)價(jià)，以確保檢測結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

氣相色譜儀：A91 plus 型，配有火焰光度檢測器(FPD)，常州磐諾儀器公司；

高效液相色譜儀：1200 型，配有二極管陣列檢測器(DAD)，美國安捷倫科技有限公司；

質(zhì)量比較儀：AT201 型，瑞士梅特勒–托利多國際有限公司；

甲基對(duì)硫磷農(nóng)藥純度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：編號(hào)為GBW(E) 061573，含量為98.6%，不確定度為0.8%(k=2)，上海農(nóng)藥研究所；

無水乙醇：色譜純，德國CNW 公司。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 氣相色譜

色 譜 柱：DB–1701 柱(30 m×0.32 mm，0.25 μm，美國安捷倫科技有限公司)；進(jìn)樣口溫度：270 ℃；柱升溫程序：初始溫度為150℃，保持2 min，以10℃／min 升溫至220℃，保持4 min；柱流量：2 mL／min；檢測器：FPD；檢測器溫度：250℃；氫氣流量：50 mL／min；空氣流量：60 mL／min。

1.2.2 液相色譜

色譜柱：Eclipse XDB–C18柱(4.6 mm×150 mm， 5 μm，美國安捷倫科技有限公司)；進(jìn)樣體積：10 μL；柱箱溫度：25℃，恒溫；流動(dòng)相：甲醇–水溶液(體積比為85∶15)；流量：1 mL／min；檢測器：DAD，波長為275 nm，帶寬為4 nm。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)制備

在溫度為20℃、濕度為50%的實(shí)驗(yàn)室中，采用質(zhì)量比較儀以砝碼替代法分別稱取10.16，20.27，50.75，50.71，507.02，507.20 mg 甲基對(duì)硫磷農(nóng)藥純度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，置于500 或1 000 mL 容量瓶中，用無水乙醇溶解并定容至標(biāo)線，搖勻，配制成質(zhì)量濃度分別 為10.0，20.0，50.0，100，500，1 000 μg／mL 的 甲基對(duì)硫磷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。

質(zhì)量濃度為1.00 μg／mL 的甲基對(duì)硫磷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)采用二次稀釋法制備：用單標(biāo)線吸量管精確移取質(zhì)量濃度為100 μg／mL 的甲基對(duì)硫磷溶液10 mL 于1 000 mL 容量瓶中，用乙醇定容至標(biāo)線，搖勻。

將配制好的溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)充分混勻，然后分裝至2 mL 棕色安瓿瓶中，每個(gè)量值點(diǎn)分裝約150 瓶，編號(hào)，于4℃下保存。

1.4 均勻性檢驗(yàn)

按照分裝先后順序，將每個(gè)量值點(diǎn)的溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均分為3 組，從每組中隨機(jī)抽取3～4 瓶，共抽取11 瓶，按照1.2.2 液相色譜條件進(jìn)行測定，每瓶樣品均重復(fù)測定3 次，取平均值作為測定結(jié)果，通過F檢驗(yàn)判斷標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的均勻性。

1.5 穩(wěn)定性檢驗(yàn)

1.5.1 長期穩(wěn)定性

研制的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在4℃下保存，在預(yù)期的有效期內(nèi)，按照先密后疏原則，共選取7 個(gè)取樣時(shí)間點(diǎn)，分別為第0，0.5，1.3，2.5，4，6，12 月，每個(gè)時(shí)間點(diǎn)抽取6 瓶樣品，按照1.2.2 液相色譜條件進(jìn)行測定，每次測定均以新制備的溶液作為標(biāo)準(zhǔn)樣品對(duì)儲(chǔ)存樣進(jìn)行定值，每瓶樣品重復(fù)測定2 次，取平均值作為測定結(jié)果，以線性模型對(duì)穩(wěn)定性檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.5.2 短期穩(wěn)定性

