HPLC-ICP-MS法測(cè)定貝類中烷基汞的不確定度分析

陳國(guó)

(寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江 寧波 315101)

環(huán)境中汞存在形態(tài)主要包括金屬汞、無(wú)機(jī)化合態(tài)汞和有機(jī)化合態(tài)汞，有機(jī)化合態(tài)汞以有機(jī)汞(烷基汞)和有機(jī)絡(luò)合汞形態(tài)普遍存在，其中烷基汞主要包括甲基汞和乙基汞，甲基汞是公認(rèn)的“全球性環(huán)境污染物”，具有神經(jīng)毒性，被世界衛(wèi)生組織確認(rèn)為2B致癌物。工業(yè)廢水排放是水體汞污染的主要來(lái)源，無(wú)機(jī)汞在微生物的作用下可轉(zhuǎn)化為甲基汞，水生生物攝入甲基汞，富集在體內(nèi)，通過(guò)食物鏈逐級(jí)富集，進(jìn)入魚(yú)類和貝類體內(nèi)，從而危害人類健康。本文采用液相色譜(HPLC)和電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)聯(lián)用技術(shù)，分析貝類中甲基汞和乙基汞含量，并對(duì)測(cè)量結(jié)果的不確定度進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 主要儀器與裝置

350D型電感耦合等離子質(zhì)譜儀(美國(guó)PE公司)，聯(lián)用2695液相色譜儀(WATERS)，Quiuti X124型電子天平(德國(guó)Sartorius公司)。

1.1.2 試劑及配制

氯化甲基汞、氯化乙基汞混標(biāo)(Dr EHRENSTORFER)，HCl(UPS級(jí)，蘇州精銳化學(xué)股份有限公司)，濃氨水(GR，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)，L-半胱氨酸(99%，阿拉丁)，甲醇(HPLC，TEDIA)，試驗(yàn)用水為超純水。

提取溶液。稱取0.076 8 g L-半胱氨酸，用水溶解，緩慢加入41.66 mL鹽酸，用水定容至100 mL。

50%氨水溶液。準(zhǔn)確量取50 mL氨水，緩慢倒入50 mL水中，混勻。

0.8% L-半胱氨酸溶液。準(zhǔn)確稱取0.8 g L-半胱氨酸，用水稀釋定容至100 mL。

流動(dòng)相。稱取0.771 g乙酸銨和0.768 5 g L-半胱氨酸，用900 mL水溶解，加入50 mL甲醇，用50%氨水溶液調(diào)節(jié)pH至7.0，加水稀釋定容至1 000 mL。

1.2 方法

1.2.1 樣品測(cè)定

準(zhǔn)確稱取1.000 g樣品，置于50 mL的離心管中，加入10 mL提取溶液。振蕩混勻，在室溫下超聲提取2 h，每30 min振搖1次，于4 ℃下以8 000 r·min-1轉(zhuǎn)速離心15 min，準(zhǔn)確移取2 mL上清液至10 mL容量瓶中，緩慢加入50%氨水溶液4.5 mL，用水定容至10 mL刻度，再轉(zhuǎn)移至50 mL離心管中，于4 ℃下以8 000 r·min-1轉(zhuǎn)速離心10 min，取上清液過(guò)0.45 μm濾膜，上機(jī)待測(cè)。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

取1 mL的1 000 mg·L-1混標(biāo)溶液定容至10 mL，獲得混標(biāo)儲(chǔ)備液，再吸取0.5 mL儲(chǔ)備液，用水定容至100 mL，獲得標(biāo)準(zhǔn)使用液。分別移取標(biāo)準(zhǔn)使用液0、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0 mL于50 mL塑料容量瓶中，分別加入2.0 mL 0.8% L-半胱氨酸溶液，用水定容至刻度，得到甲基汞(乙基汞)的濃度分別為0、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0、50.0 μg·L-1的混標(biāo)工作液。

1.3 儀器條件

HPLC條件。色譜柱為C18 54.6 μm×250 mm。等度洗脫流動(dòng)相為10 mmol·L-1乙酸銨+0.076 8% L-半胱氨酸+5%甲醇，流速為2.0 mL·min-1，進(jìn)樣體積為100 μL。

ICP-MS條件。RF入射功率1 600 W，等離子體氣體流速18 L·min-1，輔助氣流速1.2 L·min-1，霧化氣流量1.0 L·min-1，檢測(cè)質(zhì)量數(shù)m/z=202(Hg)，standard模式：RPa=0，RPq=0.25。

