GC—MS測定香瓜中苯醚甲環唑殘留量不確定度的評定

林旭梅++蔡恩興++歐舒穎++賴添財

摘 要 介紹氣相色譜-質譜聯用法（GC-MS）測定香瓜中苯醚甲環唑殘留量不確定度評定的方法，建立數學模型分析不確定度的來源，并對其各個分量進行量化和合成。結果表明：標準曲線擬合和重復性測量所引入的不確定度分量最大；當香瓜中苯醚甲環唑含量為0.135 1 mg/kg時，其擴展不確定度為0.011 8 mg/kg（k=2）。

關鍵詞 氣相色譜-質譜 ；不確定度 ；苯醚甲環唑 ；香瓜

分類號 O657.71

苯醚甲環唑屬于三唑類內吸性殺菌劑，通過抑制麥角甾醇的生物合成、破壞細胞膜的結構和功能而干擾病菌的正常生長，主要用于防治豆類、瓜果類等作物的真菌病害[1-5]。2013年4月農業部印發了“茄果類甘藍等55類無公害農產品檢測目錄”，并于2013年6月起開始實施，其中瓜果類水果要求用氣質聯用法檢測苯醚甲環唑等農殘項目。測量不確定度是對檢測結果的可信度評定[6]，本研究參照《測量不確定度評定與表示》[7]，通過《SN/T 1975-2007進出口食品中苯醚甲環唑殘留量的檢測方法 氣相色譜-質譜法》[8]評定水果中苯醚甲環唑殘留量的不確定度。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 儀器及植物材料

GC-MS型號為Agilent 6890/5975B，安捷倫公司；電子天平型號為TMP-500（0.01 g），湖南儀器儀表廠。本試驗所用香瓜購于市場。

1.1.2 主要試劑

苯醚甲環唑標準溶液，濃度為：（100±0.05）μg/mL，購自農業部環境保護科研監測所；無水硫酸鈉為分析純，乙酸乙酯、丙酮、正己烷等有機溶劑均為色譜純。

1.2 方法

1.2.1 GC-MS測定

按SN/T 1975-2007要求，取10 g香瓜試樣（精確至0.01 g），加入50 mL乙酸乙酯和15 g無水硫酸鈉，于振蕩器中振蕩40 min，過濾后再加入20 mL乙酸乙酯重復提取1次，合并提取液，于40℃水浴中旋轉濃縮至干，用3 mL正己烷溶解，經GCB/PSA固相萃取柱凈化，于40℃水浴中氮氣吹干，再用正己烷定容至1 mL，供GC-MS測定。自動進樣器進樣體積為1 μL，使用化學工作站進行積分計算。

GC-MS條件：色譜柱為HP-1 MS（30.0 m×0.25 mm×0.25 μm），流速為1.0 mL/min，載氣為氦氣，離子源溫度為230 ℃，溫度為80℃（1.0 min） 280℃

（12.0 min）；質譜采用EI源，選擇離子監測（SIM）為：定量離子323，定性離子265、325。

1.2.2 數學模型

X=

式中，X：試樣中苯醚甲環唑殘留量（mg/kg）；CS：標準工作溶液中苯醚甲環唑的濃度（μg/mL）；AX：樣液中苯醚甲環唑定量離子的峰面積；As：標準工作液中苯醚甲環唑定量離子的峰面積；VX：樣液最終定容體積（mL）；m：試樣溶液所代表試樣的質量（g）。

1.2.3 不確定度來源分析

GC-MS測定香瓜中苯醚甲環唑殘留量不確定度的主要來源：一是校準過程引入的不確定度；二是測量重復性產生的不確定度；三是回收率產生的不確定度；四是稱量樣品產生的不確定度；五是樣品定容體積產生的不確定度。

