HPLC-ICP-MS法測定毛毛魚中無機砷的不確定度評定

周探春 汪 輝 崔曉嬌 周 鵬 黎 瑛 鄧 楠

(長沙市食品藥品檢驗所，湖南 長沙 410016)

毛毛魚學名為龍須炮彈，一種生活在淡水里的小魚，湖南人將其制成一種辣味小食，深受消費者喜愛。砷廣泛分布于自然界中，在空氣、土壤、沉積物和水中發現的主要砷化物有As2O3或亞砷酸鹽(As Ⅲ)、砷酸鹽(As Ⅴ)、一甲基砷酸和二甲基砷酸[1]。砷在不同的形態下，理化性質也不同，毒性也存在很大差異。一般情況下，As(III)、As(V)的毒性最大，過多攝入會引起中毒，一甲基砷酸和二甲基砷酸次之，而砷甜菜堿和砷膽堿則基本無毒[2-6]。目前，關于檢測食品中無機砷不確定度評定的文獻較少，且大部分報道的是液相色譜—原子熒光光譜法[4-5]。而關于液相色譜—電感耦合等離子體質譜法測定食品中無機砷的不確定度評定的報道甚少，研究對象也僅限于糧食及其制品中無機砷的不確定度評定[3]。RH/T 214—2017《檢驗檢測機構資質認定能力評價 檢驗檢測機構通用要求》規定，檢驗檢測機構可在檢驗檢測出現臨界值、內部質量控制或客戶有要求時，需要報告測量不確定度。文章根據 GB 2762—2017《食品安全國家標準 食品中污染物限量》中規定，水產動物魚類及其制品中無機砷的限值為0.1 mg/kg，采用液相色譜—電感耦合等離子體質譜法(GB 5009.11—2014)測定，并依據CNAS—GL006《化學分析中不確定度的評估指南》和JJF 1059.1—2012《測量不確定度的評定與表示》對其進行不確定度評定。

1 材料與方法

1.1 試劑耗材與儀器設備

毛毛魚：長沙市食品藥品檢驗所抽檢樣；

As3+：(1 002±4) μg /mL，北京曼哈格生物科技有限公司；

As5+：(1 003±6) μg /mL，北京曼哈格生物科技有限公司；

濃硝酸：優級純，德國默克生物科技有限公司；

正己烷：分析純，國藥集團化學試劑有限公司；

凈化小柱：C18柱，北京迪馬科技有限公司；

電感耦合等離子體質譜儀：Agilent 7700x型，安捷倫科技有限公司；

高效液相色譜儀：Agilent1260型，安捷倫科技有限公司；

高速冷凍離心機：ST16R型，賽默飛世爾科技公司；

純水機：Milli-Q型，美國密理博公司。

1.2 樣品前處理方法

稱取樣品，置于50 mL塑料離心管中，加入20 mL 0.15 mol/L硝酸溶液，放置過夜，90 ℃恒溫水浴中浸提2.5 h，每0.5 h振搖1 min，提取完畢，取出冷卻至室溫，8 000 r/min離心15 min。取5 mL上清液于離心管中，加入5 mL正己烷，震搖1 min后8 000 r/min離心15 min，棄去上層正己烷，吸取下層清液，經0.45 μm有機濾膜過濾及C18小柱凈化后，進樣測定。按同一操作方法作空白試驗。

1.3 檢測條件

(1) 電感耦合等離子體質譜條件：射頻功率1 550 W；等離子體氣、輔助氣、載氣、補償稀釋氣、氦氣流量分別為15.000，0.800，0.800，0.800，0.006 L/min；霧化室溫度2 ℃；蠕動泵轉速0.1 r/s。

(2) 液相色譜條件：流動相(10 mmol/L無水乙酸鈉、3 mmol/L硝酸鉀、10 mmol/L磷酸二氫鈉、0.2 mmol/L乙二胺四乙酸二鈉緩沖液，氨水調pH為10)∶無水乙醇=99∶1；流速1 mL/min；進樣體積80 μL；等度洗脫。

(3) 儀器環境溫度20 ℃，濕度65%；試驗用水為超純水。

1.4 數學模型

(1)

式中：

X——樣品中As(Ⅲ)與As(Ⅴ)含量(以As計)，mg/kg；

m——樣品質量，g；

C——測定溶液中As(Ⅲ)與As(Ⅴ)濃度，μg/L；

C0——空白溶液中As(Ⅲ)與As(Ⅴ)濃度，μg/L；

V——試樣消化液體積，mL。

2 結果與分析

2.1 不確定度來源

參照CNAS—GL006《化學分析中不確定度的評估指南》，經分析無機砷含量測定不確定度的來源主要有：① 樣品稱量引入的不確定度；② 定容體積引入的不確定度；③ 標準物質引入的不確定度(標準儲備液的不確定度和稀釋所引入的不確定度)；④ 標準曲線引入的不確定度；⑤ 測量重復性引入的不確定度；⑥ 樣品回收率引入的不確定度。