1.4 數(shù)學(xué)模型

根據(jù)測(cè)定方法，建立樣品中甲基汞(乙基汞)殘留的數(shù)學(xué)模型：

式中，X為樣品中甲基汞(乙基汞)的含量，C為回歸方程擬合得到的樣品溶液甲基汞(乙基汞)的質(zhì)量濃度，V為定容體積，m為樣品的質(zhì)量。

2 結(jié)果與分析

綜合試驗(yàn)過(guò)程分析，不確定度主要來(lái)源有樣品稱量引入的不確定度、使用參考物質(zhì)及標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的不確定度、樣品提取過(guò)程引入的不確定度、標(biāo)準(zhǔn)曲線引入的不確定度和測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度。

2.1 樣品稱量引入的不確定度

采用精度為0.000 1 g的電子天平，稱量過(guò)程簡(jiǎn)化為m=m1-m2。

稱量過(guò)程m2引入的合成不確定度：u2=0.000 290 1 g。

稱取1.000 g，相對(duì)不確定度Urel1=0.000 580 8 g/1.000 g=0.000 580 8。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定度

標(biāo)準(zhǔn)溶液采用氯化甲基汞和氯化乙基汞混標(biāo)，濃度均為1 000 mg·L-1(以汞計(jì))，查標(biāo)準(zhǔn)溶液證書(shū)獲得包含因子C=2，不確定度為30 mg·L-1。標(biāo)準(zhǔn)溶液相對(duì)不確定度為Urel2=30/1 000÷2=0.015。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過(guò)程引入的不確定度

標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過(guò)程中引入的不確定度，期間用到100～1 000 mL移液器8次，10 mL容量瓶1次，50 mL容量瓶6次，100 mL容量瓶1次。

1)定容過(guò)程采用100～1 000 μL移液器，查相關(guān)檢定證書(shū)，擴(kuò)展不確定度u=3.5 μL，包含因子k=2，測(cè)量重復(fù)性0.4%。

2)定容過(guò)程采用10 mL容量瓶，USP級(jí)，20 ℃誤差為±0.02 mL，服從正態(tài)分布，半寬0.02 mL。

同理推斷50、100 mL容量瓶引起的相對(duì)不確定度，結(jié)果如下表1所示。標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過(guò)程中相對(duì)不確定度合成：

2.4 樣品提取過(guò)程中引入的不確定度

表1 定容過(guò)程引起的相對(duì)不確定度

2.5 甲基汞(乙基汞)標(biāo)準(zhǔn)曲線引入的不確定度分析

采用6個(gè)濃度水平的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，過(guò)原點(diǎn)建立線性回歸方程，以標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度Ci為橫坐標(biāo)，以測(cè)定獲得的信號(hào)值甲基汞Ai(乙基汞Bi)為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。具體測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 系列標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度對(duì)應(yīng)信號(hào)值

2.6 測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度分析

通過(guò)上述影響因子引入不確定度的定量分析，對(duì)比發(fā)現(xiàn)：標(biāo)準(zhǔn)曲線引入的不確定度是最高的，其次是參考物質(zhì)引入的不確定度，再次是重復(fù)性測(cè)量引入的不確定度，相比于前三者，稱量與定容所用量具引起的系統(tǒng)性誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響相對(duì)較小，因?yàn)樵囼?yàn)過(guò)程采用了合適的且精度相對(duì)較高的試驗(yàn)量具。測(cè)量?jī)x器的穩(wěn)定性和靈敏度對(duì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制有直接影響，也說(shuō)明測(cè)量?jī)x器的穩(wěn)定性和靈敏度、參考物質(zhì)的準(zhǔn)確性以及人員分析中帶來(lái)的偶然誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生關(guān)鍵性影響。因此，選擇穩(wěn)定性好、精度高的測(cè)量?jī)x器，以及高純度的參考物質(zhì)，可有效提高試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3 小結(jié)

試驗(yàn)采用HPLC-ICP-MS測(cè)定了貝類中甲基汞和乙基汞，并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行不確定度評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示，在檢測(cè)過(guò)程儀器的靈敏度和穩(wěn)定性、參考物質(zhì)準(zhǔn)確性以及人員分析過(guò)程偶然誤差，對(duì)測(cè)量結(jié)果不確定度產(chǎn)生了重要影響。在日常檢測(cè)中，要使用經(jīng)過(guò)計(jì)量溯源的標(biāo)準(zhǔn)器皿對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品進(jìn)行稀釋和定容，以減少試驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的不確定度；選擇穩(wěn)定性好、精度高的測(cè)量?jī)x器，高純度的參考物質(zhì)，可有效提高試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性?？傊?，需要減少各測(cè)量不確定度分量的影響，來(lái)提高試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度。