2 結果與分析

2.1 不確定度評定

2.1.1 校準過程引入的不確定度u（C）

（1）標準物質引入的不確定度u1（C）

標準儲備液引入的不確定度：苯醚甲環唑標準儲備液的濃度為100.0 μg/mL，根據標準證書其不確定度為0.05 μg/mL，故標準儲備液引入的相對標準不確定度如下。

u11rel（C）===0.000 5

標液配制過程引入的不確定度：將1 mL苯醚甲環唑標準儲備液完全轉移至25 mL容量瓶中，用正己烷定容至刻度，得到4 μg/mL的標準溶液。再用5 mL的分度吸管移取5、2.5、1.25、0.5 mL的4 μg/mL標準溶液于一系列10 mL容量瓶中，稀釋至刻度，獲得標準系列溶液濃度為2、1、0.5、0.2 μg/mL。此過程引入的不確定度主要由容量瓶和移液管產生。

A級單標線V1=25 mL容量瓶的容量允許差是±0.03 mL，按照矩形分布計算，其不確定度為u（V1）=0.03/ =0.017 3 mL。實驗室的溫度為（20±5）℃，正己烷的體積膨脹系數為1.36×10-3/℃，故由溫度引起的變化為±0.170 mL。假設溫度變化為均勻分布，k= ，則 u（V1溫度）==0.098 2 mL。合成25 mL容量瓶產生的相對不確定度為urel （V1）==0.003 99

同理計算，標準溶液配制過程引入的不確定度具體分量見表1。合成相對不確定度為u12rel（C）= 0.011 9，合成不確定度u12rel（C）=

=0.009 65。

故合成標準物質產生的相對不確定度：

u1rel（C）===0.009 66

（2）標準工作曲線擬合產生的不確定度u（C0）

取上述5種不同濃度的標準溶液1 μL于GC-MS重復測定2次，通過工作站積分得到相應的質譜峰面積A，擬合的線性回歸方程用A=bC+a（a為截距，b為斜率）表示，擬合曲線結果為A=170 965C-21 309（線性相關系數r=0.999 1），具體數值見表2。

取一陽性樣品，重復測定3次，平均濃度結果是C0=1.358 μg/mL，則由標準工作曲線所產生的標準不確定度如下：

u（C0）=

=0.030 1 μg/mLendprint

urel（C0）==0.022 2

式中，S（A）是標準溶液峰面積殘差的標準差，S（A）= =7 773.8；b為擬合曲線的斜率，b=170 965；p為試樣平行測定次數，本次實驗為3；n是標準溶液的測定次數，本實驗為10；Cs是標準溶液的平均濃度，Cs=1.54；Scc是標準溶液濃度殘差的平方和，Scc=（ci-c）2=9.432。

故由校準過程引入的相對標準不確定度如下：

urel（C）==0.024 2

2.1.2 測量重復性產生的不確定度u（X）

重復測定結果見表3。其中苯醚甲環唑的平均含量X=0.135 1 mg/kg，標準偏差S（X）= 0.004 90 mg/kg；日常檢測中一般將平行測定2次樣品的平均值作為測定結果，所以重復測量引入的不確定度和相對不確定度分別如下：

u（X）==0.003 47

urel（X）===0.025 7

2.1.3 回收率引入的不確定度u（R）

由表3可知，回收率按A類評定，其引入的標準不確定度和相對標準不確定度分別如下：

u（R）===1.80%

urel（R）===0.019 9

用t檢驗判定回收率R與100%之間是否存在顯著差異；t===3.70，當自由度為9，置信水平為95%時，雙尾t檢驗的臨界值為2.26，表明回收率與100%存在顯著差異，故必須用回收率來校正分析結果。

2.1.4 稱重樣品產生的不確定度u（m）

按SN/T 1975-2007稱取10 g香瓜樣品，天平的最大允許誤差為±0.01 g，按均勻分布計算，其標準不確定度和相對標準不確定度分別如下：

u（m）=0.01/=0.005 77g

urel（m）=0.00577/10=0.000 577

2.1.5 樣品定容體積產生的不確定度u（V）

（1）定容容量產生的不確定度 試樣經過萃取、凈化后，最終用正己烷定容至1 mL（V6），1 mL刻度試管體積的允許誤差為±0.008 mL，按照矩形分布計算，其標準不確定度是u（V6）=0.008/=0.000 462 mL。實驗室環境溫度最大變化范圍為（20±5）℃，由溫度變化引起的容積變化最大值為：V6溫=1 mL×5℃×1.36×10-3℃-1=0.006 80 mL，同樣按照矩形分布計算其標準不確定度為u（V6溫）=0.006 80/ =0.003 93 mL。