模擬標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)膶?shí)際情況，將標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)用泡沫箱保冷袋封裝后置于恒溫箱中，在40℃的環(huán)境中放置7 天，分別在第0，1，3，5，7 d，按照1.2.2 液相色譜條件對(duì)樣品進(jìn)行測定，每瓶樣品平行測定2次，以同批次冷藏保存的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為對(duì)照品，通過檢驗(yàn)結(jié)果來評(píng)價(jià)運(yùn)輸條件對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)短期穩(wěn)定性的影響。

1.6 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值

采用重量–容量法配制溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，以配制值作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定值。以國家有證純度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為原料，用質(zhì)量比較儀稱取一定質(zhì)量，采用逐級(jí)稀釋的方式溶解于容量瓶中，在確定各組分間無互為雜質(zhì)干擾的情況下，一次稀釋和二次稀釋定值分別按式(1)和式(2)計(jì)算：

式中：c——溶液質(zhì)量濃度，μg／mL；

m——稱量質(zhì)量，mg；

p——甲基對(duì)硫磷農(nóng)藥純度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 值，%；

V1——第一次稀釋容量瓶體積，mL；

V2——單標(biāo)線吸量管體積，mL；

V3——第二次稀釋容量瓶體積，mL。

2 結(jié)果與討論

2.1 原料定性分析

在1.2.1 氣相色譜條件下，對(duì)溶劑原料進(jìn)行半定量分析，結(jié)果如圖1 所示。由圖1 可以看出，制備標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)所用的溶劑無水乙醇中無甲基對(duì)硫磷組分。

圖1 無水乙醇溶劑的定性氣相色譜圖

2.2 流動(dòng)相選擇

以質(zhì)量濃度為1.00 μg／mL 的甲基對(duì)硫磷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為研究對(duì)象，分別考察流動(dòng)相中甲醇與水的體積比為80∶20，85∶15，90∶10 時(shí)，溶質(zhì)甲基對(duì)硫磷與溶劑無水乙醇的分離效果，結(jié)果如圖2 所示。

圖2 甲醇與水不同配比時(shí)的分離效果

由圖2 可以看出，當(dāng)甲醇與水的體積比為85∶15 時(shí)，甲基對(duì)硫磷與無水乙醇能夠較好分離，并且甲基對(duì)硫磷具有較好的響應(yīng)值。

2.3 分析方法評(píng)價(jià)

2.3.1 分離度

在1.2.2 液相色譜條件下，對(duì)質(zhì)量濃度為10.0 μg／mL 的甲基對(duì)硫磷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行測定，結(jié)果如圖3 所示。由圖3 可以看出，甲基對(duì)硫磷的出峰時(shí)間為2.068 min，溶質(zhì)峰與溶劑峰完全分開，表明該分析方法分離效果良好。

圖3 甲基對(duì)硫磷溶液典型色譜圖

2.3.2 線性方程與檢出限

在1.2.2 液相色譜條件下，對(duì)質(zhì)量濃度分別為1，10，20，50，100，500 μg／mL 的甲基對(duì)硫磷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行測定，以質(zhì)量濃度(X)為橫坐標(biāo)，以色譜峰面積(Y)為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，計(jì)算得線性方程為Y=20.9X–11.6，線性相關(guān)系數(shù)為0.999 99。

在1.2.2 液相色譜條件下，對(duì)無水乙醇空白進(jìn)行測定，以3 倍信噪比作為方法檢出限，檢出限小于0.02 μg／mL，表明該方法線性良好，并具有較高的靈敏度。

2.3.3 精密度試驗(yàn)

在1.2.2 液相色譜條件下，分別對(duì)制備的各濃度值的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行測定，結(jié)果見表1。

表1 精密度試驗(yàn)結(jié)果

由表1 可知，測定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.18%～0.72%，表明該方法精密度較好，滿足標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制的分析要求。

2.4 均勻性檢驗(yàn)

