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果相聯系的參數。一個完整的測量結果除了應給出被測量的最佳估計值之外，還應包括測量不確定度。根據《測試和校準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證和國家實驗室認可評定的重點內容之一。毒死蜱是廣泛使用的有機磷類農藥，氣相色譜法和氣相色譜串聯質譜法已廣泛的用于其定量檢測。本文根據國家質量技術監督局發布的JJF1059-2012計量技術規范《測量不確定度評定與表示》，并參照其他文獻，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果的評估提供了科學依據。

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，美國貝克曼庫爾特公司。

2.1.2 試劑

毒死蜱標準品：編號為GBW(E)081337，濃度為(1000±7)mg/L,農業部環境保護科研監測所；乙腈、丙酮：色譜純，天津科密歐化學試劑有限公司。

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藥殘留的檢測能力驗證，組織單位為中國檢驗檢疫科學研究院測試評價中心。

2.2 方法

2.2.1 標準溶液配制

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

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

(3)移取0.1mg/L毒死蜱標準溶液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的標準溶液。

最終形成0、0.0125、0.025、0.05、0.125mg/L的系列標準溶液。

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，置旋轉蒸發儀上40℃蒸發近干。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，轉移至2mL容量瓶中，定容至2mL，混勻。過0.22μm有機濾膜，待測[1]。

2.2.3 色譜條件

色譜柱rxt-5型毛細管柱；進樣口溫度220℃，進樣量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 數學模型和不確定度來源分析

3.1 根據樣品前處理過程，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—上機試液中毒死蜱的含量，mg/L；

V—上機溶液定容體積,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

從測量過程和數學模型分析，果蔬汁中毒死蜱含量不確定度主要來源于標準溶液、儀器的響應值、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標準物質引入的不確定度；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 測量重復性引入的不確定度

在重復性條件下，對本實驗所用果蔬汁樣品重復測定12次，測定結果見表1。

表1 樣品重復測定結果

測量重復性的標準不確定度為：

測量重復性引入的相對標準不確定度為：

3.3.2 毒死蜱標準物質引入的不確定度

(1)標準品引入的不確定度

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

(2)標準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、量取的變動性、環境因素產生。試驗過程控制在20℃的環境溫度下進行，溫度的影響可以忽略；量取的變動性在方法的重復性中已做評定，不再重復；故移液器的校準為主要的不確定度來源。刻度范圍為100～1000μL的移液器的最大允許誤差為：±10μL，按均勻分布處理[4]，其標準不確定度及相對標準不確定度分別為：

(3)毒死蜱標準物質的相對標準不確定度

由標準物質本身、校準溶液配制過程中移液器校準的不確定度分量合成標準溶液的相對標準不確定度：

3.3.3 儀器測定引入的不確定度

(1)儀器數據處理系統引入的不確定度

根據儀器說明書和積分儀的一般性能指標分析，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)峰面積重復測量產生的不確定度

通過重復進樣進行評定，它包含試樣進樣量的不確定度，該不確定度屬A類，數據見表2。

表2 重復進樣峰面積測試結果

當n=3,極差系數C=1.69，標準不確定度：u(A)=R/C=1.2×103

相對標準不確定度：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準不確定度為：

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，其標準不確定度及相對標準不確定度分布為：

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，其標準不確定度及相對標準不確定度分別為：

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單標線移液管、20mL單標線移液管的最大允許誤差為±0.020mL、±0.030mL，按均勻分布處理[5]，其標準不確定度及相對標準不確定度分別為：

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致毒死蜱的損失或污染等，使用同一方法做加標回收試驗，回收率結果見表3。

表3 毒死蜱加標回收率

當n=3,極差系數C=1.69，標準不確定度：u(Rec)=R/C=2.006%

相對標準不確定度：urel(Rec)=u(Rec)/Rec=0.0193

3.5 合成標準不確定度

由于上述數學模型僅涉及積和商的數學關系，其合成標準不確定度可簡化計算如下：

=0.025X

表1中CX=0.0172mg/kg，則其合成標準不確定度為

ucrel(X) =0.025×0.0172 mg/kg

=0.0004mg/kg

3.6 擴展不確定度

擴展標準不確定度可由合成標準不確定度乘以包含因子，取k=2(置信區間95%)，得擴展不確定：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行評估，最后計算相對合成不確定度，求出毒死蜱含量的擴展不確定度。對各分量的不確定度比較發現，樣品處理回收率、儀器、標準物質、重復性實驗對測定結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果的準確性[6]。

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

[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],檢驗檢疫學刊，2015，25(2)，33-35.

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

[4] JJG 646-2006移液器檢定規程[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.