（2）GC-MS進樣體積產生的不確定度 檢測中GC-MS自動進樣器的進樣體積（V7）為l.0 μL，其相對標準偏差（RSD）為±1%，按矩形分布考慮，由進樣體積產生的相對標準不確定度urel（V7）=1%/=0.005 77。

合成體積量取產生的相對標準不確定度如下：

urel（V）=

=

=0.008 37

2.2 合成標準不確定度

以上各相對標準不確定度分量相互獨立，合成相對標準不確定度如下：

urel（X）=

=

=0.041 4

故合成標準不確定度最終為：

uc（X）=X×urel（X）=0.135 1×0.041 4=0.005 59 mg/kg

2.3 擴展不確定度和測定結果的表示

取包含因子k=2，香瓜中苯醚甲環唑含量的擴展不確定度U=uc（X）×k=0.011 8 mg/kg，所以，利用GC-MS法測定香瓜中苯醚甲環唑含量的結果為（0.135 1±0.011 8）mg/kg，k=2。

3 討論與結論

綜上所述，香瓜中苯醚甲環唑殘留量不確定度的來源有稱量、提取、凈化、色譜質譜測定等。評定結果表明，重復性測量和標準曲線擬合過程對合成不確定度的貢獻最大，其貢獻比例約為67%。重復性測量主要由操作過程引入，標準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，需要在試驗中注意這些步驟，日常實驗過程中選用精度高的移液器和容量瓶，定期對儀器進行檢定，使其保持較高的靈敏度和精密度，同時提高檢測人員的操作水平，以期減少不確定度。

參考文獻

[1] 張志勇，王冬蘭，張存政，等. 苯醚甲環唑在水稻和稻田中的殘留[J]. 中國水稻科學，2011，25（3）：339-342.

[2] 毛久浪，王 玨，毛晨蕾，等. QueCHERS法檢測毛豆中苯醚甲環唑的殘留量[J]. 浙江農業科學，2013（10）：1 335-1 337.

[3] Banerjee K， Oulkar D P， Patil S H， et al. Degradation kinetics and safety evaluation of tetraconazole and difenoconazole residues in grape[J]. Pest Manag Sci， 2008， 64（3）： 283-289.

[4] Wang Z H， Yang T， Qin D M， et al. Determination and dynamics of difenoeonazole residues in Chinese cabbage and soil[J]. Chin Chem Lett， 2008， 19（8）：969-972.

[5] 張學強，陳 歆，韓丙軍. 氣相色譜法測定香蕉和土壤中苯醚甲環唑殘留[J]. 熱帶農業科學，2011，31（7）：60-62.

[6] 賴添財，蔡恩興. GC-MS內標法測定蘋果中噠螨靈殘留量不確定度的評定[J]. 山西農業科學，2013，41（9）：959-962.

[7] JJF 1059—1999. 測量不確定度評定與表示[S].

[8] SN/T 1975-2007， 進出口食品中苯醚甲環唑殘留量的檢測方法氣相色譜-質譜法[S].endprint

urel（C0）==0.022 2

式中，S（A）是標準溶液峰面積殘差的標準差，S（A）= =7 773.8；b為擬合曲線的斜率，b=170 965；p為試樣平行測定次數，本次實驗為3；n是標準溶液的測定次數，本實驗為10；Cs是標準溶液的平均濃度，Cs=1.54；Scc是標準溶液濃度殘差的平方和，Scc=（ci-c）2=9.432。