按照1.4 方法對(duì)制備的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行均勻性檢驗(yàn)，表2 為1.00 μg／mL 甲基對(duì)硫磷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測定結(jié)果，對(duì)測定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行一致性檢驗(yàn)(F 檢驗(yàn))，各量值標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)F 值統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。查表得F0.05(10，22)=2.30，由表3 可知，各量值點(diǎn)甲基對(duì)硫磷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)F 值均小于F0.05(10，22)，表明研制的溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均勻性良好。

表2 均勻性檢驗(yàn)結(jié)果 μg／mL

表3 各量值標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)F 值統(tǒng)計(jì)結(jié)果

2.5 穩(wěn)定性檢驗(yàn)

2.5.1 長期穩(wěn)定性檢驗(yàn)

按照1.5.1 方法，對(duì)制備的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行長期穩(wěn)定性檢驗(yàn)，并對(duì)測定結(jié)果進(jìn)行趨勢分析，長期穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果見表4，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表5。

表4 長期穩(wěn)定性檢驗(yàn)結(jié)果

表5 長期穩(wěn)定性檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

由表5 可知，各量值點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均滿足|b1|＜ t0.95,υ·s(b1)，表明研制的甲基對(duì)硫磷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在12 個(gè)月內(nèi)穩(wěn)定性良好。

2.5.2 短期穩(wěn)定性檢驗(yàn)

按照1.5.2 方法，對(duì)制備的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行短期穩(wěn)定性檢驗(yàn)，結(jié)果見表6，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表7。由表7 可知，各量值點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均滿足|β1|＜t·s(β1)，表明在限定的運(yùn)輸條件下，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)短期穩(wěn)定性無顯著變化，具有良好的穩(wěn)定性。

表6 短期穩(wěn)定性檢驗(yàn)結(jié)果

表7 短期穩(wěn)定性檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

2.6 不確定度評(píng)定

根據(jù)甲基對(duì)硫磷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的制備過程及溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的貯存和使用要求，甲基對(duì)硫磷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定值不確定度主要包括制備過程引入的不確定度、均勻性引入的不確定度和穩(wěn)定性引入的不確定度。采用重量–容量法制備溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，制備過程引入的不確定度主要包括原料純度、稱重質(zhì)量和定容體積引入的不確定度，各因素之間互不相關(guān)。

甲基對(duì)硫磷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)制備過程、均勻性、穩(wěn)定性引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總見表8。

表8 各量值甲基對(duì)硫磷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總

以質(zhì)量濃度為1.00 μg／mL 的甲基對(duì)硫磷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為例，對(duì)各相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量進(jìn)行合成，得到甲基對(duì)硫磷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

取包含因子k=2，置信度水平約95%，則1.00 μg／mL 甲基對(duì)硫磷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值結(jié)果的相對(duì)擴(kuò)展不確定度：Urel,c＝kurel,c=2.6%。

同法計(jì)算各量值甲基對(duì)硫磷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值結(jié)果的相對(duì)擴(kuò)展不確定度，則所研制的甲基對(duì)硫磷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的相對(duì)擴(kuò)展不確定度為2%～3%，k=2。

2.7 比對(duì)驗(yàn)證

隨機(jī)抽取制備的甲基對(duì)硫磷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，以中國計(jì)量科學(xué)研究院研制的國家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW(E) 130103(質(zhì)量濃度為10 μg／mL，相對(duì)擴(kuò)展不確定度為3%)作為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)配制值進(jìn)行核驗(yàn)，核驗(yàn)結(jié)果見表9。由表9 可知，En值均小于1，表明研制的甲基對(duì)硫磷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)量值準(zhǔn)確、可靠。

表9 甲基對(duì)硫磷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)量值核驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)語

采用重量–容量法制備甲基對(duì)硫磷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。該標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均勻性和穩(wěn)定性良好，定值結(jié)果的相對(duì)擴(kuò)展不確定度為2%～3%(k=2)，有效期為12 個(gè)月。該標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)已被批準(zhǔn)為國家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，編號(hào)為GBW(E) 083635，可用于氣相色譜儀火焰光度檢測器線性范圍的性能評(píng)價(jià)，以確保有機(jī)磷農(nóng)藥檢測結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。