氣相色譜法測定茶葉中γ-666殘留量的不確定度評定

宋家玉，焦燕妮，劉文杰，周宇，陳金東

（1.山東省疾病預防控制中心，濟南 250014； 2.新疆喀什疾病預防控制中心，新疆喀什 844000）

有機氯農(nóng)藥主要指六六六（HCH）、滴滴涕（DDT）等品種，是一類高效廣譜殺蟲劑，我國對食品中有機氯農(nóng)藥殘留量有標準限定［1］，食品中有機氯農(nóng)藥殘留量檢測國家標準方法2008版［2］新增了毛細管柱色譜法。不確定度是與測量結(jié)果相關(guān)聯(lián)的參數(shù)，表征合理地賦予被測量值的分散性，一個完整測量結(jié)果的表述須同時包含被測量值及與該值相關(guān)的測量不確定度［3］。不確定度評定對提高檢測結(jié)果的準確度具有重要意義［4–7］。筆者以福建鐵觀音茶葉為代表樣品，對國標GB／T 5009.19—2008中的毛細管柱色譜法測定食品中有機氯農(nóng)藥多組分殘留量進行了優(yōu)化，建立了氣相色譜法測定茶葉中六六六、滴滴涕等異構(gòu)體的方法［8］，根據(jù)國家相關(guān)標準［4，9–11］以代表性組分γ-666為例，評定了其測量不確定度，確定了影響測定茶葉中有機氯農(nóng)藥殘留的關(guān)鍵因素，以提高和完善檢測方法的準確性和可靠性，為正確評價檢測結(jié)果提供科學依據(jù)。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

氣相色譜儀：GC–14B型，附帶ECD檢測器，日本島津分析儀器公司。

玻璃器皿：A級1 mL、2 mL、5 mL刻度吸管，A級10 mL移液管、10 mL容量瓶、50 mL容量瓶，天津玻璃二廠。

電子天平：AE240型，感量為1 mg，瑞士梅特勒–托利多公司。

γ-666標 準 貯 備 溶 液：100 μg／mL，U=0.07μg／mL，k=2，農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護科研檢測所。

樣品：福建鐵觀音茶葉經(jīng)研缽粉碎。

1.2 儀器工作條件

色 譜 柱：OV–1701毛 細 管 柱（30 mm×0.32 mm，0.25 μm，美國DB公司）；進樣口溫度：260 ℃；檢測器溫度：300 ℃；升溫程序：初始溫度為150 ℃，保持3 min，以20 ℃／min升溫至230 ℃，保持15 min；載氣：高純氮氣，流量為2.0 mL／min；尾吹氣流量：30 mL／min；進樣體積：1.0 μL。

1.3 實驗步驟

1.3.1 樣品處理

精密稱取適量有代表性茶葉樣品粉末5.0 g于250 mL磨口具塞錐形瓶中，加入石油醚40 mL，放置30 min后超聲提取15 min，過濾，再用30 mL石油醚分提兩次，合并濾液，用無水硫酸鈉脫水后移至梨形蒸餾瓶中，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在50 ℃下水浴減壓濃縮至近干，用正己烷分3～4次洗滌，并定容至5 mL，然后轉(zhuǎn)至10 mL離心管中，用0.5～1.0 mL濃硫酸凈化處理，振搖1 min，然后以3 000 r／min離心10 min，取上清液，待測。

1.3 標準溶液配制

將γ-666標準貯備溶液逐級稀釋，配制成質(zhì)量濃度分別為0.006 25，0.0125，0.025，0.050，0.100 μg／mL的γ-666系列標準工作溶液。