故由校準過程引入的相對標準不確定度如下：

urel（C）==0.024 2

2.1.2 測量重復性產生的不確定度u（X）

重復測定結果見表3。其中苯醚甲環唑的平均含量X=0.135 1 mg/kg，標準偏差S（X）= 0.004 90 mg/kg；日常檢測中一般將平行測定2次樣品的平均值作為測定結果，所以重復測量引入的不確定度和相對不確定度分別如下：

u（X）==0.003 47

urel（X）===0.025 7

2.1.3 回收率引入的不確定度u（R）

由表3可知，回收率按A類評定，其引入的標準不確定度和相對標準不確定度分別如下：

u（R）===1.80%

urel（R）===0.019 9

用t檢驗判定回收率R與100%之間是否存在顯著差異；t===3.70，當自由度為9，置信水平為95%時，雙尾t檢驗的臨界值為2.26，表明回收率與100%存在顯著差異，故必須用回收率來校正分析結果。

2.1.4 稱重樣品產生的不確定度u（m）

按SN/T 1975-2007稱取10 g香瓜樣品，天平的最大允許誤差為±0.01 g，按均勻分布計算，其標準不確定度和相對標準不確定度分別如下：

u（m）=0.01/=0.005 77g

urel（m）=0.00577/10=0.000 577

2.1.5 樣品定容體積產生的不確定度u（V）

（1）定容容量產生的不確定度 試樣經過萃取、凈化后，最終用正己烷定容至1 mL（V6），1 mL刻度試管體積的允許誤差為±0.008 mL，按照矩形分布計算，其標準不確定度是u（V6）=0.008/=0.000 462 mL。實驗室環境溫度最大變化范圍為（20±5）℃，由溫度變化引起的容積變化最大值為：V6溫=1 mL×5℃×1.36×10-3℃-1=0.006 80 mL，同樣按照矩形分布計算其標準不確定度為u（V6溫）=0.006 80/ =0.003 93 mL。

（2）GC-MS進樣體積產生的不確定度 檢測中GC-MS自動進樣器的進樣體積（V7）為l.0 μL，其相對標準偏差（RSD）為±1%，按矩形分布考慮，由進樣體積產生的相對標準不確定度urel（V7）=1%/=0.005 77。

合成體積量取產生的相對標準不確定度如下：

urel（V）=

=

=0.008 37

2.2 合成標準不確定度

以上各相對標準不確定度分量相互獨立，合成相對標準不確定度如下：

urel（X）=

=

=0.041 4

故合成標準不確定度最終為：

uc（X）=X×urel（X）=0.135 1×0.041 4=0.005 59 mg/kg

2.3 擴展不確定度和測定結果的表示

取包含因子k=2，香瓜中苯醚甲環唑含量的擴展不確定度U=uc（X）×k=0.011 8 mg/kg，所以，利用GC-MS法測定香瓜中苯醚甲環唑含量的結果為（0.135 1±0.011 8）mg/kg，k=2。

3 討論與結論

綜上所述，香瓜中苯醚甲環唑殘留量不確定度的來源有稱量、提取、凈化、色譜質譜測定等。評定結果表明，重復性測量和標準曲線擬合過程對合成不確定度的貢獻最大，其貢獻比例約為67%。重復性測量主要由操作過程引入，標準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，需要在試驗中注意這些步驟，日常實驗過程中選用精度高的移液器和容量瓶，定期對儀器進行檢定，使其保持較高的靈敏度和精密度，同時提高檢測人員的操作水平，以期減少不確定度。

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[2] 毛久浪，王 玨，毛晨蕾，等. QueCHERS法檢測毛豆中苯醚甲環唑的殘留量[J]. 浙江農業科學，2013（10）：1 335-1 337.

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[5] 張學強，陳 歆，韓丙軍. 氣相色譜法測定香蕉和土壤中苯醚甲環唑殘留[J]. 熱帶農業科學，2011，31（7）：60-62.

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[7] JJF 1059—1999. 測量不確定度評定與表示[S].