2.2 標準不確定度的評定

u(重) =0.5×0.1=0.05；

取樣質量為：0.350 1 g，即350.1 mg，則取樣質量相對不確定度為：

關節鏡手術具有術后恢復快、微創、患者接受度高以及并發癥少等特點[1]。研究表明，在膝關節骨性關節炎患者接受關節鏡治療的過程當中，對其施以系統性的護理干預，可顯著提升療效，縮短病情康復所需的時間[2]。此研究，筆者將著重分析綜合護理干預在膝關節骨性關節炎患者關節鏡手術治療中的應用價值，總結如下。

urel(m)=u(m)/m=0.50/350.1=0.000 14。

urel(V20)=u(V20)/V=0.001 7/20=0.000 87。

urelb As(Ⅲ)=2.31/1 002=0.002 3。

urelb As(Ⅴ)=3.46/1 003=0.003 4。

2.2.4 標準物質稀釋引入的不確定度 稀釋不確定度主要包括稀釋中所用量具的校準、重復性以及液體溫度。50 mL單標線容量瓶(A級)，25 mL單標線容量瓶(A級)，稀釋過程需要使用10 mL單標線吸量管(A級)，5 mL單標線吸量管(A級)。20 ℃水的膨脹系數為2.1×10-4℃(溫度差異設為±5 ℃)，依據JJG 196—2006《常用玻璃量器檢定規程》和JJG 646—2006 《移液器檢定規程》的要求，玻璃量器都有對應的最大允許誤差，因此各量具校準不確定度見表1。

表1 量具校準不確定度

所以，標準溶液稀釋引入的相對標準不確定度為：

urel(std)=

2.2.5 標準曲線引入的不確定度 由表2可知，標準曲線所用無機砷標準溶液濃度分別為0，5，10，15，20，25 μg/L，采用5個濃度水平標準系列，重復讀數3次，測定CPS計數值，標準曲線方程見式(2)。標準曲線方程用最小二乘法擬合后，As(Ⅲ)：A=4 133.733×C+0，曲線的平均相關系數r=0.999 1，平均截距B0=0、平均斜B1=4 133.733；As(Ⅴ)：A=4 485.770 9×C+0，曲線的平均相關系數r=0.999 6，平均截距B0=0、平均斜B1=4 485.770 9。

Aj=CiB1+B0，

(2)

式中：

Aj——第i個校準標準溶液的第j次計數值；

Ci——第i個校準標準溶液的濃度，μg/L；

B1——斜率；

B0——截距。

殘差標準差S為：

(3)

標準曲線擬合：

(4)

標準曲線擬合引入的相對標準不確定度為：

(5)

表2 校準曲線引入的不確定度

表3 重復性試驗結果和引入的不確定度

表4 回收率試驗結果和引入的不確定度

2.3 合成標準不確定度

As(Ⅲ)的合成不確定度為：

As(Ⅲ) 的合成不確定度為：

無機砷為As(Ⅲ)和As(V)的總和，兩個輸入量采用同一臺儀器測定，存在相關性。由于采用液相色譜—電感耦合等離子體質譜法測定無機砷時，As(Ⅲ)和As(V)通過色譜柱進行了分離，分離度>1.5，分離效果良好，且兩者定量的標準物質不同，因此兩個輸入量相關性較弱，即相關系數的絕對值較小，忽略其相關性[8]。無機砷的合成不確定度為：

2.4 擴展不確定度

該測量誤差的分布類型屬正態分布，在95%置信水平，包含因子k=2。無機砷i-As擴展不確定度=0.003 5×2=0.007，該樣品中無機砷含量檢測結果可以表示為(0.096±0.007) mg/kg。

3 結論

采用液相色譜—電感耦合等離子體質譜法測定毛毛魚中無機砷，試驗測得As(Ⅲ)為0.048 mg/kg，As(Ⅴ)為0.048 mg/kg，As(Ⅲ)檢測結果水平的回收率在88.0%～104.0%；As(V)檢測結果水平的回收率在86.0%～102.0%；經分析測量過程中的不確定度主要來源為標準曲線擬合和樣品加標回收率，其他分量影響相對較小，基本可以忽略不計。該樣品無機砷i-As擴展不確定度為0.007，無機砷含量檢測結果可以表示為(0.096±0.007) mg/kg。因此在試驗過程中要充分考慮各個分量對試驗結果的影響，以確保試驗結果的準確性。