1.3 標準工作曲線

將γ-666系列標準工作溶液1 μL依次注入氣相色譜儀毛細管柱分離，ECD進行測定，用質(zhì)量濃度ρ和峰面積y建立校準曲線y=a+bρ。

1.3.4 數(shù)學模型

樣品中γ-666殘留量按式（1）計算。

式中：w——樣品中γ-666的含量，mg／kg。

ρ——由校準曲線查得的樣品溶液中γ-666的質(zhì)量濃度，μg／mL。

V——樣品溶液的定容體積，mL。

m——稱取樣品的質(zhì)量，g。

對樣品進行平行測定，取平均值，樣品中γ-666測定結(jié)果為w=0.034 mg／kg。

2 不確定度來源分析

按照數(shù)學模型和測定方法，測定過程中的不確定來源如下。

（1）測量重復性引入的相對標準不確定度uArel。（2）稱取樣品質(zhì)量m引入的相對標準不確定度uB1rel。（3）樣品定容體積V引入的相對標準不確定度uB2rel。（4）標準溶液配制引入的相對標準不確定度uB3rel。（5）標準工作曲線繪制引入的相對標準不確定度uB4rel。（6）進樣針進樣引入的相對標準不確定度uB5rel。（7）氣相色譜儀器校準引入的相對標準不確定度uB6rel。

3 不確定度評定

3.1 測量重復性引入的標準不確定度

對γ-666樣品溶液進行5次測定，計算得標準偏差s=0.001 59 mg／kg，則測量重復性引入的標準不確定度uA=s／5=0.000 710 mg／kg，茶葉中γ-666含量測定值w=0.034 3 mg／kg，則測量重復性引入的相對標準不確定度：

3.2 稱取樣品質(zhì)量引入的標準不確定度

制備樣液過程中使用天平（編號喀什F03字20161031、天平讀數(shù)為±1 mg，置信水平為95%）稱樣。從正態(tài)分布的百分點標準表上查得95%的置信區(qū)間σ=1.96。用天平連續(xù)稱量2次，樣品稱量引入的標準不確定度uB1=2×(1／σ)=1.0 （mg），則稱取樣品質(zhì)量m引入的相對標準不確定度：

3.3 樣品定容體積引入的標準不確定度

樣品定容使用一只5.00 mL容量瓶，其引入的不確定度分別為容量瓶最大容量允差引入的不確定度、溫度變化引入的不確定度。對于A級5 mL容量瓶，根據(jù)檢定規(guī)程，5 mL容量瓶的最大允許誤差為±0.020 mL，按矩形分布考慮，k= 3，則5 mL容量瓶引入的標準不確定度：

5 mL容量瓶引入的相對標準不確定度：

實驗室溫度在±3℃范圍內(nèi)變化，水的體積膨脹系數(shù)為2.1×10–4／℃，則溫度變化引起的體積變化為ΔV=5×3×2.1×10–4=0.003 15 （mL）。按矩形分布考慮，k= 3，則溫度變化引入的標準不確定度：

溫度變化引入的相對標準不確定度：

以上兩項不確定分量互不相關(guān)，則樣品定容體積V引入的相對標準不確定度：

3.4 標準使用溶液配制引入的標準不確定度

γ-666標準貯備溶液的質(zhì)量濃度為ρ1=100 μg／mL，標準物質(zhì)證書（201602）上給出的擴展不確定度為0.07 μg／mL（k=2），則γ-666標準貯備溶液引入的標準不確定度：

γ-666標準貯備溶液引入的相對標準不確定度：

γ-666標準使用溶液：用1 mL的移液管吸取1.00 mL（V1）γ-666標準貯備溶液于50 mL（V2）容量瓶中，定容配制成ρ2=0.2 μg／mL的標準使用溶液。

A級1 mL移液管的容量最大允許誤差為±0.007 mL，按均勻分布考慮，k= 3，則1 mL移液管引入的標準不確定度u(V1)=0.007／3=0.004 0（mL）。則1 mL移液管引入的相對標準不確定度：

3.5 標準工作曲線繪制引入的標準不確定度

標準工作曲線繪制引入的相對標準不確定度uB4rel包括：系列標準工作溶液配制引入的相對不確定度uB41rel和校準曲線擬合引入的相對標準不確定度uB42rel。

3.5.1 系列標準工作溶液配制引入的標準不確定度

用5 mL刻度吸管分別吸取γ-666標準使用溶液5.00 mL于10 mL容量瓶中，用正己烷定容，然后再進行稀釋配制，得到的γ-666系列標準工作溶液的質(zhì)量濃度分別為0.006 25，0.0125，0.025，0.05，0.10μg／mL。