[8] SN/T 1975-2007， 進出口食品中苯醚甲環唑殘留量的檢測方法氣相色譜-質譜法[S].endprint

urel（C0）==0.022 2

式中，S（A）是標準溶液峰面積殘差的標準差，S（A）= =7 773.8；b為擬合曲線的斜率，b=170 965；p為試樣平行測定次數，本次實驗為3；n是標準溶液的測定次數，本實驗為10；Cs是標準溶液的平均濃度，Cs=1.54；Scc是標準溶液濃度殘差的平方和，Scc=（ci-c）2=9.432。

故由校準過程引入的相對標準不確定度如下：

urel（C）==0.024 2

2.1.2 測量重復性產生的不確定度u（X）

重復測定結果見表3。其中苯醚甲環唑的平均含量X=0.135 1 mg/kg，標準偏差S（X）= 0.004 90 mg/kg；日常檢測中一般將平行測定2次樣品的平均值作為測定結果，所以重復測量引入的不確定度和相對不確定度分別如下：

u（X）==0.003 47

urel（X）===0.025 7

2.1.3 回收率引入的不確定度u（R）

由表3可知，回收率按A類評定，其引入的標準不確定度和相對標準不確定度分別如下：

u（R）===1.80%

urel（R）===0.019 9

用t檢驗判定回收率R與100%之間是否存在顯著差異；t===3.70，當自由度為9，置信水平為95%時，雙尾t檢驗的臨界值為2.26，表明回收率與100%存在顯著差異，故必須用回收率來校正分析結果。

2.1.4 稱重樣品產生的不確定度u（m）

按SN/T 1975-2007稱取10 g香瓜樣品，天平的最大允許誤差為±0.01 g，按均勻分布計算，其標準不確定度和相對標準不確定度分別如下：

u（m）=0.01/=0.005 77g

urel（m）=0.00577/10=0.000 577

2.1.5 樣品定容體積產生的不確定度u（V）

（1）定容容量產生的不確定度 試樣經過萃取、凈化后，最終用正己烷定容至1 mL（V6），1 mL刻度試管體積的允許誤差為±0.008 mL，按照矩形分布計算，其標準不確定度是u（V6）=0.008/=0.000 462 mL。實驗室環境溫度最大變化范圍為（20±5）℃，由溫度變化引起的容積變化最大值為：V6溫=1 mL×5℃×1.36×10-3℃-1=0.006 80 mL，同樣按照矩形分布計算其標準不確定度為u（V6溫）=0.006 80/ =0.003 93 mL。

（2）GC-MS進樣體積產生的不確定度 檢測中GC-MS自動進樣器的進樣體積（V7）為l.0 μL，其相對標準偏差（RSD）為±1%，按矩形分布考慮，由進樣體積產生的相對標準不確定度urel（V7）=1%/=0.005 77。

合成體積量取產生的相對標準不確定度如下：

urel（V）=

=

=0.008 37

2.2 合成標準不確定度

以上各相對標準不確定度分量相互獨立，合成相對標準不確定度如下：

urel（X）=

=

=0.041 4

故合成標準不確定度最終為：

uc（X）=X×urel（X）=0.135 1×0.041 4=0.005 59 mg/kg

2.3 擴展不確定度和測定結果的表示

取包含因子k=2，香瓜中苯醚甲環唑含量的擴展不確定度U=uc（X）×k=0.011 8 mg/kg，所以，利用GC-MS法測定香瓜中苯醚甲環唑含量的結果為（0.135 1±0.011 8）mg/kg，k=2。

3 討論與結論

綜上所述，香瓜中苯醚甲環唑殘留量不確定度的來源有稱量、提取、凈化、色譜質譜測定等。評定結果表明，重復性測量和標準曲線擬合過程對合成不確定度的貢獻最大，其貢獻比例約為67%。重復性測量主要由操作過程引入，標準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，需要在試驗中注意這些步驟，日常實驗過程中選用精度高的移液器和容量瓶，定期對儀器進行檢定，使其保持較高的靈敏度和精密度，同時提高檢測人員的操作水平，以期減少不確定度。

參考文獻

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[7] JJF 1059—1999. 測量不確定度評定與表示[S].

[8] SN/T 1975-2007， 進出口食品中苯醚甲環唑殘留量的檢測方法氣相色譜-質譜法[S].endprint