按均勻分布考慮，k= 3，則5 mL刻度吸管引入的標準不確定度為0.025／3=0.025 （mL），5 mL刻度吸管引入相對不確定度為0.025／5=0.30%；同理10 mL容量瓶的相對標準不確定度為0.12%；5 mL刻度吸管、10 mL容量瓶均使用5次，合成得系列標準工作溶液配制引入的相對標準不確定度：

3.5.2 標準曲線擬合引入的標準不確定度

對系列標準工作溶液的每個濃度點均進行3次測定，系列標準工作溶液測定結(jié)果見表1。

表1 γ-666系列標準工作溶液的色譜峰面積測定值（n=3）

由最小二乘法原理進行擬合求得校準曲線，γ-666的校準曲線：y＝49 143ρ–164.13（y為峰面積，ρ為樣品溶液中γ-666的質(zhì)量濃度），r=0.999 5。

標準工作曲線擬合引入的標準不確定度按式(2)計算：

式中：SR——標準溶液響應信號殘差的標準差；

b——標準工作曲線的斜率，mL／μg；

n2——系列標準工作溶液的濃度點數(shù)，n2=5；

n1——樣品溶液測定次數(shù)，n1=3；

xj——系列標準工作溶液每個擬合點的質(zhì)量濃度，μg／mL；

x0——樣品溶液中γ-666的測定值，μg／mL。

按式(2)計算得標準工作曲線擬合引入的標準不確定度為uB42=0.000 90 μg／mL，樣品溶液中γ-666的質(zhì)量濃度ρ=0.034 μg／mL，則標準工作曲線擬合引入的相對標準不確定度：

合成得到標準工作曲線繪制引入的相對標準不確定度：

3.7 進樣體積引入的標準不確定度

進樣采用微量注射器，根據(jù)JJG 700—2016 《氣相色譜儀檢定規(guī)程》附錄A《微量注射器的校準》［10］的規(guī)定，每個體積點的相對標準偏差在1%以內(nèi)，考慮為矩形分布，k= 3，則進樣體積引入的相對不確定度：

3.8 儀器校準引入的標準不確定度

根據(jù)氣相色譜儀檢定證書給出的ECD檢定相對擴展不確定度為3%（k=2），則儀器校準引入的相對標準不確定度：

3.9 不確定度評定結(jié)果

將以上各個不確定度分量匯總列于表2。

表2 γ-666測定結(jié)果的不確定度分量數(shù)據(jù)

以上各不確定度分量互不相關(guān)，則合成得相對標準不確定度：

樣品中γ-666的測定結(jié)果w=0.034 mg／kg，則標準不確定度：

u=wurel=0.034×3.81%=0.001 3 （mg／kg）

在置信區(qū)間為95%時，k=2，則擴展不確定度U=0.001 3×2=0.003（mg／kg）。

茶葉樣品中γ-666的殘留量：（0.034±0.003）mg／kg，k=2。

4 結(jié)語

研究結(jié)果顯示，γ-666測定結(jié)果的相對標準不確定度為3.81%，當茶葉樣品中γ-666的殘留量為0.034 mg／kg時，擴展不確定度為0.003 mg／kg（k=2）。該研究對文獻［8］方法提供了科學評價，也是對相關(guān)檢測方法的有效補充和完善。結(jié)果顯示，標準曲線擬合、標準溶液配制、色譜儀器及進樣和測定重復性引入的相對標準不確定度權(quán)重均較大，說明毛細管氣相色譜法測定有機氯農(nóng)藥殘留的不確定度主要由上述因素引入，是不確定度的主要來源，這與文獻［13–15］具有相似性。故相關(guān)實驗應選用精密度高的量器、儀器，保證實驗室溫度適宜且恒定，增加標準樣品個數(shù)和測定次數(shù)，以及配制適宜濃度的系列標準工作溶液可有效降低標準工作溶液配制引入的不確定度。測定重復性引入的相對標準不確定度亦較大，說明應提高檢測操作規(guī)范性、一致性，另外應加強定量設備的準確性、氣相色譜儀器和進樣器的維護和保養(yǎng)，保障定量設備的準確性和可靠性。